第八章定时器/计数器和多功能接口芯片
【回顾】可编程芯片的概念，端口的概念。
【本讲重点】定时与计数的基本概念及其意义，定时/计数器芯片Intel8253的性能概述，内、外部结构及其与CPU的连接。
8.1 定时与计数
1．定时与计数
在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常需要使系统处于定时工作状态，或者对外部过程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉冲信号的计数，如果计数的对象是标准的内部时钟信号，由于其周期恒定，故计数值就恒定地对应于一定的时间，这一过程即为定时，如果计数的对象是与外部过程相对应的脉冲信号（周期可以不相等），则此时即为计数。
2．定时与计数的实现方法
(1) 硬件法
专门设计一套电路用以实现定时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而且当电路制成之后，定时值及计数范围不能改变。
(2) 软件法
利用一段延时子程序来实现定时操作，特点，无需太多的硬设备，控制比较方便，但在定时期间，CPU不能从事其它工作，降低了机器的利用率。
(3) 软、硬件结合法
即设计一种专门的具有可编程特性的芯片，来控制定时和计数的操作，而这些芯片，具有中断控制能力，定时、计数到时能产生中断请求信号，因而定时期间不影响CPU的正常工作。
8.2 定时/计数器芯片Intel8253
Intel8253是8086微机系统常用的定时/计数器芯片，它具有定时与计数两大功能。
一、8253的一般性能概述
1．每个8253芯片有3个独立的16位计数器通道；
2．每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制(BCD码)计数；3．每个计数器的计数速率可以高达2MHz；
4．每个通道有6种工作方式，可以由程序设定和改变；
5．所有的输入、输出电平都与TTL兼容。
二、8253内部结构
8253的内部结构如图8-1所示，它主要包括以下几个主要部分：
图8-1 8253的内部结构
1．数据总线缓冲器
实现8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器，用以传送CPU向8253的控制信息、数据信息以及CPU从8253读取的状态信息，包括某时刻的实时计数值。
2．读/写控制逻辑
控制8253的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，它接收CPU发来的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。3．控制字寄存器
在8253的初始化编程时，由CPU写入控制字，以决定通道的工作方式，此寄存器只能写入，不能读出。
4．计数通道0#、1#、2#：
这是三个独立的，结构相同的计数器/定时器通道，每一个通道包含一个16位的计数寄存器，用以存放计数初始值，一个16位的减法计数器和一个16位的锁存器，锁存器在计数器工作的过程中，跟随计数值的变化，在接收到CPU发来的读计数值命令时，用以锁存计数值，供CPU读取，读取完毕之后，输出锁存器又跟随减1计数器变化。三、8253的外部引脚
8253芯片是具有24个引脚的双列直插式集成电路芯片，其引脚分布如图8－2所示。8253芯片的24个引脚分为两组，一组面向CPU，另一组面向外部设备，各个引脚及其所传送信号的情况，介绍如下：
1．D7~D0：双向、三态数据线引脚，与系统的数据线连接，传送控制、数据及状态信息。
2．：来自于CPU的读控制信号输入引脚，低电平有效。
3．：来自于CPU的写控制信号输入引脚，低电平有效。
4．：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。
图8-2 8253的引脚
5．A1、A0：地址信号输入引脚，用以选择8253芯片的通道及控制字寄存器。、的状态与8253端口地址的对应关系如下表所示。
A1A0
000＃通道
011＃通道
102＃通道
11控制端口
6．V CC及GND：+5V电源及接地引脚
7．CLK i：i=0,1,2,第i个通道的计数脉冲输入引脚，8253规定，加在CLK 引脚的输入时钟信号的频率不得高于2.6MHZ，即时钟周期不能小于380ns。
8．GATE i：i=0,1,2,第i个通道的门控信号输入引脚，门控信号的作用与通道的工作方式有关。
9．OUT i：i=0,1,2,第i个通道的定时/计数到信号输出引脚，输出信号的形式由通道的工作方式确定，此输出信号可用于触发其它电路工作，或作为向CPU发出的中断请求信号。
四、8253的控制字
8253有一个8位的控制字寄存器，其格式如下：
图8-3 8253的控制字
其中：
D0：数制选择控制。为1时，表明采用BCD码进行定时/计数；否则，采用二进制进行定时/计数。
D3~D1：工作方式选择控制。000，0；001，1；X10，2；X11，3；100，4；101，5；
D5、D4：读写格式。00，计数锁存命令；01，读/写高8位命令；10，
读/写低8位命令；11，先读/写低8位，再读写高8位命令。
D7、D6：通道选择控制。00 0通道；01，1通道；10，2通道；11，非法1．8253的初始化编程
要使用8253，必须首先进行初始化编程，初始化编程包括设置通道控制字和送通道计数初值两个方面，控制字写入8253的控制字寄存器，而初始值则写入相应通道的计数寄存器中。
初始化编程包括如下步骤：
(1)写入通道控制字，规定通道的工作方式
(2) 写入计数值，若规定只写低8位，则高8位自动置0，若规定只写高8位，
则低8位自动置0。若为16位计数值则分两次写入，先写低8位，后写高8位。D0：用于确定计数数制，0，二进制；1，BCD码
【例1】设8253的端口地址为：04H～0AH，要使计数器1工作在方式0，仅用8位二进制计数，计数值为128，进行初始化编程。
控制字为：01010000B=50H
初始化程序：
MOV AL，50H
OUT 0AH，AL
MOV AL，80H
OUT 06H，AL
【例2】设8253的端口地址为：F8H～FEH，若用通道0工作在方式1，按二——十进制计数，计数值为5080H，进行初始化编程。
控制字为：00110011B=33H
初始化程序：
MOV AL，33H
OUT 0FEH，AL
MOV AL，80H
OUT 0F8H，AL
MOV AL，50H
OUT 0F8H，AL
【例3】设8253的端口地址为：04H～0AH，若用通道2工作在方式2，按二进制计数，计数值为02F0H，进行初始化编程。
控制字为：10110100B=0B4H
初始化程序：
MOV AL，0B4H
OUT 0AH，AL
MOV AL，0F0H
OUT 08H，AL
MOV AL，02H
OUT 08H，AL
2．读取8253通道中的计数值
8253可用控制命令来读取相应通道的计数值，由于计数值是16位的，而读取的瞬时值，要分两次读取，所以在读取计数值之前，要用锁存命令，将相应通道的计数值锁存在锁存器中，然后分两次读入，先读低字节，后读高字节。
当控制字中，D5、D4=00时，控制字的作用是将相应通道的计数值锁存的命令，锁存计数值在读取完成之后，自动解锁。
如要读通道1的16位计数器，编程如下：地址F8H～FEH。
MOV AL，40H；
OUT 0FEH，AL ；锁存计数值
IN AL，0FAH
MOV CL，AL；低八位
IN AL，0FAH；
MOV CH，AL；高八位
五、8253在系统中的典型连接
8253在系统中的连接如图8-4所示。
图8-4 Intel8253在系统中的连接
六、8253的工作方式
8253共有6种工作方式，各方式下的工作状态是不同的，输出的波形也不同，其中比较灵活的是门控信号的作用。由此组成了8253丰富的工作方式、波形，下面我们逐个介绍：
1．几条基本原则
(1)控制字写入计数器时，所有的控制逻辑电路立即复位，输出端OUT 进入初始状态。初始状态对不同的模式来说不一定相同。
(2)计数初始值写入之后，要经过一个时钟周期上升沿和一个下降沿，
计数执行部件才可以开始进行计数操作，因为第一个下降沿将计数寄存器的内容送减1计数器。
