8253的工作方式解析.docx
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8253的工作方式解析
8253的工作方式
1.
方式0计数结束产生中断
断，是指在计数值减到0时，输出端（OUT产生的输出信
可作为中断申请信号，要求CPU进行相应的处理。
方式0
有如下特点:
1当控制字写进控制字寄存器确定了方式0时，计数器的
输出（OUT端口）保持低电平，一直保持到计数值减
2计数初值装入计数器之后，在门控GATE言号为高电平时
计数器开始减1计数。
当计数器减到0时输出端OUT才由低
变高，此高电平输出一直保持到该计数器装入新的计数值或
再次写入方式0控制字为止。
若要使用中断，可以计数到0
的输出信号向CPU发出中断请求，申请中断。
③GATE为计数控制门，方式0的计数过程可由GATE空制暂
停，即GATE=1时，允许计数；GATE=0寸，停止计数。
GATE信号的变化不影响输出OUT端口的状态。
④计数过程中，可重新装入计数初值。
如果在计数过程中，重新写入某一计数初值，则在写完新计数值后，计数器将从该值重新开始作减1计数。
2.方式1可编程的单拍负脉冲
可编程的单拍负脉冲又称为单稳态输出方式，简称单稳定时。
方式1的特点是:
1
CPU写入控制字后，计数器输出OUT端为高电平作为起始
始计数。
个计数脉冲，计数器作减一计数，直到计数减为0时，OUT
输出端再变为高电平。
OUT端输出的单拍负脉冲的宽度为计
数初值乘以CLK端脉冲周期。
设计数初值为N则单拍脉冲
宽度为N个CLK时钟脉冲周期。
3
如果在计数器未减到0时，GATE又来一触发脉冲，则由
当减至0时，输出端又变为高电平。
这样，使输出脉冲宽度延长。
3.方式2分频脉冲发生器
方式2是一种具有自动予置计数初值N的脉冲发生器。
从OUT
号,
端可以输出连续脉冲信号，脉冲宽度等于时钟脉冲周期，而计数初值N决定了输出端两个负脉冲之间的宽度即输出脉冲周期。
方式2也叫N分频器，因为输出脉冲为输入脉冲的N
分频，即出现N个输入脉冲才输出一个脉冲。
方式2有如下
特点:
①N分频计数器，这种方式是输出对输入脉冲按计数器计数初值N分频后的连续脉冲。
2当CPU写入控制字后OUT端输出为高电平作为起始电平，
在写入计数值N后将立即自动开始对输入脉冲CLK计数，输
出端仍一直为高；当计数器减到1时，输出变低，计数器减
到0时又变为高，计数器重新按已写入的计数值N继续计
数，周而复始，在OUT端输出一个N分频脉冲，其正脉搏冲
冲周期。
3GATE用于控制计数，GATE=1允许计数；GATE=0停止计数。
因此，可以用GATE来使计数器同步
4在方式2下，不但高电平的门控信号有效，上升跳变的门信号也是有效的。
4.方式3分频方波发生器
方式3的特点是:
①方式3常用于波特率发生器。
方式3和方式2类似。
但
输出为方波或近似方波的矩形波。
2写入方式3控制字后输出为高电平。
写入计数值后计数器自动开始对输入CLK脉冲计数，输出OUT仍保持为高；在
计数完成一半时，输出OUT变为低电平，直到计数器全部完
成，输出OUT又变为高电平，并重复上述计数过程
3若计数值N为偶数时，OUT方波的占空比为1:
1;若N为奇数，其占空比为：
（N+1）/2:
（N-1）/2［即输出分频
波高电平宽度为（N+1）/2CLK周期，低电平周期为（N-1）/2CLK周期］。
5.方式4软件触发选通脉冲发生器
方式4是类似于方式0的工作方式，计数器是靠置入新的计数初值这个软件操作来触发计数器工作的，故称为软件触发。
方式4有如下特点:
①方式4是靠写入计数值来进行软件触发的“一次性有
效”的选通脉冲发生器。
写入控制字后输出端OUT变为高，
并一直保持。
在写入计数初值之后开始计数，当计数到输出端OUT变为低，维持一个CLK周期后又恢复为高，并
直保持为高，直到再次写入计数来进行“软件触发”才能
再次开始。
若GATE=1允许计数；GATE=0停止计数。
方式4的负脉冲输出常作为选通脉冲。
方式5有如下特点:
①方式5类似于方式4,所不同的是GATE端输入信号的作
后才发生的。
②方式5是靠门控脉冲GATE的上升沿来进行触发的选通脉
冲发生器。
写入控制字后输出端OUT为高，这是初始电平;
时钟周期后又恢复为高，并一直保持，直到下次门控脉冲触
发再次开始计数。
信号的上升沿到来，将把计数初值重新送入计数器，然后开始计数过程。
8253的控制字
D?
