8253的工作方式解析.docx

1、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。GATE为计数控制门，方式 0的计数过程可由 GA

2、TE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。 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:1CPU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

3、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: N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

4、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: 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

5、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） /2 CLK周期，低电平周期为（N-1） /2 CLK 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: 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

6、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: 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。 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? De Dm D

7、a Da Di DoSCi SCoJ m I M2 Ml Md I BCDk Vi 丿 Ifoo：Joi：10：11:1： BCD计数0： 2进制计数000：方式0001：方式1J X10：方式2 ）Xlb方式3 100：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

8、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（D7Do）, 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

9、令如下:MOV AL，076HOUT 043H，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

10、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

11、的初始化程序。计数器0的初始化:计数0的控制字：00100011B=23HMOV AL 23H ;计数器0的控制字OUT 0 66H, AL ;控制字写入 8253的控制器MOV AL 18H ;取计数初值的高 8位，低8位00可不送OUT 060H AL ;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=70HMOV AL 70H ;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=96HMOV AL 96H ;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

12、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CPU066H,计数器2的口地址为 064H):KEEP MOV AL 80H ;计数器2的锁存命令OUT 066H AL ;锁存命令写入控制寄存器IN AL，064H ;读输出锁存器中的当前计数值1”端口读)CMP AL 0FFH ;比较当前计数值是否为全“JME KEE P;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

13、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/5a s=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MOV AL，71H ;控制字MOV DX 3F68H ;控制口地址OUT DX AL ;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18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

14、, 30AH, 30CH控制口地址为 30EH3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, A7A4=OOOO, AAA=100111 , A0=0,由它们经译码器译码产生 8253的片选信号 ，8253的数 据线D7DO必须与系统数据总线的低 8位相连，8253的端口的选择信号

15、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(C B, 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 CLKCLK2=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, GAT

16、E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OUT DX,AL ;控制字写入控制口MOVDX308H ;计数器0的端口地址MOV AL,036H ;计数初值的低8位计数通道1的初始化程序:MOV DX30EH ; 8253

17、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OUT DX,MOVDXMOV AL，OUT DXMOV AL，OUT DX计数通道2的初始化程序MOV DXMOVAL，先写低字节，后写高字节，方式OUT DX,MOVDXMOV AL，OUT DX,MOV AL，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 110D ;计数初值的高字节AL ;高字节写入计数通道 130EH ； 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2MOV AL, BOH ;计数通道2的控制字OUT 05FH, AL ;控制字写入控制器MOV AL, 068H ;计数初值的低 8位OUT 05DH AL ;计数初值的低 8位写