(3)通常，在每个时钟脉冲CLK的上升沿，采样门控信号GATE。不同的工作方式下，门控信号的触发方式是有具体规定的，即或者是电平触发，或者是边沿触发，在有的模式中，两种触发方式都是允许的。其中0、2、3、4是电平触发方式，1、2、3、5是上升沿触发。
(4)在时钟脉冲的下降沿，计数器作减1计数，0是计数器所能容纳的最大初始值。二进制相当于216，用BCD码计数时，相当于104
2．方式0—计数结束产生中断
方式0的波形如图8-5所示，当控制字写入控制字寄存器后，输出OUT就变低，当计数值写入计数器后开始计数，在整个计数过程中，OUT保持为低，当计数到0后，OUT变高；GATE的高低电平控制计数过程是否进行。
图8-5 方式0波形
从波形图中不难看出，工作方式0有如下特点：
①计数器只计一遍，当计数到0时，不重新开始计数保持为高，直到输
入一新的计数值，OUT才变低，开始新的计数；
②计数值是在写计数值命令后经过一个输入脉冲，才装入计数器的，下一个脉冲开始计数，因此，如果设置计数器初值为N，则输出OUT在N＋1个脉冲后才能变高；
③在计数过程中，可由GATE信号控制暂停。当GATE＝0时，暂停计数；当GATE＝1时，继续计数；
④在计数过程中可以改变计数值，且这种改变是立即有效的，分成两种情况：若是8位计数，则写入新值后的下一个脉冲按新值计数；若是16位计数，则在写入第一个字节后，停止计数，写入第二个字节后的下一个脉冲按新值计数。
3．方式1—可编程的硬件触发单拍脉冲
方式1的波形如图8-6所示，CPU向8253写入控制字后OUT变高，并保持，写入计数值后并不立即计数，只有当外界GATE信号启动后（一个正脉冲）的下一个脉冲才开始计数，OUT变低，计数到0后，OUT才
变高，此时再来一个GATE正脉冲，计数器又开始重新计数，输出OUT 再次变低，…，因此输出为一单拍负脉冲。
图8-6 方式1波形
从波形图不难看出：方式1有下列特点：
①输出OUT的宽度为计数初值的单脉冲；
②输出受门控信号GATE的控制，分三种情况：
计数到0后，再来GATE脉冲，则重新开始计数，OUT变低；
在计数过程中来GATE脉冲，则从下一CLK脉冲开始重新计
数，OUT保持为低；
改变计数值后，只有当GATE脉冲启动后，才按新值计数，
否则原计数过程不受影响，仍继续进行，即新值的改变是从
下一个GATE开始的。
③计数值是多次有效的，每来一个GATE脉冲，就自动装入计数值开始从头计数，因此在初始化时，计数值写入一次即可。
4、方式2—速率发生器
方式2的波形如图8-7所示，在这种方式下，CPU输出控制字后，输出OUT就变高，写入计数值后的下一个CLK脉冲开始计数，计数到1后，输出OUT变低，经过一个CLK以后，OUT恢复为高，计数器重新开始计数，…，因此在这种方式下，只需写入一次计数值，就能连续工作，输出连续相同间隔的负脉冲（前提：GATE保持为高），即周期性地输出，方式2下，8253有下列使用特点：
①通道可以连续工作；
②GATE可以控制计数过程，当GATE为低时暂停计数，恢复为高后重新从初值；（注意：该方式与方式0不同，方式0是继续计数）
③重新设置新的计数值即在计数过程中改变计数值，则新的计数值是下次有效的，同方式1。
图8-7 方式2波形
5．方式3—方波速率发生器
方式3的波形如图8-8所示，这种方式下的输出与方式2都是周期性的，不同的是周期不同，CPU写入控制字后，输出OUT变高，写入计数值后开始计数，不同的是减2计数，当计数到一半计数值时，输出变低，重新装入计数值进行减2计数，当计数到0时，输出变高，装入计数值进行减2计数，循环不止。
在方式3下，8253有下列使用特点：
计数值为偶数
计数值为奇数
图8-8 方式3时计数器的工作波形
①通道可以连续工作；
②关于计数值的奇偶，若为偶数，则输出标准方波，高低电平各为N/2
个；若为奇数，则在装入计数值后的下一个CLK使其装入，然后减1计数，（N＋1）/2，OUT改变状态，再减至0，OUT又改变状态，重
新装入计数值循环此过程，因此，在这种情况下，输出有（N＋1）/2个CLK个高电平，（N－1）/2个CLK个低电平；
③GATE信号能使计数过程重新开始，当GATE＝0时，停止计数，当GATE变高后，计数器重新装入初值开始计数，尤其是当GATE＝0时，若OUT此时为低，则立即变高，其它动作同上；
④在计数期间改变计数值不影响现行的计数过程，一般情况下，新的计数值是在现行半周结束后才装入计数器。但若中间遇到有GATE脉冲，则在此脉冲后即装入新值开始计数。
6．方式4—软件触发的选通信号发生器
方式4的波形如图8-9所示，在这种方式下，也是当CPU写入控制字后，OUT立即变高，写入计数值开始计数，当计数到0后，OUT变低，经过一个CLK脉冲后，OUT变高，这种计数是一次性的（与方式0有相似之处），只有当写入新的计数值后才开始下一次计数。
图8-9 方式4波形
方式4下，8253有下列使用特点：
①当计数值为N时，则间隔N＋1个CLK脉冲输出一个负脉冲（计数一次有效）；
②GATE＝0时，禁止计数，GATE＝1时，恢复继续计数；
③在计数过程中重新装入新的计数值，则该值是立即有效的（若为16位计数值，则装入第一个字节时停止计数，装入第二个字节后开始按新值计数）。
7．方式5—硬件触发的选通信号发生器
方式5的波形如图8-10所示，在这种方式下，当控制字写入后，OUT立刻变高，写入计数值后并不立即开始计数，而是由GATE的上升沿触发启动计数的，当计数到0时，输出变低，经过一个CLK之后，输出恢复为高，计数停止，若再有GATE脉冲来，则重新装入计数值开始计数，上述过程重复。
方式5下，8253有下列使用特点：
①在这种方式下，若设置的计数值是N，则在GATE脉冲后，经过（N＋1）个CLK才一个负脉冲；
②若在计数过程中又来一个GATE脉冲，则重新装入初值开始计数，输出不变，即计数值多次有效；
③若在计数过程中修改计数值，则该计数值在下一个GATE脉冲后装入开始按此值计数。
图8-10 方式5波形
尽管8253有6种工作模式，但是从输出端来看，仍不外乎为计数和定时两种工作方式。作为计数器时，8253在GATE的控制下，进行减1计数，减到终值时，输出一个信号。作为定时器工作时，8253在门控信号GATE控制下，进行减1计数。减到终值时，又自动装入初始值，重新作减1计数，于是输出端会不断地产生时钟周期整数倍的定时时间间隔。8．8253的工作方式小结
下面，我们对8253的6种工作模式的特点，作一番比较和总结。(1) 方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个CLK周期的负脉冲，但方式2连续工作，方式4由软件触发启动，方式5由硬件触发启动。
(2) 方式5与方式1工作过程相同，但输出波形不同，方式1输出的是宽度为N个CLK脉冲的低电平有效的脉冲（计数过程中输出为低），而方式5输出的为宽度为一个CLK脉冲的负脉冲（计数过程中输出为高）。(3) 输出端OUT的初始状态，方式0在写入方式字后输出为低，其余方式，写入控制字后，输出均变未能高。
(4) 任一种方式，均是在写入计数初值之后，才能开始计数，方式0、2、3、4都是在写入计数初值之后，开始计数的，而方式1和方式5需要外部触发启动，才开始计数。
(5)6种工作方式中，只有方式2和方式3是连续计数，其它方式都是一次计数，要继续工作需要重新启动，方式0、4由软件启动，方式1、5由硬件启动。
(6) 门控信号的作用；通过门控信号GATE，可以干预8253某一通道的计数过程，在不同的工作方式下，门控信号起作用的方式也不一样，其中0、2、3、4是电平起作用，1、2、3、5是上升沿起作用，方式2、3对电平上升沿都可以起作用。
(7) 在计数过程中改变计数值，它们的作用有所不同。
(8) 计数到0后计数器的状态，方式0、1、4、5继续倒计数，变为FF、
FE。。。。。。，而方式2、3、，则自动装入计数初值继续计数。
七、8253的编程应用
【例4】在IBM PC/XT中，8253作为定时计数器电路，它的三个通道的作用分别为：
计数器0编程为方式3，GATE0固定为高电平，OUT0作为中断请求信号接至8259A中断控制器的第0级IRQ0。这个定时中断（约55ms）用于报时时钟的时间基准。
计数器1编程为方式2，GATE1固定为高电平，OUT1的输出经过一个D触发器后作为8237A－5DMA控制器通道0的DMA请求DREQ0，用于定时（约15us）启动刷新动态RAM，这样在2ms内可以有132次刷
