【正文】 ，才裝入計(jì)數(shù)器的，下一個(gè) 脈沖開始計(jì)數(shù)，因此，如果設(shè)置計(jì)數(shù)器初值為 N，則輸出 OUT在 N＋ 1個(gè)脈沖后才能變高； ? ③ 在計(jì)數(shù)過程中，可由 GATE信號(hào)控制暫停。其中 0、 4是電平觸發(fā)方式， 5是上升沿觸發(fā)。 ? (3)． 通常，在每個(gè)時(shí)鐘脈沖 CLK的上升沿，采樣門控信號(hào)GATE。初始狀態(tài)對(duì)不同的模式來說不一定相同。 ? 如要讀通道 1的 16位計(jì)數(shù)器，編程如下：地址 F8H～ FBH。 ? 控制字為： 01010000B=50H ? 計(jì)數(shù)值為： 80H ? 初始化程序： ? MOV AL， 50H ? OUT 07H， AL ? MOV AL， 80H ? OUT 05H， AL ? 3）讀取 8253通道中的計(jì)數(shù)值 ? 8253可用控制命令來讀取相應(yīng)通道的計(jì)數(shù)值，由于計(jì)數(shù)值是 16位的，而讀取的瞬時(shí)值，要分兩次讀取，所以在讀取計(jì)數(shù)值之前，要用鎖存命令，將相應(yīng)通道的計(jì)數(shù)值鎖存在鎖存器中，然后分兩次讀入，先讀低字節(jié)，后讀高字節(jié)。 4. 8253操作與編址 CS WR RD A0 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 X 0 0 0 0 1 1 1 1 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 裝入通道 0計(jì)數(shù)器 裝入通道 1計(jì)數(shù)器 裝入通道 2計(jì)數(shù)器 寫方式控制字 讀通道 0計(jì)數(shù)器 讀通道 1計(jì)數(shù)器 讀通道 2計(jì)數(shù)器 不能讀方式控制字，故為無效操作 禁止使用 無效操作 寄存器選擇和操作 8253計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 8253計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 ? 8253控制字 ? 1）控制字格式 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BCD M1 M2 M3 RW0 RW1 SC0 SC1 計(jì)數(shù)值形式 0：二進(jìn)制 1： BCD碼 工作方式選擇 000：方式 0 001：方式 1 010：方式 2 101：方式 5 ... ... 計(jì)數(shù)值寫入順序 00:讀計(jì)數(shù)值 01:寫低 8位 ,高 8位為 0 10:寫高 8位 ,低 8位為 0 11:先寫低 8位 ,后寫高 8位 計(jì)數(shù)器選擇 00:計(jì)數(shù)器 0 01:計(jì)數(shù)器 1 10:計(jì)數(shù)器 2 2）、 8253的初始化編程 寫 8253的控制字，寫入控制寄存器 （ A1， A0 = 11） 寫入計(jì)數(shù)值，寫到相應(yīng)的計(jì)數(shù)器。 ? 7） GATEi： i=0,1,2,第 i個(gè)通道的門控信號(hào)輸入引腳，門控信號(hào)的作用與通道的工作方式有關(guān)。 ? 5）． A A0：地址信號(hào)輸入引腳，一般接 CPU地址總線的 AA0位，用以選擇 8253芯片的通道及控制字寄存器。 ? 3）． WR：來自于 CPU的寫控制信號(hào)輸入引腳，低電平有效。 CONTROL WORD REGISTER CR M (8) CR L (8) CE M (8) CE L (8) OL M (8) OL L (8) COUNTER0 COUNTER REG.(CR) COUNTER ELEMENT (CE) OUTPUT LATCH (OL) COUNTER1 COUNTER2 CLK O GATE0 OUT0 CLK 2 CLK 1 OUT2 OUT1 GATE2 GATE1 DATA BUS D7DO ADDRESS DECODER RD WR CS A1 A0 ADDR BUS RD WR READY IO/ M 8253編程模型 8253計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 ? 