接口技术06定时器计数器8253-5.ppt

1、第第6章章Intel8253定时器定时器/计数器计数器 一、概述一、概述 1、定时与计数器的概念、定时与计数器的概念 定时器：定时器：在时钟信号作用下，进行定时的减“1”计数，定时时间到（减“1”计数回零），从输出端输出周期均匀、频率恒定的脉冲信号。由上述可知，定时器强调的是精确的时间。由上述可知，定时器强调的是精确的时间。第第6章章Intel8253定时器定时器/计数器计数器定时举例：定时举例：一天一天24小时的计时，称为日时钟。小时的计时，称为日时钟。在监测系统中，对被测点的定时取样。在监测系统中，对被测点的定时取样。在读键盘时，为去抖，一般延迟一段时间，再读。在读键盘时，为去抖，一般延迟

2、一段时间，再读。在微机控制系统中，控制某工序定时启动。在微机控制系统中，控制某工序定时启动。计数器：计数器：在时钟信号作用下，进行减在时钟信号作用下，进行减“1”计数，计数，计数次数到计数次数到（减（减“1”计数回零），从输出端输出一个脉冲信号。计数回零），从输出端输出一个脉冲信号。计数举例：计数举例：对零件和产品的计数；对零件和产品的计数；对大桥和高速公路上车流量的统计，等等。对大桥和高速公路上车流量的统计，等等。Intel8253在微机系统中可用作定时器和计数在微机系统中可用作定时器和计数器。定时时间与计数次数是由用户事器。定时时间与计数次数是由用户事 先设定。先设定。2、8253定时与计

3、数器与定时与计数器与CPU的关系的关系8253定时与计数操作过程与定时与计数操作过程与CPU相互独立，相互独立，并行操作。并行操作。3、8253定时与计数结束时产生的脉冲信号可用定时与计数结束时产生的脉冲信号可用于对某一事件进行控制，也可作用为一外部终于对某一事件进行控制，也可作用为一外部终端请求信号。端请求信号。二、二、Intel8253定时器定时器/计数器的基本性能参数计数器的基本性能参数1、一片、一片8253内部有内部有3个个16位的计数器（相互独立）位的计数器（相互独立）2、每个计数器的内部结构相同，可通过编程手段设置为、每个计数器的内部结构相同，可通过编程手段设置为6种不种不同的工作

4、方式来进行定时同的工作方式来进行定时/计数计数3、每个计数器再开始工作前必须预制时间常数（时间初始）、每个计数器再开始工作前必须预制时间常数（时间初始）4、每个计数器在工作过程中的当前计数值可、每个计数器在工作过程中的当前计数值可被被CPU读出读出.（注：时间常数也可在计数过程中更改）（注：时间常数也可在计数过程中更改）三、三、8253定时器定时器/计数器的内部结构、计数器的内部结构、1、内部结构内部结构8253定时器定时器/计数器的内部结构框图计数器的内部结构框图CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2CLK0GATE0OUT0数据总线缓冲器数据总线缓冲器读读/写逻辑写逻辑A0A

5、1RDWRCS8CPU控制字寄存器控制字寄存器内部总线内部总线计数器计数器 0计数器计数器 1计数器计数器 2数据总线缓冲器。它是一个三态、双向8位寄存器，用于将8253与系统数据总线D0D7 相连。读/写逻辑。控制命令寄存器。它接受CPU送来的控制字。计数器。8253有3个独立的计数器（计数通道），其内部结构完全相同，定时器定时器/计数器的内部结构：计数器的内部结构：GATE16位当前计数值锁存器位当前计数值锁存器16位减一计数器位减一计数器16位计数初值寄存器位计数初值寄存器&CLKOUTMSBLSBLSBMSB（减（减1至至0时）时）装入装入/读出初值读出初值锁存后读出当前值锁存后读出当