新，大于128次（128次是系统的最低要求）。
计数器2编程为方式3，1KHZ的方波输出，通过滤波，去除高频分量后送扬声器，GATE2是8255的PB0，OUT输出经一与门控制，控制信号为8255的PB1，这样利用PB0、PB1同时为高的时间来控制发长音还是发短音。
时钟频率F为1.19MHZ，T=1/F
8253－5的地址为040H～043H，ROM－BIOS对8253－5的编程如下：计数器0用于定时中断。
MOV AL，00110110B；00110110――二进制
OUT 43H，AL
MOV AL，0；计数初值为0000，即为
OUT 40H，AL
OUT 40H，AL；定时为：，即频率为――每秒产生次时钟中断（CLK周期为：）
计数器1用于定时DMA请求。
MOV AL，01010100B；01010100――二进制
OUT 43H，AL
MOV AL，12H；计数初值为18D，定时：
OUT 41H，AL
计数器2用于产生1KHZ的方波送至扬声器发声，声响子程序为BEEP，入口地址为FFA08H。
BEEP PROC NEAR
MOV AL，10110110B；10110110——二进制
OUT 43H，AL
MOV AX，0533H；计数初值为1331
OUT 42H，AL
MOV AL，AH
OUT 42H，AL
IN AL，61H；取8255B端口
MOV AH，AL；存在AH
OR AL，03H；使
OUT 61H，AL；输出至82255的B端口，使扬声器发声
SUB CX，CX；循环计数
G7：LOOP G7
MOV BH，0
DEC BX；BL的值为控制长短声，BL＝6（长），BL＝1（短）
JNZ G7
MOV AL，AH；恢复8255B端口值，停止发声
OUT 61H，AL
RET
BEEP ENDP
【例5】CPU为8086，用8253的CH0（通道0），每隔2ms输出一个负脉冲，设CLK为2MHZ，完成软件设计。
分析：时间常数的计算：已知时钟频率F及定时时间t，求计数初值N：设用方式2，时间常数：
控制字：00110100——二进制
端口地址：CH0――00H；控制端口——06H
初始化编程：
MOV AL，34H ；00110100B
OUT 06H，AL
MOV AX，4000
OUT 00H，AL ；先送低八位
MOV AL，AH
MOV AL，02H
OUT 00H，AL ；再送高八位
思考：若定时20ms（即输出50HZ的方波，设为工作方式2），CLK改为4MHZ，CPU为8086，软硬件设计又该如何？
分析：（超过65536，必须考虑用两个通道级连）即将第一级的OUT输出作为第二级的CLK输入，取第二级的OUT输出为最后结果，超过
二级，依次类推。此时只需将计算出的N分别为N1、N2、…作为
各级的计数初值即可。如本例可分解成。
程序从略。
【习题与思考】
1．8253芯片共有几种工作方式？每种方式各有什么特点？
2．某系统中8253芯片的通道0~2和控制端口地址分别为
FFF0H~FFF3H。定义通道0工作在方式2，CLK0＝2MHz，要求输出OUT0为1kHz的速率波；定义通道l工作在方式CLK l输入外部计数事件，每计满100个向CPU发出中断请求。试写出8253通道0和通道1的初始化程序。
3．试编写一程序，使IBM PC机系统板上的发声电路发出200Hz至900Hz 频率连续变化
的报警声。
4．已知：PC/XT微机系统中用作定时及计数的8253芯片的通道为40H，其主频率为1.19MH z,请参阅P239~240，对三个通道进行初始化设置。（CNT2的输出方波频率设为2kH z）.
5．设8253的通道2工作在计数方式，外部事件从CLK2引入，通道2每计500个脉冲向CPU发出中断请求，CPU响应这一中断后继续
写入计数值，重新开始计数，保持每1秒钟向CPU发出中断请
求。假设条件如下：
① 8253的通道2工作在方式4；
②外部计数事件频率为1kHz；
③中断类型号为54H；
④ 8253各端口地址如上题；
⑤用8212芯片产生中断类型号；（注：8212为带8位输入锁存器和8位输出缓冲器的总线接口电路）。
试编写程序完成以上任务，并画出硬件连接图。
6. 试说明定时和计数在实际系统中的应用？这两者之间有和联系和差别？
7. 定时和计数有哪几种实现方法？各有什么特点？
8. 试说明定时/计数器芯片Intel8253的内部结构。
9. 定时/计数器芯片Intel8253占用几个端口地址？各个端口分别对应什么？
实验三 定时器、计数器操作与应用实验报告 、实验目的 1、 了解和熟悉FX 系列可编程序控制器的结构和外 部接线方法； 2、 了解 和熟 悉 GX Developer Version 7.0 软件的 使用 方法 ； 3、 掌握 可编 程序 控制器 梯形 图程 序的 编制 与调 试。 二、实验要求 仔 细阅 读实 验指 导书 中关 于编 程软 件的 说明 ，复习 教材 中有 关内 容 ， 分 析程 序运 行结 果。 三、实验设备 2 、 开关 量输 入 / 输出 实验 箱 3、 计算 机 4、 编程 电缆 注 意： 1） 开关量输入/输出实验 箱内的钮子开关用来产生模拟的 开关量输入 信 号； 2） 开关量输入/输出实验箱内的LED 用来指示开关 量输出信号； 3） 编程电缆在连接PLC 与计算机时请注意方向。 四、实验内容 1 、梯形图 1 、 FX 系列可 编程 序控 制器 一只 一套 5、 GX Developer Version 7.0 软件 一套
2、梯形图程序 0LD xooo 1OUT YOOO X001 2LD 3OR￥001 4AN I X002 5OUT Y001 6OUT TO K50 9MPS 10AHI TO 11OUT Y002 12MPP 13ASD TO 14OUT￥003 15LD X003 16RST CO 18LD X004 19OUT CO K5 22LD CO 23OUT Y004 24END 3、时序图
r 时序10 □ ?Si 正在进荷囲1SL 金冃勖厂手祜r XI广X3厂X5厂K1Q拧应C 40 J2fl MIB -380 .360 '340 -33 MW 脚 M 创Q，220，200，13Q -1?-14D ，1如■!? 如也 40 如厂「 五、实验步骤 1、程序的编辑、检查和修改； 2、程序的变换； 3、程序的离线虚拟设备仿真测试； 4、程序写入PLC; 5、用PLC运行程序； 6、比较程序的分析结果与实际运行结果。 六、实验报告 1、实验梯形图程序的编写； 2、梯形图程序的理论分析与结果； 3、梯形图程序的实际运行结果； 4、结论。 七、实验心得 通过这样一次实验，我对GX Developer Version 7.0 软件的使用方 法更加的熟悉了，也了解到在实验中需要我们集中精力，仔细认真地完成■XDU "Tlr-.Ll-t-1!- D LJ D-IT--1 z?E I4J 一 — Ti ll IL — 」 ill-t-ll-r — 1
定时/计数器练习题 一、填空题 1.当使用慢速外设时，最佳的传输方式是（中断）。 2.MCS-51单片机有（5 ）个中断源，有（2 ）个中断优先级，优先级由软件填写特 殊功能寄存器（IP ）加以选择。 3.MCS-51单片机中，T0中断服务程序入口地址为（000BH ）。 4.外部中断请求标志位是（IE0 ）和（IE1 ）。 5.MCS-51单片机晶振频率为12MH Z ，相应单重中断的最短时间是（3 μs），最长时间 是（8μs）。 6.MCS-51单片机外部中断有（2 ）种中断信号触发方式，若选用外部中断0为边沿 触发方式，则需要指令（SETB IT0 ）。 7.MCS-51单片机中断系统选用外部中断1和定时器/计数器T1中断为高优先级，则中断 优先级控制字（IP）= （0CH ）。 8.对采用电平触发方式的外部中断，必须在中断返回前（撤销中断请求信号）。 9.（RETI ）指令以及任何访问（IE ）和（IP ）寄存器的指令执行完后，CPU不 能马上相应中断。 10.MCS-51单片机有（2 ）个16位可编程定时器/计数器，有（ 4 ）种工作方式。 11.MCS-51单片机的最大计数值为（65536 ），此时工作于方式（1 ）。 12.若定时器/计数器工作于方式0时，为（13 ）位的定时器/计数器，TL的低（5 ） 位计满溢出时，向高（8 ）位的TH进位。 13.