8253引腳 D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1CSV c c地電源線控制線數(shù)據(jù)線C L K0GA T E0OU T0GA T E0OU T0C L K1GA T E1OU T1GA T E1OU T1C L K2GA T E2OU T2GA T E2OU T2計(jì)數(shù)器0 號(hào)計(jì)數(shù)器1 號(hào)計(jì)數(shù)器2 號(hào)91110151413181617876543212223192212412? 8253芯片為 DIP24引腳 ? 面向 CPU ? 1）． D7~D0：雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線引腳，用以與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線連接，傳送控制、數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息。 ? 4）．計(jì)數(shù)通道 0、 2： ? 這是三個(gè)獨(dú)立的，結(jié)構(gòu)相同的計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器通道，每一個(gè)通道包含一個(gè) 16位的計(jì)數(shù)寄存器，用以存放計(jì)數(shù)初始值，和一個(gè) 16位的減法計(jì)數(shù)器和一個(gè) 16位的鎖存器，鎖存器在計(jì)數(shù)器工作的過程中，跟隨計(jì)數(shù)值的變化，在接收到 CPU發(fā)來的讀計(jì)數(shù)值命令時(shí)，用以鎖存計(jì)數(shù)值，供 CPU讀取，讀取完畢之后，輸出鎖存器又跟隨減 1計(jì)數(shù)器變化。 ? 2）．讀 /寫控制邏輯 ? 控制 8253的片選及對(duì)內(nèi)部相關(guān)寄存器的讀 /寫操作，它接收CPU發(fā)來 的地址信號(hào)以實(shí)現(xiàn)片選、內(nèi)部通道選擇以及對(duì)讀 /寫操作進(jìn)行控制。 8253計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 特點(diǎn) ? /定時(shí)器的特點(diǎn) ? 1．每個(gè) 8253芯片有 3個(gè)獨(dú)立的 16位計(jì)數(shù)器通道 ? 2．每個(gè)計(jì)數(shù)器通道都可以按照二進(jìn)制或二 —十進(jìn)制計(jì)數(shù) ? 3．每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可以高達(dá) 2MHz ? 4．每個(gè)通道有 6種工作方式，可以由程序設(shè)定和改變 ? 5．所有的輸入、輸出電平都與 TTL兼容。這種定時(shí)方式又可分為簡單硬件定時(shí)和利用可編程接口芯片實(shí)現(xiàn)定時(shí) 。 定時(shí)計(jì)數(shù) 概述 ? 實(shí)現(xiàn)方法： ? 軟件定時(shí) ， 是利用 CPU每執(zhí)行一條指令都需要幾個(gè)固定的指令周期的原理 ， 運(yùn)用軟件編程的方式進(jìn)行定時(shí) 。第 6章：常用可編程接口 主講老師：廉迎戰(zhàn) 副教授 常用可編程外圍接口芯片 第 7 章 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 8253的結(jié)構(gòu)與編程 并行外圍接口 8255A的結(jié)構(gòu)與編程 串行通信接口 8251A的結(jié)構(gòu)與編程 \D/A轉(zhuǎn)換 定時(shí)計(jì)數(shù) 概述 ? 概念 ?定時(shí)：微機(jī)系統(tǒng)，定時(shí)或計(jì)數(shù)的工作實(shí)質(zhì)均體現(xiàn)為對(duì)脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)，如果計(jì)數(shù)的對(duì)象是標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，由于其周期恒定，故計(jì)數(shù)值就恒定地對(duì)應(yīng)于一定的時(shí)間，這一過程即為定時(shí)。 ?計(jì)數(shù)：如果計(jì)數(shù)的對(duì)象是與外部過程相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)（周期可以不相等），則此時(shí)即為計(jì)數(shù) 。 ? 硬件定時(shí) ， 是利用專門的定時(shí)電路實(shí)現(xiàn)精確定時(shí) 。 ? 軟、硬件結(jié)合法，設(shè)計(jì)一種專門的具有可編程特性的芯片，來控制定時(shí)和計(jì)數(shù)的操作，而這些芯片，具有中斷控制能力，定時(shí)、計(jì)數(shù)到時(shí)能產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)，因而定時(shí)期間不影響 CPU的正常工作。 8253計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 ? 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ? 1）．?dāng)?shù)據(jù)總線緩沖器 ? 8253內(nèi)部實(shí)現(xiàn)與 CPU數(shù)據(jù)總線連接的 8位雙向三態(tài)緩沖器，用以傳送 CPU向 8253的控制信息、數(shù)據(jù)信息以及 CPU從 8253讀取的狀態(tài)信息，包 括某一方面時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)值。 ? 3）．控制字寄存器 ? 在 8253的初始化編程時(shí)，由 CPU寫入控制字，以決定通道的工作方式，此寄存器只能寫入，不能讀出。 ? 另外，計(jì)數(shù)器的值為 0的狀態(tài)，還反映在狀態(tài)鎖存器中，可供讀取。 ? 2）． RD：來自于 CPU的讀控制信號(hào)輸入引腳，低電平有效。 ? 4）． CS：芯片選擇信號(hào)輸入引腳，低電平有效。 ? 8253芯片為 DIP24引腳 ? 面向外部設(shè)備 ? 6） CLKi： i=0,1,2,第 i個(gè)通道的計(jì)數(shù)脈沖輸入引腳，8253規(guī)定，加在 CLK引腳的輸入時(shí)鐘信號(hào)的頻率不得高于 ，即時(shí)鐘周期不能小于 380ns。 ? 8） OUTi： i=0,1,2,第 i個(gè)通道的定時(shí) /計(jì)數(shù)到信號(hào)輸出引腳，輸出信號(hào)的形式由通道的工作方式確定，此輸出信號(hào)可用于觸發(fā)其它電路工作，或作為向 CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)。 計(jì)數(shù)過程中讀計(jì)數(shù)值 ? 例 1：設(shè) 8253的端口地址為： 04H～ 07H，要使計(jì)數(shù)器 1工作在方式 0，僅用 8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為 128，進(jìn)行初始化編程。 ? 當(dāng)控制字中， D D4=00時(shí)，控制字的作用是將相應(yīng)通道的計(jì)數(shù)值鎖存的命令，鎖存計(jì)數(shù)值在讀取完成之后，自動(dòng)解鎖。 ? MOV AL， 40H； ? OUT 0FBH， AL ；鎖存計(jì)數(shù)值 ? IN AL， 0F9H ? MOV CL， AL；低八位 ? IN AL， 0F9H； ? MOV CH， AL；高八位 8253計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 ? 8253工作方式 ? 幾條基本原則 ? (1)． 控制字寫入計(jì)數(shù)器時(shí)，所有的控制邏輯電路立即復(fù)位，輸出端 OUT進(jìn)入初始狀態(tài)。 ? (2)． 計(jì)數(shù)初始值寫入之后，要經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期上升沿和一個(gè)下降沿，計(jì)數(shù)執(zhí)行部件才可以開始進(jìn)行計(jì)數(shù)操作，因?yàn)榈谝粋€(gè)下降沿將計(jì)數(shù)寄存器的內(nèi)容送減 1計(jì)數(shù)器。