6、前值8253 的内部的各计数器的结构四四.8253的端口寻址及基本操作的端口寻址及基本操作CSRDA1WRA0传传 送送 方方 式式00000001111000000011100110010101010写入计数器写入计数器0的初始值的初始值写入计数器写入计数器1的初始值的初始值写入计数器写入计数器2的初始值的初始值写入控制寄存器控制字写入控制寄存器控制字读自计数器读自计数器0的的OL读自计数器读自计数器1的的OL读自计数器读自计数器2的的OL五、五、8253的控制字格式：的控制字格式：数制选择数制选择SC1SC0M2RW1RW0 BCDM0M1D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0工作

7、方式工作方式000 方式方式0101 方式方式500 计数器锁存命计数器锁存命令令10 只读只读/写高八位写高八位01 只读只读/写低八位写低八位11 先读先读/写低八位写低八位再读再读/写高八位写高八位00 选择计数选择计数器器001选择计数选择计数器器110 选择计数选择计数器器2读读/写指写指示示计数器选计数器选择择关于的控制字关于的控制字说明说明：1、8253只有一个工作方式控制字，但是对每个计数器而言，只有一个工作方式控制字，但是对每个计数器而言，它们的工作方式控制字内容一定各不相同（前两位不同），它们的工作方式控制字内容一定各不相同（前两位不同），所用各计数器的控制字需要分别设置所

8、用各计数器的控制字需要分别设置，先后不计。，先后不计。2、8253的工作方式控制字的特殊形式可用于对计数器的的工作方式控制字的特殊形式可用于对计数器的当前计数值进行锁存。当前计数值进行锁存。3、在工作方式控制字被设置之后，随后必须紧接着给计、在工作方式控制字被设置之后，随后必须紧接着给计数器预设置计数初值，计数器方可开始工作。数器预设置计数初值，计数器方可开始工作。控制字控制字SC1SC0M2RW1RW0 BCDM0M1D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D000 计数器锁存命计数器锁存命令令00 选择计数选择计数器器001选择计数选择计数器器110 选择计数选择计数器器2计数器选计数器

9、选择择未未用用锁存计数器当前计数值控制字锁存计数器当前计数值控制字4.计数初值计数初值计数初值与输入时钟（计数初值与输入时钟（CLK）频率及输出波形频率及输出波形（OUT）频率之间的关系为：频率之间的关系为：Ci=CLK/OUT或或Tc=CLK/OUT5.8253初始化的工作有两个内容初始化的工作有两个内容：（1）一是向命令寄存器写入方式命令，以选择器）一是向命令寄存器写入方式命令，以选择器（3个计数器之一），确定工作方式（个计数器之一），确定工作方式（6种方式之一）种方式之一），指定计数器计数初值的长度和装入顺序以及计数，指定计数器计数初值的长度和装入顺序以及计数值的码制（值的码制（BCD或

10、二进制码）。或二进制码）。（2）二是向已选定的计数器按方式命令的要求写）二是向已选定的计数器按方式命令的要求写入计数初值。入计数初值。v例例1：选选择择2号号计计数数器器，工工作作在在3方方式式，计计数数初初值值为为533H（2个字节），采用二进制计数。其初始化程序段为个字节），采用二进制计数。其初始化程序段为vMOVDX，307H；命令口命令口vMOVAL，10110110B；2号计数器的初始化号计数器的初始化v命命令字令字vOUTDX，AL；写入命令寄存器写入命令寄存器vMOVDX，306H；2号计数器数据口号计数器数据口vMOVAX，533H；计数初值计数初值vOUTDX，AL；选送低字

11、节到选送低字节到2号计号计v数器数器vMOVAL，AH；取高字节送取高字节送ALvOUTDX，AL；后送高字节到后送高字节到2号号v计数器计数器v例例2：要要求求读读出出并并检检查查1号号计计数数器器的的当当前前计计数数值值是是否否是是全全“1”（假假定计数值定计数值16位位/8位），其程序段为位），其程序段为vL：MOVDX,307H；命令口命令口vMOVAL，01000000B；1号计数器的锁存命令号计数器的锁存命令vOUTDX，AL；写入命令寄存器写入命令寄存器vMOVDX，305H；1号计数器数据口号计数器数据口vINAL，DX；读读1号计数器的当前计数值号计数器的当前计数值vMOVA