当定时器/计数器T0工作在方式3时，要占用定时器/计数器T1的（TR1 ）和（TF1 ） 两个控制位。 14.当把定时器/计数器T0定义为一个可自动重新装入初值的8位定时器/计数器时， （TL0 ）作为8位计数器，（TH0 ）为常数寄存器。 15.使用定时器T1设置串行通信的波特率时，应把定时器T1设定为工作方式2，即（自 动重装载）。 16.在定时器/计数器T0工作方式3下，TH0溢出时，（TF1 ）标志将被硬件置1去请求 中断。 17.T0和T1两引脚也可作为外部中断输入引脚，这时TMOD寄存器中的C/T位应为（1 ）。 若MO、M1两位置成10B，则计数初值应当是TH=TL=( 0FFH或255 )。 18.欲使T1停止工作，应执行一条指令（CLR TR1 ），在工作方式3下，欲使TH0开始 工作，应执行一条指令（SETB TR1 ）。 19.串行口中断的中断标志位是由（硬件）产生，由（软件）清零。 20.进行串行通信，通信双方需具有相同的（数据格式）和（速率）。 21.要串行口工作为10位异步串行通信方式，工作方式应选为（方式1 ）。 22.用串行口扩展并行口时，串行口工作方式应选为（方式0 ）。 23.按照数据传送方向，串行通信分为（单工）、（半双工）和（全双工）。 24.计算机通信主要有两种方式：（并行通信）和（串行通信）。 25.异步串行数据通信的帧格式由（起始位）、（数据位）、（奇偶校验位）和（停止位）组 成。 26.在串行通信中，按照传送的帧的格式，分为（异步串行通信）和（同步串行通信）。 27.串行口启动发送过程是通过执行指令（MOV SBUF ）实现，而接收过程是在接收控 制器检测到RXD端的（负跳变）时启动的。 一、选择题
TMOD 在内存 RAM 中位于特殊功能寄存器区的 89H 处，其高 4 位用于设置定时 器/计数器T1 的工作方式，低 4 位用于设置定时器/计数器 T0 的工作方式。由于 T0 和 T1 的用法很相似，所以，在此只结合 TMOD 的低 4 位讲解定时器/计数器 T0 的用法。 1、 GATE 当 GATE=0 时，定时器/计数器开始工作或停止工作不受 GATE 位的控制，而只受TCON寄存器中的 TR0 位控制，TR0=0 时定时器/计数器 T0 停止工作，而当 TR0=1 时定时器/计数器 T0 开始工作。 当 GATE=1 时，定时器/计数器 T0 工作的起停除了受 TCON 寄存器中的 TR0 位 控制外，还受单片机外部引脚 P3.2 的控制，只有该引脚为高电平且 TR0=1 这两个条 件同时满足时，定时器/计数器才开始工作，一般这种用法通常用来测量 P3.2 引脚上 正脉冲的宽度。对于控制T1 方式字段中的 GATE 位和 T0 中的用法完全一样，只是当GATE 位为 1 时受单片机外部引脚P3.3 和 TCON 中 TR1 的控制。 2、 C/T C/T 位决定 T0 工作在定时方式还是计数方式。当 C/T=0 时，T0 工作在定时方式，此时由 TH0 和 TL0 组成的 16 位计数容器，这个容器会对晶振产生的脉冲再 12 分频后的脉冲进行计数，如果单片机外部接的是 12M 晶振，则 TH0 和 TL0 组成的 16 位 计数容器中的数据就会每隔 1 微妙自动加 1； 当 C/T=1 时，T0 工作在计数方式，由 TH0 和 TL0 组成的 16 位计数容器会对从单片机外部引脚 P3.4 输入单片机的脉冲进行计数，每输入一个脉冲，则 TH0 和 TL0 组成的 16 位计数容器中的数据会自动加 1。如果 TMOD 高 4 位中的 C/T=0，表示 T1 工作在定时方式，而当 C/T=1表示 T1 工作在计数方式，计的是来自单片机外部引脚 P3.5 传入单片机的脉冲数。 当然无论是在 C/T=0 时定时器/计数器工作在定时方式，还是在 C/T=1 时定时器/计数器工作在计数方式，要想让 T0 开始工作，必须将 TCON 中的 TR0 设置为 1，如果想让 T0 停止工作，必须将 TCON 中的 TR0 设置为 0，即 TCON 中的 TR0 是控制定时器/计数器开始工作和停止工作的。
定时器/计数器 6·1 80C51单片机内部有几个定时器/计数器?它们是由哪些专用寄存器组成? 答:80C51单片机内部设有两个16位的可编程定时器/计数器，简称为定时器0(T0)和定时 器l(Tl)。在定时器/计数器中的两个16位的计数器是由两个8位专用寄存器TH0、TL0，THl、TLl组成。 6·2 80C51单片机的定时器/计数器有哪几种工作方式?各有什么特点? 答:80C51单片机的定时器/计数器有4种工作方式。下面介绍4种工作方式的特点。 方式0是一个13位的定时器/计数器。当TL0的低5位溢出时向TH0进位，而TH0溢出时向中断标志TF0进位(称硬件置位TF0)，并申请中断。定时器0计数溢出与否，可通过查询TF0是否置位或产生定时器0中断。 在方式1中，定时器/计数器的结构与操作几乎与方式0完全相同，惟一的差别是:定时器是以全16位二进制数参与操作。 方式2是能重置初值的8位定时器/计数器。其具有自动恢复初值(初值自动再装人)功;能，非常适合用做较精确的定时脉冲信号发生器。 方式3 只适用于定时器T0。定时器T0在方式3T被拆成两个独立的8位计数器TL0: 和TH0。其中TL0用原T0的控制位、引脚和中断源，即:C/T、GATE、TR0、TF0和T0 (P3.4)引脚、INTO(P3.2)引脚。除了仅用8位寄存器TL0外，其功能和操作与方式0、方式1 完全相同，可定时亦可计数。此时TH0只可用做简单的内部定时功能。它占用原定时器Tl 的控制位TRl和TFl，同时占用Tl的中断源，其启动和关闭仅受TRl置1和清0控制。6·3 定时器/计数器用做定时方式时，其定时时间与哪些因素有关？作计数时，对外界计数频率有何限制？ 答: 定时器/计数器用做定时方式时，其定时时间与时钟周期、计数器的长度（如8位、13位、16位等）、定时初值等因素有关。作计数时，外部事件的最高计数频率为振荡频率（即时钟周期）的1/24。 6·4 当定时器T0用做方式3时，由于TR1位已被T0占用，如何控制定时器T1的开启和关闭？ 答:定时器T0用做方式3时，由于TRl位己被T0占用，此时通过控制位C/T切换其定时器或计数器工作方式。当设置好工作方式时，定时器1自动开始运行;若要停止操作，只需送入一个设置定时器1为方式3的方式字。
一、实验目的 1、掌握定时器/计数器计数功能的使用方法。 2、掌握定时器/计数器的中断、查询使用方法。 3、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 4、掌握单片机系统的硬件和软件设计方法。 二、设计要求 1、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以查询方式工作，设定计数功能，对外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满100个脉冲，则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上接示波器观察波形。 2、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以中断方式工作，设定计数功能，对外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满200个脉冲，则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上接示波器观察波形。 三、电路原理图 六、实验总结 通过本实验弄清楚了定时/计数器计数功能的初始化设定（TMOD，初值的计算，被计数信号的输入点等等），掌握了查询和中断工作方式的应用。 七、思考题 1、利用定时器0，在P1.0口线上产生周期为200微秒的连续方波，利用定时器1，对 P1.0口线上波形进行计数，满50个，则取反P1.1口线状态，在P 1.1口线上接示波器观察波形。 答：程序见程序清单。
四、实验程序流程框图和程序清单。 1、定时器/计数器以查询方式工作，对外部连续周期性脉冲信号进行计数， 每计满100个脉冲，则取反P1.0口线状态。 汇编程序： START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV IE, #00H MOV TMOD, #60H MOV TH1, #9CH MOV TL1, #9CH SETB TR1 LOOP: JNB TF1, LOOP CLR TF1 CPL P1.0 AJMP LOOP END C语言程序： #include