DeD』mDaDaDiDo
SCiSCoJmIM2MlMdIBCD
>k>Vi丿I
foo：
—Joi：
10：
11:
1：
BCD计数
0：
2进制计数
000：
方式0
001：
方式1
JX10：
方式2）Xlb方式3100：
方式4计数器锁存，供CPU读101：
方式戈只读/写计数器低字节只读/写计数器高字节
先读/写计数器低字节，后读f写高字节
'00；选择通道0,01=选择通道1■10：
选择通道2
11；无效
8253的控制字
道各有一个8位的控制字寄存器，而这三个控制字寄存器共
用同一个控制端口地址，所以控制字中设置SC1,SCo这两
位来确定CPU当前发出的控制字是写入哪个计数通道的控
制字寄存器中。
具体选择如图
计数通道进行读/写操作方式。
当CPU对8253进行16位读
/写操作时，可以只读/写高8位或只读/写低8位，也可以读/
写16位。
读/写16位时，先读/写低8位，后读/写高8位，
具体是哪种操作方式由RL1,RLo这两位的编码确定。
由于8253的数据线只有（D7〜Do）,一次只能传送8位数据，故
传送16位数据时，要分两次进行。
种不同的工作方式，即方式0到方式5，M2M1M0这三类就
是用来选择具体的工作方式，具体选择如图。
用来具体确定采用哪种计数方式。
个字节）采用二进制计数，则其控制字为：
01110110=76H，
设控制口地址为043H，则将该控制字写入控制字寄存器的
指令如下:
MOVAL，076H
OUT043H，AL
•8253的初始化编程内容：
一是首先向控制寄存器写入控
制字，以选定计数通道（三个中之一），规定该计数的工作
初值。
8253初始化的要求:
为计数器的读/写格式由它的控制字决定。
（2）计数值必须按控制字所规定的格式写入。
若控制字规
定只写8位，只需写入一次（8位）计数值即可（规定写低
8位则高8位自动置0,规定写高8位则低8位自动置0）;
规定写16位时必须写两次，先写低8位，后写高8位。
当初
值为0时，也要分两写入，因在二进制计数时，“0”表示65336,在BCD码计数时“0”表示10000=104。
（3）对所有方式计数器都可以在计数过程中或计数结束后
改变计数值，重写计数值也必须遵守控制字所规定的格式，
并且不会改变当前计数器的工作方式。
值寄存器中，并由写操作之后的下一个CLK脉冲将计数值寄存器的内容装入减1计数器开始计数。
（5）初始化编程必须明确各个计数器的控制字和计数值不
是写到同一个地址单元。
各个计数器的控制字各自独立确
定，但它们都写入同一个端口地址（控制字寄存器）中
的相应寄存器中。
062H和064H,控制口地址为066H,要求计数器0为方式1，
按BCD计数；计数初值为1800D,计数器1为方式0,按进制计数；计数初值为1234H,计数器2为方式3,按二进
制计数；当计数初值为065H时，试分别写出计数器0，1,2的初始化程序。
计数器0的初始化:
计数0的控制字：
00100011B=23H
MOVAL23H;计数器0的控制字
OUT066H,AL;控制字写入8253的控制器
MOVAL18H;取计数初值的高8位，低8位00可不送
OUT060HAL;计数初值送计数器0端口
计数器1和初始化:
计数器1的控制字：
01110000B=70H
MOVAL70H;计数器的控制字：
方式0,送高8位和低8
位，二进制计数
计数器2的初始化:
计数器2的控制字：
10010110B=96H
MOVAL96H;计数器2的控制字96H:
方式3,只送低8
位，二进制计数
例2:
要求读出计数器2的当前计数值，并检查是否为全
“1”。
8253在读取计数器的当前计数值时，必须分两步进行。
首
锁存到输出锁存器中。
第二步执行读操作，即用IN指令将
锁存器中内容读入CPU
066H,计数器2的口地址为064H）:
KEEPMOVAL80H;计数器2的锁存命令
OUT066HAL;锁存命令写入控制寄存器
INAL，064H;读输出锁存器中的当前计数值
1”
端口读）
CMPAL0FFH;比较当前计数值是否为全“
JMEKEEP;非全“1”继续读
HLT;为全“1”暂停
•8253的应用举例
