微机原理与接口技术(楼顺天)-第9章1

本教案内容第9章 定时/计数器8253应用设计 1. 8253的引脚功能及特点 2. 8253的原理结构及工作原理 3. 8253的控制字及工作方式 4. 8253与系统总线的接口方法 5. 8253的应用设计

8253的引脚功能及特点表 Intel 公 司生产的 可编程定 时/计数 器 8253 采 用 24 脚 的 DIP 封 装，用作 为分 频 器、 定时信号 产生 器 等 。引脚名D0 ~D7

8253引脚定义功 能 连接去向CPU 译码电路 CPU CPU

数据总线(双向) 片选信号 读信号 写信号

CSRD

WRA0 ,A1 CLK0 ~CLK2 GATE0 ~GATE2OUT0 ~ OUT7

端口地址3个计数通道的时钟 (计数脉冲) 3个计数通道的控制信号 3个计数通道的输出信号 电源(+5V) 地

CPU外部

外部外部 / /

Vcc GND

8253的原理结构及工作原理可编程定时/计数器8253的原理结构图D7

Intel 8253GATE0 CLK0 OUT0

~ D0RD WR计数器 0

定时/计数器 8253一共有 三个独立的 计数通道 (也称计数 器): 计数器0、 计数器1、 计数器2。

地址线

地址 译码

CS

计数器

1

GATE1 CLK1 OUT1

A1 A0

计数器

2

GATE2 CLK2 OUT2

8253编程模型

lll

8253的原理结构及工作原理每个计数通道的内部结构如下图所示，在每个计数通道中主要包 含四个部件： 计数寄存器CR(Conut Register, 16位)、 计数工作单元CE(Counting Element, 16位)、 输出锁存器OL(Output Latch, 16位)、 控制字寄存器(Control Word Register, 8位)。内部总线

每个计数通道还有三个输入输出信号： 时钟(计数脉冲)CLKx(输入)、 控制信号GATEx(输入)、 输出信号OUTx(输出)。 CLKGATE OUT

方式控制字 寄存器

状态 锁存 状态寄存器

CR

CE 控制 逻辑 OL

8253编程模型

8253的原理结构及工作原理定时/计数器8253占用4个端口地址，: 寻 址 A1A 0 0 0 计数通道0 0 1 计数通道1 1 0 计数通道2 1 1 控制字寄存器 其中控制字寄存器共用一个端口地址，由控制字中的 D7 D6 位来指 定寻址哪个计数通道，其它3个计数通道各占用一个端口地址。 为本章说明方便，将这四个地址分别用COUNTA、COUNTB、 COUNTC和COUNTD表示。 通过计数通道的端口地址可以访问通道中的CR、OL,当对通 道进行写操作时，实际上表示将计数初值(即时常数)写入CR; 当对通道进行读操作时，表示将从OL中读取计数值。

8253的控制字定时/计数器8253一共有6种工作方式，由控制字寄 存器的内容来设定。方式控制字如下图所示。D7 SC1 D6 SC0 D5 RL1 D4 RL0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD

选择计数通道 读写规则

工作方式

数据类型

图

8253的方式控制

8253的控制字三个计数通道共用一个端口地址，由控制字中的位 D7 D6 (即SC1SC0 )来确定计数通道： 含 义 SC1SC0 0 0 计数通道0 0 1 计数通道1 1 0 计数通道2 1 1 保留 方式控制字的位D5D4 (

即RL1RL0)用于设定计数通道的读写规则： RL1RL0 含 义 0 0 计数通道的锁存命令，即将当前CE的内容锁存到OL 0 1 只读写CR或OL的低8位 1 0 只读写CR或OL的高8位 1 1 先读写CR或OL的低8位，再读写高8位

8253的控制字

方式控制字的 D 3 D 2 D1 位(M2M1M)用于设定计数通道的工作方式： 0 M2M1M0 含 义 0 0 0 方式0 0 0 1 方式1 ×1 0 方式2 ×1 1 方式3 1 0 0 方式4 1 0 1 方式5 方式控制字的最低位 D 0 (即BCD位)用于指定读写数据的格式， 当BCD=0时，表示读写数据为二进制数，当BCD=1时，表示读写数据 为两位十进制数。