微机原理实验报告 实验五 8253计数器/定时器接口实验 1.实验目的 1)学会通过PC总线、驱动器、译码器等在PC机外部扩充为新的芯片； 2)了解8253计数器/定时器的工作原理； 3)掌握8253初始化的程序设计； 4)掌握8253方式0的计数方式的使用方法和方式3方波产生的方法。 2.实验内容 将实验装置上的1片8253定时器/计数器接入系统，具体做两个内容的实验。 1)实验一：将8253的计数器0设置为工作于方式0，设定一个计数初值，用手 动逐个输入单脉冲，观察OUT0的电平变化。 硬件连接：断开电源，按图2-1将8253接入系统。具体包括： (1)将8253的CS接I/O地址输出端280H-287H； (2)将8253的计数器0的CLK0与单脉冲信号相连，以用来对单脉冲进行计数； (3)将8253的GATE0用专用导线接向+5V，以允许计数器0工作； (4)将8253的OUT0接到LED发光二极管，以显示8253计数器0的输出OUT0的 状态。 图2-1 8253实验一的连线图 2)实验二：将8253的计数器0、1均设置为工作于方式3(方波)，按图2-2重 新接线。要求是当CLK0接1MHz时，OUT1输出1Hz的方波，OUT的输出由LED 显示出来。将计数器0与计数器1串联使用，计数器0的输出脉冲OUT0作为计数器1的时钟输入CLK1。
图2-2 8253实验二的连线图3.程序及框图 1)程序框图 图4-1给出了8253实验一的流程图。 图4-1 程序流程图 图4-2给出了8253实验二的流程图。 2)程序代码 实验一程序代码： CTRL EQU 283H TIME0 EQU 280H TIME1 EQU 281H DATA SEGMENT MESS DB 'ENTER ANY KEY RETURN TO DOS!',0DH,0AH,'$' DATA ENDS CODE SEGMENT
定时器/计数器 MCS-51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器，即定时器T0（由TH0和TL0组成）和定时器T1（由TH1和TL1组成），它们既可用作定时器定时，又可用作计数器记录外部脉冲个数，其工作方式、定时时间、启动、停止等均用指令设定。 定时器/计数器的结构 1．定时器/计数器的工作原理 定时器／计数器T0和T1的工作方式通过八位寄存器TMOD设定，T0和T1 的启动、停止由八位寄存器TCON控制。工作前需先装入初值，利用传送指令将初值装入加1计数器TH0和TL0或TH1和TL1，高位数装入TH0或TH1，低位数装入TL0或TL1。当发出启动命令后，加1计数器开始加1计数，加到满值（各位全1）后，再加1就会产生溢出，系统将初值寄存器清0。如果需要继续计数或定时，则需要重新赋计数初值。 2．定时器的方式寄存器TMOD 特殊功能寄存器TMOD为定时器的方式控制寄存器。TMOD是用来设定定时器的工作方式，其格式如下： 各位功能如下： （1）GATE控制定时器的两种启动方式 当GATE=0时，只要TR0或TR1置1，定时器启动。 当GATE=1时，除TR0或TR1置1外，还必须等待外部脉冲输入端（P3.3）或（P3.2）高电平到，定时器才能启动。若外部输入低电平则定时器关闭，这样可实现由外部控制定时器的启动、停止，故该位被称为门控位。定时器1类同。 （2）定时/计数方式选择位 当该位为0时，T0或T1为定时方式；当该位为1时，T0或T1为计数方式。（3）方式选择位M1、M0 M1、M0两位可组合成4种状态，控制4种工作方式。每种方式的功能如表5－1。 表5-1 M1、M0控制的工作方式 M1 M0 工作方式说明 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 2 3 13位计数器 16位计数器 可再装入8位计数器
定时器/计数器应用实验一 设计性试验 2012年11月14日星期三第三四节课 一、实验目的 1、掌握定时器/计数器定时功能的使用方法。 2、掌握定时器/计数器的中断、查询使用方法。 3、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 4、掌握单片机系统的硬件和软件设计方法。 二、设计要求 1、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以查询方式工作，在P1.0口线上产生周期为200μS的连续方波，在P 1.0口线上接示波器观察波形。 2、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以中断方式工作，在P1.1口线上产生周期为240μS的连续方波，在P 1.1口线上接示波器观察波形。 三、电路原理图
四、实验程序流程框图和程序清单及实验结果 /********* 设计要求：(a)单片机的定时器/计数器以查询方式工作， 在P1.0口线上产生周期为200us的连续方波 编写：吕小洋 说明：用定时器1的方式1以查询方式工作 时间：2012年11月10日 ***************/ ORG 0000H 开始 系统初始化
START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP, #2FH CLR EA ;关总中断 CLR ET1 ;禁止定时器1中断 MOV TMOD, #00010000B ;设置定时器1为工作方式1 MOV TH1, #0FFH ;设置计数初值 MOV TL1, #9CH SETB TR1 ;启动定时器 LOOP: JNB TF1, LOOP ;查询计数是否溢出 MOV TH1, #0FFH ;重置计数初值 MOV TL1, #9CH CLR TF1 ;清除计数溢出标志 CPL P1.0 ;输出取反 LJMP LOOP ;重复取反 END
同组同学学号：同组同学姓名：
实验框图: 主程序框图 源程序及分析: CONTROL equ 0c003h ；设置命令寄存器 COUNT0 equ 0c000h ；设置计数器0 COUNT1 equ 0c001h ；设置计数器1 COUNT2 equ 0c002h ；设置计数器2 code segment assume cs:code start proc near ;第一次定时器设定： mov al, 36h; ; 计数器0,16位,方式3,二进制(00110110B=36h) mov dx, CONTROL out dx, al mov ax, 1000
实验电路及连线： 连线连接孔1 连接孔2 1 8253_CS CS0 2 8253_OUT0L0 3 8253_GATE0VCC 4 8253_CLK0单脉冲 实验说明: 本实验中计数器按方式0工作。即十六位二进制计数器。当计数设置好后，计数器就开始计数。如果要读入计数器的值，要先锁存计数值，才能读到计数值。本实验所设计数值为5，也就是外部5个脉冲，计数器值加1。同时OUT脚输出一个高电平。实验时，可以将OUT0 接到LED上，观察计数器是否工作。 实验框图: 主程序框图 源程序及分析: CONTROL equ 08003h COUNT0 equ 08000h COUNT1 equ 08001h COUNT2 equ 08002h code segment assume cs:code start proc near mov al, 30h ; 通道0，方式0 mov dx, CONTROL out dx, al mov al, 5 ; 计数器初始值。
实验报告 课程名称 : 微机接口与原理 实验项目 : 可编程计数器\定时器8253 实验仪器 : 计算机 系别：光电学院 专业：电子信息工程 班级/学号： 学生姓名： 实验日期：2012年月 成绩： ________________ _ 指导教师：__________________