率为200kHz，试编写8253的初始化程序。
（1）计数初值N计算
已知输入时钟CLK频率为200kHz，则时钟周期为
T=1/f=1/200kHz=5卩s，于是计数初值N为:
N=5ms/T=5ms/5as=1000。
（2）确定控制字
按题意选计数器1,按BCD码计数，工作于方式0,由于计
数初值N=1000,控制字C5C4应为11,于是8253的控制字为:
01110001B=71H。
（3）选择8253各端口地址
（4）初始化程序如下
MOVAL，71H;控制字
MOVDX3F68H;控制
口地址
OUTDXAL;控制字送
8253控制寄存器
器1端口地址
值N=1000的低8位写入计数器1
8位写入计数器1
例2:
以8086为CPU的某微机系统中使用了一块8253芯片，
其通道端口地址为308H,30AH,30CH控制口地址为30EH
3个通道使用同一输入时钟，频率为2MHz要求完成如下功
厶匕
冃能:
利用计数器0采用硬件触发，输出宽度等于时钟周期的单脉冲，定时常数为36H;
利用计数器1输出频率为2kHz的对称方波;
利用计数器2产生宽度为0.6ms的单脉冲，
试设计该定时系统硬件电路和初始化程序。
（1）硬件电路设计
的连接。
根据给定的端口地址可知，地址总线低位部分的
氏〜A分别为：
AA3=11,A7〜A4=OOOO,AAA=100〜111,A0=0,
由它们经译码器译码产生8253的片选信号，8253的数据线D7〜DO必须与系统数据总线的低8位相连，8253的端口
的选择信号A1A0应连系统地址的A2A1。
根据上述要求，译码器应选3-8译码器74LS138。
该译码器有3个代码输入端（CB,A）,输入3位代码决定译码信号从丫0〜丫7中哪
个输出，本例中显然应以丫2输出。
（2）初始化编程
根据题意要求，对3个通道的工作方式，计数初值确定如下:
由CLK〜CLK2=2MHz可得，时钟周期T=1/f=1/2MHz=0.5卩s。
选计数器0:
选择方式5,门控信号GATE应接一正跳变信号,
OUT端当计数为0时产生一个宽度等于时钟周期的单脉冲。
计数系数为36，用BCD计数。
所以，计数器0的控制字应
为00011011B=1BH
选计数器1:
选择方式3,GATE按+5V,CLK1=2MHZ俞出方波
频率为2kHz,所以，计数常数Ni=2MHz/2kHz=1000,采用BCD
选计数器2:
选择方式1,以构成一个单稳态电路，输出脉冲宽度由计数常数N2决定，计数常数
N2=600卩s/0.5卩s=1200，采用BCD计数，于是计数器2
的控制字为：
10110011B=B3H根据以上分析可得3个计数通道的初始化程序如下。
计数通道0的初始化程序:
低8位，方式5,BCD计数
OUTDX,
AL;控制字写入控制口
MOVDX
308H;计数器0的端口地址
MOVAL,
036H;计数初值的低8位
计数通道1的初始化程序:
MOVDX
30EH;8253的控制口地址
MOVAL,
77H;计数通道1的控制字，
先写低字节，后写高字节，方式
3,
BCD计数
OUTDX,
MOVDX
MOVAL，
OUTDX
MOVAL，
OUTDX
计数通道2的初始化程序
MOVDX
MOVAL，
先写低字节，后写高字节，方式
OUTDX,
MOVDX
MOVAL，
OUTDX,
MOVAL，
计数通道2初始化程序:
AL；
30AH
控制字写入控制口
；计数通道1的端口地
00H;计数初值的低字节
AL;低字节写入计数通道1
10D;计数初值的高字节
AL;高字节写入计数通道1
30EH；8253的控制口地址
B3H;计数通道2的控制字，
1，BCD计数
AL;控制字写入控制口
30CH;计数通道的端口地址
00H;计数初值的低字节
AL;低字节写入计数通道
12D;计数初值的高字节
入计数通道2
MOVAL,BOH;计数通道2的控制字
OUT05FH,AL;控制字写入控制器
MOVAL,068H;计数初值的低8位
OUT05DHAL;计数初值的低8位写
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