12、H,ALvINAL,DXvXCHGAH,ALvCMPAX，0FFFFH；比较比较vJNEL；非全非全“1”，再读，再读vHLT；是全是全“1”，暂停，暂停1、方式、方式0“一次有效一次有效”,计数结束产生中断计数结束产生中断1）、计数器写完计数值时，开始计数，相应的输出信）、计数器写完计数值时，开始计数，相应的输出信号号OUT就开始变成低电平。当计数器减到零时，就开始变成低电平。当计数器减到零时，OUT立立即输出高电平。即输出高电平。六、六、8253的工作方式的工作方式8253/8254芯片的每个计数器通道都有芯片的每个计数器通道都有6种种工作方式可供选用。工作方式可供选用。18组组113）、

13、在计数器工作期间，如果重新写入新的计数值，计数器）、在计数器工作期间，如果重新写入新的计数值，计数器将按新写入的计数值重新工作将按新写入的计数值重新工作。2）、门控信号）、门控信号GATE位高电平时，计数器工作；为位高电平时，计数器工作；为低电平时，计数器停止工作，计数值保持不变。低电平时，计数器停止工作，计数值保持不变。18组组118组组2n=5n=5CLKCLKOUTOUTWRWR5 54 43 32 21 10 0图图6.4 82536.4 8253的的0 0方式时序波形方式时序波形WRWROUTOUTn=9n=99 98 8n=4n=44 43 32 21 10 0n=5n=5WRWR

14、GATEGATEOUTOUT5 54 43 32 21 10 04 44 4MOVDX,307H；命令口MOVAL，01110000B；方式字OUTDX，ALMOVDX，305H；T1数据口MOVAL，BYTEL；计数值低字节OUTDX，ALMOVAL，BYTEH；计数值高字节OUTDX，AL例例1：使使计计数数器器T1工工作作在在0方方式式，进进行行16位位二二进进制制计计数数，计计数数初初值值的的高高低低字字节节分分别别为为BYTEH和和BYTEL。其其初初始始化化程程序段如下：序段如下：2.1方式方式-低电平输出低电平输出（GATE信号上升沿重新计数信号上升沿重新计数）可重复触发的单稳态

15、触发器1方式为可编程的单稳态工作方式。(平时gate无效)情况一：情况一：（1）写入计数初值后，计数器并不立即开始工作；（2）门控信号GATE有效，才开始工作，使输出OUT变成低电平；（3）直到计数器值减到零后，输出才变高电平。见图6.5中。情况二：情况二：在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器重新装入原计数初值并重新开始计数，见图见图6.5中。21组17如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的计数初值开始工作，见图6.5所示。21组121组16图图6.5 82536.5 8253的的1 1方式时序波形方式时序波

16、形n=3n=3WRWRn=2n=2OUTOUT3 32 21 10 02 21 10 0GATEGATEn=4n=4CLKCLKGATEGATEWRWROUTOUT4 43 32 21 10 0OUTOUT4 43 32 21 1GATEGATE4 40 0例2：使计数器T2工作在1方式，进行8位二进制计数，并设计数初值的低8位为BYTEL。其初始化程序段为MOVDX，307H；命令口MOVAL，10010010B；方式字OUTDX，ALMOVDX，306H；T2数据口MOVAL，BYTEL；低8位计数值OUTDX，AL3.方式方式2：频率发生器：频率发生器2方式是一种具有自动装入时间常数（计数初值N）的N分频器。时序时序波形波形如下如下特点：特点：一次设置计数初值，计数器可自动重复进行减“1”计数操作，减“1”计数回“0”，可从输出端输出一负脉冲信号。OUTOUT3 32 21 15 51 143 32 2n=3n=3CLKCLKWEGATEOUTOUT3 32 21 13 32132 2n=5n=5GATEOUTOUT3 32 22 2132 212 2例3：使计数器T0工作在2方