●实验目的 掌握定时器/计数器8253的基本原理和编程方法，用示波器观察不同方式下的波形。实验仪器 计算机，实验工作箱，电源，导线。 实验环境 北京信息科技大学健翔桥校区教三307实验室 ●实验内容 1、按下图虚线连接电路，将计数器0设置为方式0，计数器初值为N（N≤0FH），用手动逐个输入单脉冲，编程使计数值在屏幕上显示，并同时用逻辑笔观察OUT0电平变化（当输入N+1个脉冲后OUT0变高电平）。 2、按下图连接电路，将计数器0、计数器1分别设置为方式3，计数初值设为1000，用逻辑笔观察OUT1输出电平的变化（频率1HZ）。 ●编程提示 8253控制寄存器地址283H 计数器0地址280H 计数器1地址281H
程序代码 code segment assume cs:code start: mov al,16h ;设置8253通道0为工作方式2,二进制计数mov dx,io8253a out dx,al mov dx,io8253b ;送计数初值为0FH mov al,04h out dx,al lll: in al,dx ;读计数初值 call disp ;调显示子程序 push dx mov ah,06h mov dl,0ffh int 21h pop dx jz lll mov ah,4ch ;退出 int 21h disp proc near ;显示子程序 push dx and al,0fh ;首先取低四位 mov dl,al cmp dl,9 ;判断是否<=9 jle num ;若是则为'0'-'9',ASCII码加30H add dl,7 ;否则为'A'-'F',ASCII码加37H num: add dl,30h
PIC单片机定时器实验 课程名称微机原理与单片机技术 学院自动化学院 专业班级电子信息科学与技术(2)班 学号 3214001426 姓名林玫妮 2016年 11月 7日
一、实验目的 熟练掌握在 PIC16F877 的定时器 TMR0 的工作原理配置方式，会使用定时器查 询、中断方式，以及计数器模式。 二、实验内容和要求 在MPLAB环境中建立工程，实现对PIC单片机的定时器TMR0的初始 化，分别实现查询方式和中断方式定时，对比中断及查询方式的差异。实现对 PIC单片机的计数器的初始化，掌握计数器脉冲的输入硬件电路。 三、实验主要仪器设备和材料 计算机，MPLAB 软件，PIC 单片机实验板 HL-K18 四、实验方法、步骤及结果测试 1，熟悉电路板，熟悉相关电路原理图(要求使用 4M 晶振进行编程)。 2，任务1，分别采用定时器查询和定时器中断的方式，实现蜂鸣器按0.5秒周期鸣叫，即一秒鸣叫2次。比较查询与中断响应的区别。在MPLAB环境中 建立工程，按要求编写如下程序，并加载到工程中，编译并下载到单片机实 验板中观察实验结果。 例程1定时器查询方式 主程序 计算初值，实现蜂鸣 器按0.5s周期鸣叫
例程 2 定时器中断方式计算初值，实现蜂鸣器按0.5s周 期鸣叫 主程序 中断服务程序
例程3计数器模式 五、实验报告要求 1，对例程 1、2、3 的每一句程序进行注释。描述如何改变寄存器及其对 IO 的影
响。 （1）例子1： （2）例子2：
（3）例子3： 2，详细写出任务 1 中定时器初值的计算过程。 任务 1 中定时器初值的计算过程如下： 3，画出例程 2 的程序流程图。 4，讨论定时器查询方式和中断方式的差异和优缺点。 （1）中断方式不占用CPU资源，定时时间到会自动进入中断程序，准确度高。自动调用对应的函数。 （2）查询方式需要一直占用CPU资源（需要一直扫描标志位），定时时间到后需要程序查询到才能判断时间到，稍微有点误差。在需要的地方，需要手动调用对应函数 六、思考题 编写中断服务程序，实现蜂鸣器0.25秒周期鸣叫，同时LED数码管前两位按照100 毫秒周期从 10 开始倒数。
定时器/计数器应用实验二 一、实验目的和要求 1、掌握定时器/计数器计数功能的使用方法。 2、掌握定时器/计数器的中断、查询使用方法。 3、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 4、掌握单片机系统的硬件和软件设计方法。 二、实验内容或原理 1、利用单片机的定时器/计数器以查询方式计数外 部连续周期性矩形波并在单片机口线上产生某一 频率的连续周期性矩形波。 2、利用单片机的定时器/计数器以中断方式计数外 部连续周期性矩形波并在单片机口线上产生某一 频率的连续周期性矩形波。 三、设计要求 1、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时 器/计数器以查询方式工作，设定计数功能，对 外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满100 个脉冲，则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上 接示波器观察波形。 2、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时 器/计数器以中断方式工作，设定计数功能，对 外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满200 个脉冲，则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上 接示波器观察波形。 四、实验报告要求 1、实验目的和要求。 2、设计要求。 3、电路原理图。 4、实验程序流程框图和程序清单。 5、实验结果（波形图）。 6、实验总结。 7、思考题。 五、思考题 1、利用定时器0，在P1.0口线上产生周期为200微秒的连续 方波，利用定时器1，对P1.0口线上波形进行计数，满 50个，则取反P1.1口线状态，在P 1.1口线上接示波器 观察波形。 原理图：
程序清单： /*功能：用计数器1以工作方式2实现计数（查询方式）每计满100个脉冲，则取反P1.0口线状态*/ ORG 0000H START:MOV TMOD,#60H MOV TH1,#9CH MOV TL1,#9CH MOV IE,#00H SETB TR1 LOOP:JBC TF1,LOOP1 AJMP LOOP LOOP1:CPL P1.0
计算机与通信工程学院 试 验 报 告 书 课程名称:微机原理及应用 设计题目:8253定时器/计数器接口实验实验类型:验证性 授课老师: 实验日期:2013.11.12 班级:通信1102（移动方向） 学号: 姓名: 成绩:
一、实验目的 （1）掌握8253定时器的编程原理及其工作原理. （2）掌握编写中断服务程序是的方法 （3）掌握初始化中断向量的方法 二、实验设备 MUT—III型实验箱、8086CPU、示波器 三、实验内容 8253计数器0、1、2工作于方波方式,观察其输出波形. 四、实验原理介绍 本实验用到两部分电路:脉冲产生电路,8253定时器/计数器电路五、实验程序框图 六、实验步骤 （1）实验接线 CS0?CS8253 OUTO?8253CLK2 OUT2?LED1
示波器?OUT1 CLK3?8253CLK0 CLK3?8253CLK1 （2）编译调试程序 （3）全速运行程序，拨动某一电平开关，观察LED的亮灭情况。 七、实验提示 （1）、8253是计算机系统中经常使用的可编程定时器/计数器.其内部有三个相互独立的计数器,分别成为T0,T1,T2,8253有多种工作方式,其中方式3为方波方式. （2）、当计数器设好初值后,计数器递减计数,在计数值的前一半输出高电平,后一般输出低电平. （3）、实验中, T0,T1的时钟由CLK3提供,其频率为750KHZ.程序中,T0的初值设为927CH(37500十进制),则OUT0输出的方波周期为(37500*4/3/1000000=0.05s.). （4）、T2采用OUT0的输出为时钟,则在T2中设置初始值为n时,则OUT2输出方波周期为n*-0.05s.n的最大值为FFFFH，所以OUT2呼出方波最大周期为3276.75s（=54.6分钟）。 （5）、可见，采用计数器叠加使用后，输出周期范围可以大幅度提高，这在控制中时非常有用的。 八、实验源程序： assume cs:code code segment public org 100h start: mov dx,04a6h ;控制寄存器 mov ax,36h ;计数器0，方式3 out dx,ax mov dx,04a0h mov ax,7Ch out dx,ax mov ax,92h out dx,ax ;计数值927Ch mov dx,04a6h mov ax,76h ;计数器1，方式3 out dx,ax
