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第9章2 可编程定时器计数器 计算机教研室 内容 概述 8253/8254的内部结构和工作原理 8253/8254的工作方式 8253/8254的编程 应用举例 概 述 定时控制在微机系统中极为重要 定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又称为计数器 定时功能的实现方法 软件延时——利用微处理器执行一个延时程序段实现 不可编程的硬件定时——采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间 可编程的硬件定时——软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路 8253/8254定时计数器 3个独立的16位计数器通道 每个计数器有6种工作方式 按二进制或十进制（BCD码）计数 可以只用高8位，或者低8位，或者都用 8253/8254的内部结构和引脚 计数器结构示意图 计数初值存于预置寄存器CR；在计数过程中，减法计数器CE的值不断递减，而预置寄存器中的预置不变。输出锁存器用于写入锁存命令时，锁定当前计数值 计数器的3个引脚 CLK时钟输入信号——在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减1 GATE门控输入信号——控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿控制两种类型 OUT计数器输出信号——当一次计数过程结束（计数值减为0），OUT引脚上将产生一个输出信号 与处理器接口 D0 ~ D7数据线 A0 ~ A1地址线 RD*读信号 WR*写信号 CS*片选信号 8253/8254的工作方式 8253有6种工作方式，由方式控制字确定 熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题，选择正确的工作方式 每种工作方式的过程类似： ⑴ 设定工作方式-----CW ⑵ 设定计数初值-----CR 〔 ⑶ 硬件启动 〕 ⑷ 计数初值进入减1计数器CR-----CE ⑸ 每输入一个时钟计数器减1的计数过程 ⑹ 计数过程结束---OUT 8253/8254的控制字 方式0 计数结束中断 方式1 可编程单稳脉冲 方式2 频率发生器（分频器） 方式3 方波发生器 方式4 软件触发选通信号 方式5 硬件触发选通信号 各种工作方式的输出波形 计数开始的时刻 需要注意： 处理器写入8253的计数初值只是写入了预置寄存器，之后到来的第一个CLK输入脉冲（需先由低电平变高，再由高变低）才将预置寄存器的初值送到减1计数器。 从第二个CLK信号的下降沿，计数器才真正开始减1计数。 实验1 实验2 问题讨论 通过本例 思考理论（原理）与实践（工程）的关系 体会教学实践环节（上机、实验）的重要性通过实践提高自己解决实际问题的能力。 计数的读回 两种方式（控制字D4和D5） 停止计数读取 停止计数，然后根据RL1和RL0规定的字节数，用一条或者两条指令从计数单元读取。 飞读 对D4D5置00，当前计数器的值就会被锁存到OL中，然后读出。整个过程计数器照常计数。数据读完之后OL自动解锁。 8253/8254的编程 8253加电后的工作方式不确定 8253必须初始化编程，才能正常工作 工作流程 写入控制字 写入计数初值 读取计数值 8254的特点：课本p325 CLKmax 增加状态寄存器 增加状态锁存器 多了一个读回命令读当前CE的值 1 写入方式控制字 2 写入计数值 选择二进制时 计数值范围：0000H～FFFFH 0000H是最大值，代表65536 选择十进制（BCD码） 计数值范围：0000～9999 0000代表最大值10000 3 读取计数值 对8位数据线，读取16位计数值需分两次 计数在不断进行，应该将当前计数值先行锁存，然后读取： 向控制字I/O地址：给8253写入锁存命令 从计数器I/O地址：读取锁存的计数值 应用举例 8253在IBM PC系列机上的应用 定时中断和定时刷新 从阅读初始化程序段看计数器0作为定时中断的作用 8253初始化-定时中断 mov al,36h ;计数器0为方式3，采用二进制计数， ;先低后高写入计数值 out 43h,al ;写入方式控制字 mov al,0 ;计数值为0 out 40h,al ;写入低字节计数值 out 40h,al ;写入高字节计数值 计数器0：定时中断 计数器0：方式3，计数值：65536，输出频率为1.19318MHz÷65536＝18.206Hz的方波 门控为常启状态，这个方波信号不断产生 OUT0端接8259A的IRQ0，用作中断请求信号 每秒产生18.206次中断请求，每隔55ms（54.925493ms）申请一次中断 DOS系统利用计数器0的这个特点，通过08号中断服务程序