不同的工作方式下，門控信號(hào)的觸發(fā)方式是有具體規(guī)定的，即或者是電平觸發(fā)，或者是邊沿觸發(fā)，在有的模式中，兩種觸發(fā)方式都是允許的。 ? (4)． 在時(shí)鐘脈沖的下降沿，計(jì)數(shù)器作減 1計(jì)數(shù)， 0是計(jì)數(shù)器所能容納的最大初始值。當(dāng) GATE＝ 0時(shí)，暫停計(jì)數(shù)；當(dāng) GATE＝ 1時(shí)，繼續(xù)計(jì)數(shù)； ? ④ 在計(jì)數(shù)過程中可以改變計(jì)數(shù)值，且這種改變是立即有效的，分成兩種情況： 若是 8位計(jì)數(shù)，則寫入新值后的下一個(gè)脈沖按新值計(jì)數(shù)；若是 16位計(jì)數(shù)，則在寫入第一個(gè)字節(jié)后，停止計(jì)數(shù)，寫入第二個(gè)字節(jié)后的下一個(gè)脈沖按新值計(jì)數(shù)。 ? ③計(jì)數(shù)值是多次有效的，每來一個(gè) GATE脈沖，就自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)值開始從頭計(jì)數(shù)，因此在初始化時(shí)，計(jì)數(shù)值寫入一次即可。 ? 方式 3：方波發(fā)生器 ? N為偶數(shù)時(shí)，高低電平各為 N/2， N為奇數(shù)，高電平為（ N+1） /2，低電平為（ N1） /2 4 2 2 1 0(4) OUTPUT N=4 GATE (RESET) OUTPUT N=4 0(4) 2 1 0 3 2 1 0(4) 2 1 3 3 1(MODE 3) CLOCK OUTPUT N=5 3 2 1 0(5) 4 3 2 1 0(5) 4 3 0(5) 4 3 0 4 3 2 1 0 3 2 1 0 5 4 3 2 1 0 計(jì)數(shù)值 N = 偶數(shù)，輸出對(duì)稱的方波 N 2 4 2 4 2 N = 奇數(shù)， 高電平 N+1 2 低電平 N — 1 2 5+1 2 5 1 2 其它同方式 2 ? 方式 3下， 8253有下列使用特點(diǎn)： ? ①通道可以連續(xù)工作； ? ②關(guān)于計(jì)數(shù)值的奇偶，若為偶數(shù)，則輸出標(biāo)準(zhǔn)方波，高低電平各為 N/2個(gè)；若為奇數(shù)，則在裝入計(jì)數(shù)值后的下一個(gè) CLK使其裝入，然后減 1計(jì)數(shù)，（ N＋ 1） /2， OUT改變狀態(tài)，再減至 0， OUT又改變狀態(tài)，重新裝入計(jì)數(shù)值循環(huán)此過程，因此，在這種情況下，輸出有（ N＋ 1） /2個(gè) CLK個(gè)高電平，（ N－ 1） /2個(gè) CLK個(gè)低電平； ? ③ GATE信號(hào)能使計(jì)數(shù)過程重新開始，當(dāng) GATE＝ 0時(shí)，停止計(jì)數(shù)，當(dāng) GATE變高后，計(jì)數(shù)器重新裝入初值開始計(jì)數(shù)，尤其是當(dāng) GATE＝ 0時(shí)，若 OUT此時(shí)為低，則立即變高，其它動(dòng)作同上； ? ④在計(jì)數(shù)期間改變計(jì)數(shù)值不影響現(xiàn)行的計(jì)數(shù)過程，一般情況下，新的計(jì)數(shù)值是在現(xiàn)行半周結(jié)束后才裝入計(jì)數(shù)器。 ? 方式 4：軟件觸發(fā)選通 ? 裝入計(jì)數(shù)值 N后，若 GATE為高電平，則立即開始計(jì)數(shù)，為零時(shí)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖。 它與方式 1的區(qū)別是： ? 方式 1產(chǎn)生寬度為 N*TCLK的負(fù)脈沖，而方式 4則只產(chǎn)生寬度為 TCLK的負(fù)脈沖。 ? 方式 5：硬件觸發(fā)選通 ? 硬件觸發(fā)信號(hào)由 GATE端引入，上升沿觸發(fā)，產(chǎn)生 脈寬為 TCLK的負(fù)脈沖。 ? 8253的工作方式小結(jié) ? (1)． 方式 5的 輸出波形 是相同的，都是寬度為一個(gè) CLK周期的負(fù)脈沖，但方式 2連續(xù)工作，方式 4由軟件觸發(fā)啟動(dòng)，方式 5由硬件觸發(fā)啟動(dòng)。 ? (3)． 輸出端 OUT的初始狀態(tài) ，方式 0在寫入方式字后輸出為低，其余方式，寫