四川工程职业技术学院 单片机应用技术课程电子教案 Copyright ? https://www.doczj.com/doc/b09291100.html, 第 讲 15 定时器/计数器基础
本讲主要内容： 15-1.实现定时的方法 15-2.定时器/计数器的结构和工作原理15-3.定时器/计数器的控制 15-4.定时器/计数器的工作方式 15-5.定时器/计数器应用
15-1.实现定时的方法 软件定时 ? 软件延时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用 率。例如延时程序。 采用时基电路定时 ?例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬 件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件 进行控制和修改，即不可编程，且定时时间容易漂移。 可编程定时器定时 ?最方便的办法是利用单片机内部的定时器/计数器。结合了软件定时 精确和硬件定时电路独立的特点。 定时器/计数器 如何使用呢？
定时器/计数器的结构 定时器/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD 是定时器/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON 是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。 G A T E C /T M 1 M 0 G A T E C /T M 1 M 0 TH1TL1TH0TL0 T1方式T0方式 T1引脚 T0引脚 机器周期脉冲 内部总线 TMOD TCON 外部中断相关位 T F 1 T R 1 T F 0 T R 0 T1计数器 T0计数器 控制单元
定时器/计数器的工作原理 ?计数器输入的计数脉冲源 系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生； T0或T1引脚输入的外部脉冲源。 ?计数过程 每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1（即FFFFH）时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断 请求（定时器/计数器中断允许时）。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表 示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。
实验2 定时器/计数器接口扩展设计 一、实验目的 1、学习8088/86与8253的连接方法。 2、学习8088/86对8253的控制方法。 3、学习8253多级串联实现大时间常数的定时方法。 二、实验原理 利用8088/86外接8253可编程定时器/计数器，可以实现对外部事件进行计数。设置断点读回计数器的值。用8253对标准脉冲信号进行计数，就可以实现定时功能。 三、实验仪器 LAB 6000实验系统，PC 机 四、实验内容 计数器： 本实验中计数器按方式0工作。即十六位二进制计数器。当计数设置好后，计数器就开始计数。如果要读入计数器的值，要先锁存计数值，才能读到计数值。本实验所设计数值为5，也就是外部5个脉冲，计数器值加1。同时OUT 脚输出一个高电平。实验时，可以将OUT0接到LED 上，观察计数器是否工作。 根据以下程序流程图编写完整的实验程序并调试。 参考程序： CONTROL equ 08003h COUNT0 equ 08000h COUNT1 equ 08001h COUNT2 equ 08002h code segment assume cs:code
start proc near mov al, 30h ; 通道0，方式0 mov dx, CONTROL out dx, al mov al, 5 ; 计数器初始值。 mov dx, COUNT0 out dx, al ; 低八位 mov al, 0 out dx, al ; 高八位 Again: mov al, 00000000B ; 锁存计数器值 mov dx, CONTROL out dx, al mov dx, COUNT0 in al, dx ; 读入计数值低八位 mov bl, al in al, dx ; 读入计数值高八位 mov ah, al mov al, bl jmp Again start endp code ends end start 1、定时器： 工作方式0，计数值减完后输出一个脉冲宽度的高电平。而本实验在计数值减完后，管脚状态产生变化（从高到低或从低到高）。直到下一次计数值减完。这样输出的波形为方波。 由于定时常数过大，就要用多级串联方式。本实验采用两级计数器。定时常数分别为100和10000。将计数器的输出接到计数器0输入。计数器0的输出接到LED0。用板上的1MHz做为标准信号，将8253可编程计数器/定时器的时间常数设在1000000次，就可以在定时器的管脚上输出1秒钟高/1秒钟低的脉冲信号。因为8253每个计数器只有十六位，要用两个计数器才能实现一百万次的计数，实现每一秒钟输出状态发生一次反转。 根据以下程序流程图编写完整的实验程序并调试。 参考程序： CONTROL equ 0c003h COUNT0 equ 0c000h COUNT1 equ 0c001h COUNT2 equ 0c002h code segment assume cs:code start proc near mov al, 36h; 00110110B ; 计数器0,16位,方式3,二进制
实验三单片机定时/计数器实验 1、实验目的 1、学习计数器的使用方法。 2、学习计数器程序的编写。 3、学习定时器的使用方法。 4、学习定时器程序的编写。 5、熟悉汇编语言 2、实验说明 1、8051内部定时计数器T0，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数。将其数值按二进制数在P1口驱动LED灯上显示出来。 2、用CPU内部定时器中断方式计时,实现每一秒钟输出状态发生一次反转 3、实验仪器和条件 计算机 伟福实验箱（lab2000P） 4、实验内容 1、8051内部定时计数器T0，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数。将其数值按二进制数在P1口驱动LED灯上显示出来。 2、外部事件计数脉冲由P3.4引入定时器T0。单片机在每个机器周期采样一次输入波形，因此单片机至少需要两个机器周期才能检测到一次跳变。这就要求被采样电平至少维持一个统统的机器周期，以保证电平在变化之前即被采样。同时这就决定了输入波形的频率不能超过机器周期频率。 3、用CPU内部定时器中断方式计时,实现每一秒钟输出状态发生一次反转 4、定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD
用于设置定时器/计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。TCON 主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。 5、在例程的中断服务程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用，所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。 五、思考题 1、使用其他方式实现本实验功能； 2、改为门控方式外部启动计数； 3、如果改为定时间隔为200us，如何改动程序； 4、使用其他方式实现本实验功能，例如使用方式1，定时间隔为10ms，如何改动程序。 六、源程序修改原理及其仿真结果 思考题一：使用其他方式实现本实验功能 方法一： movTMOD, #00000100b;方式0,记数器 movTH0, #0 movTL0, #0 setbTR0;开始记数;由于方式0的特点是计数时使用TL0的低五位和八位 TH0，故用加法器a用“与”（ANL）取TL0的低五位，再用yiwei子程序实现TH0的低三位变为高三位与TL0相加，这样赋给P1时就是八位计数的结果。 Loop: mova,TL0 anla,#1fh