8253的工作方式CLK脉冲：是指CLK上从上升沿到下降沿的时间， 计数器：与计数通道的含义一致， 时常数：是指通过指令写入到计数器的值，可以理解成计数器的初值。

1.方式0 —— 计数达到终值时中断

功能：方式0可以实现设定一个确定的时间t0,当到达时间t0时， 需要进行某种操作。 在方式0下，当写入方式控制字后，相应的OUT端输出变为低电平， 直到计数器达到0时变为高电平，表示达到了定时的时间。当再次 写入时常数时，开始一个新的定时过程。 输入控制信号GATE可以暂停计数操作，来加长定时的时间(在时 常数不变的情况下) 当GATE=0时，表示相应的计数器暂停计数； 当GATE=1时，表示相应的计数器正常计数。

写方式 控制字 WR

写 时常数

写时常 数(4)

…

CLKOUT

…

CE的内容(N表示不 确定值)

CE的高位字节 CE的低位字节

N

00 04

00 03

00 02

00 01

00 00

图写时常 数(4) WR CLK

GATE=1情况下方式0计数过程

GATE OUT CE 00 04 00 03 00 03 00 03 00 03 00 03 00 02 00 01 00 00 FF FF

N

图

利用GATE信号加长OUT端的低电平宽度

写时常 数(4)WR CLK

写时常 数(4)

OUTCE 00 04 00 03 00 02 00 01 00 04 00 03 00 02 00 01 00 00 FF FF

N

图

利用写入新的时常数加长OUT端的低电平宽度

方式0具有下列一些特点： 在向8253臵方式字或臵时常数时，OUT输出变成低电平； 臵入时常数后，下一个CLK脉冲，使CR内容(初值)臵入计 数单元； 在后续CLK脉冲,进行“减1”计数； 当计数至0时,OUT由低变高,并继续计数,从0到0FFFFH; 上述计数过程要受GATE控制,当GATE=1时允许计数，当 GATE=0时则暂停计数； 正常情况下，即GATE=1,对计数器臵入时常数N时，要经 过N+1个时钟周期才能使OUT输出高电平； OUT端由低变高信号可用作为中断请求信号，表示已达到 了预定的时间； 在计数过程中，如GATE变为低电平，这时只是暂停计数 ，等待GATE信号变为高电平后，计数器继续“减1”计数。

例题，向8253的 A1A0 =11B的地址写入0011 0000B,则表示 计数器0设臵成方式0,并且采用16位时常数，假设

时常数为 1500,则计数器0的初始化程序段如下：

MOV MOV OUT MOV MOV OUT XCHG OUT

DX, AL, DX, DX, AX, DX, AL, DX,

COUNTD ;写入8253的方式控制字 0011 0000B AL COUNTA ;计数器0臵入时常数 1500 AL AH AL

2.方式1 —— 硬件触发的单脉冲形成功能：用硬件触发形成单脉冲。在方式1下，OUT端初始值为高电平，在GATE端加入有效 的触发信号(上升沿),并经过一个CLK脉冲后，OUT端变 为低电平，表示一个单脉冲形成的开始，与此同时，将时 常数从CR读入CE,并进行“减1”计数，这种计数不受GATE 端低电平的限制。当计数达到0时，OUT端变为高电平，表 示一个单脉冲过程的结束。

写方式 控制字

写时常 数(4)

图9.7 方式1的计数过程

WR CLK

与方式0类似，右图给出 了方式1的计数过程，其 中 图(a)表示正常情况； 图(b)表示在第一次硬 件触发产生单脉冲完成 之前，又来了一个触发 信号，从而使单脉冲宽 度变宽； 图(c)表示在某次单脉 冲完成之前，又写入了 新的时常数，下次单脉 冲才采用新时常数

GATE

OUTCE 写方式 控制字 WR CLK GATE OUT CE 写方式 控制字 N N N 00 06 00 05 (b) 写时常 数(6) 00 04 00 03 00 02 00 06 00 05 00 04 N N

N

00 04

00 03 (a)

00 02

00 01

00 00

FF FF

00 04

00 03

写时常 数(6)

写时常 数(4)

WRCLK GATE OUT CE N N N 00 04 00 03 (c) 00 02 …… 此处隐藏：2330字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……