第八章定时器/计数器和多功能接口芯片 【回顾】可编程芯片的概念，端口的概念。 【本讲重点】定时与计数的基本概念及其意义，定时/计数器芯片Intel8253的性能概述，内、外部结构及其与CPU的连接。 8.1 定时与计数 1．定时与计数 在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常需要使系统处于定时工作状态，或者对外部过程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉冲信号的计数，如果计数的对象是标准的内部时钟信号，由于其周期恒定，故计数值就恒定地对应于一定的时间，这一过程即为定时，如果计数的对象是与外部过程相对应的脉冲信号（周期可以不相等），则此时即为计数。 2．定时与计数的实现方法 (1) 硬件法 专门设计一套电路用以实现定时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而且当电路制成之后，定时值及计数范围不能改变。 (2) 软件法 利用一段延时子程序来实现定时操作，特点，无需太多的硬设备，控制比较方便，但在定时期间，CPU不能从事其它工作，降低了机器的利用率。 (3) 软、硬件结合法 即设计一种专门的具有可编程特性的芯片，来控制定时和计数的操作，而这些芯片，具有中断控制能力，定时、计数到时能产生中断请求信号，因而定时期间不影响CPU的正常工作。 8.2 定时/计数器芯片Intel8253 Intel8253是8086微机系统常用的定时/计数器芯片，它具有定时与计数两大功能。 一、8253的一般性能概述 1．每个8253芯片有3个独立的16位计数器通道； 2．每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制(BCD码)计数；3．每个计数器的计数速率可以高达2MHz； 4．每个通道有6种工作方式，可以由程序设定和改变； 5．所有的输入、输出电平都与TTL兼容。 二、8253内部结构 8253的内部结构如图8-1所示，它主要包括以下几个主要部分：
同组同学学号： 同组同学姓名： 实验日期：2012 年 3月 26日交报告日期：2012 年 5月 30日实验(No. 1_1 )题目：定时器与计数器实验（8253）-- 8253定时器实验 实验目的及要求： 实验目的： 1、学习8253可编程定时器/计数器定时方法。 2、学习8253多级串联实现大时间常数的定时方法。 3、学习8088/86控制8253可编程定时器的方法。 实验要求： 用8253对标准脉冲信号进行计数，就可以实现定时功能。用板上的1MHz做为标准信号，将8253可编程计数器/定时器的时间常数设在1000000次，就可以在定时器的管脚上输出1秒钟高/1秒钟低的脉冲信号。因为8253每个计数器只有十六位，要用两个计数器才能实现一百万次的计数，实现每一秒钟输出状态发生一次反转。 实验电路及连线： 连线连接孔1 连接孔2 1 8253_CS CS4 2 8253_OUT0L0 3 8253_GATE0VCC 4 8253_CLK08253_OUT1 5 8253_GATE1VCC 6 8253_CLK1F/4(1M) 7 4MHz Fin 实验说明: 1、本实验工作方式0，计数值减完后输出一个脉冲宽度的高电平。而本实验在计数值减完后，管脚状态产生变化（从高到低或从低到高）。直到下一次计数值减完。这样输出的波形为方波。 2、由于定时常数过大，就要用多级串联方式。本实验采用两级计数器。定时常数分别为100和10000。将计数器的输出接到计数器0输入。计数器0 的输出接到LED0。
实验框图: 主程序框图 源程序及分析: CONTROL equ 0c003h ；设置命令寄存器 COUNT0 equ 0c000h ；设置计数器0 COUNT1 equ 0c001h ；设置计数器1 COUNT2 equ 0c002h ；设置计数器2 code segment assume cs:code start proc near ;第一次定时器设定： mov al, 36h; ; 计数器0,16位,方式3,二进制(00110110B=36h) mov dx, CONTROL out dx, al mov ax, 1000 mov dx, COUNT0
实验三 8253定时器/计数器实验 一、实验目的 1. 学会8253 芯片与微机接口的原理和方法。 2. 掌握8253 定时器/计数器的工作原理和编程方法。 二、实验内容 编写程序，将8253的计数器0设置为方式2 （频率发生器），计数器1设置为方式3 （方 波频率发生器），计数器0的输出作为计数器1的输入，计数器1的输出接在一个LED上，运行后可观察到该LED在不停地闪烁。 1.编程时用程序框图中的二个计数初值，计算OUT1的输出频率，用表观察LED，进行核对。 2.修改程序中的二个计数初值，使OUT1的输出频率为1Hz，用手表观察LED，进行核对。 3.上面计数方式选用的是 16 进制，现若改用 BCD 码，试修改程序中的二个计数初值，使 LED 的闪亮频率仍为1Hz。 三、电路图
CS3→0040H；JX8→JX0；IOWR→IOWR；IORD→IORD；A0→A0；A1→A1； GATE0→+5V；GATE1→+5V；OUT0→CLK1；OUT1→L1；CLK0→0.5MHz； 四、流程图及编程指南 8253 是一种可编程定时/计数器，有三个十六位计数器，其计数频率范围为0-2MHz用+5V 单电源供电。8253 的六种工作方式： ⑴方式0：计数结束中断⑷方式3：方波频率发生器 ⑵方式l：可编程频率发生⑸方式4：软件触发的选通信号 ⑶方式2：频率发生器⑹方式5：硬件触发的选通信号8253 初始化编程 1. 8253 初始化编程 8253 的控制寄存器和 3 个计数器分别具有独立的编程地址，由控制字的内容确定使用的是哪个计数器以及执行什么操作。因此8255 在初始化编程时，并没有严格的顺序规定，但在编程时，必须遵守两条原则： ①在对某个计数器设置初值之前，必须先写入控制字； ②在设置计数器初始值时，要符合控制字的规定，即只写低位字节，还是只写高位字节，还是高、低位字节都写（分两次写，先低字节后高字节）。
一、实验目的和要求 1、掌握定时器/计数器计数功能的使用方法。 2、掌握定时器/计数器的中断、查询使用方法。 3、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 4、掌握单片机系统的硬件和软件设计方法。 二、设计要求 1、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以查询方式工作， 设定计数功能，对外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满100 个脉冲， 则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上接示波器观察波形。 2、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以中断方式工作， 设定计数功能，对外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满200个脉冲， 则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上接示波器观察波形。 三、电路原理图如下所示：
四：实验程序流程框图和程序清单 查询法流程框图： 中断法流程框图: 开始定时器初始化开定时器 清零TF0结束 TF0=0 P1.0取反N 开始堆栈初始化 定时器 中断初始化 开定时器进行中断 P1.1取反结束 程序清单: 查询法汇编： ORG 0000H MAIN: MOV TMOD, #02H MOV TH0, #9CH MOV TL0, #9CH MOV IE, #00H SETB TR0 LOOP: JBC TF0, LOOP1 LJMP LOOP LOOP1: CPL P1.0 LJMP LOOP END
查询法C语言：#include