8253的工作原理
8253是可编程的计数器/定时器,其内部有三个独立的16位计数器/定时器通道,每个计数器通道均可按6种不同的方式工作,并且都可以按二进制或十进制计数。其CLK0～CLK2是计数器0～2的时钟脉冲输入端, GATE0～GATE2是门控脉冲输入端, OUT0～OUT2是输出端及内部结构见下图。
当用8253做外部事件计数器时,在CLK端所加的计数脉冲由外部事件产生,这些脉冲的间隔可以不相等。如果要用它做定时器,则CLK端应输入精确的时钟脉冲。这时, 8253所能实现的定时时间决定于计数脉冲的频率和计数器的初值,即定时时间=时钟脉冲周期t c ×预置的计数初值
n8253的控制逻辑由5个控制信号WR、CS、A1和A0组成,对应的操作见表1。
8253编程时,要对其控制字寄存器写入相应的控制字,控制字寄存器格式如表2所示。
其中: SC1, SC0———通道选择位。为00, 01, 10分别表示选择0, 1, 2通道。RL1, RL0———读/写操作位。00 表示锁存数据,可随时读取计数器中的计数值; 01 表示只读/写低8位,高8位自动置为0; 10表示只读/写高8位,低8位自动置为0; 11表示读/写16位数据,先低8位,后高8位。M2,M1,M0———工作方式选择位。8253 具有3 个独立的16 位减法计数器,6 种不同的工作方式。方式0 :又称计数结束产生中断工作方式。当程序将工作方式控制字写入控制字寄存器时,计数器的输出端OUT 立即变为低电平。在计数初值写入该计数器后,输出仍将保持为低电平。当门控信号GATE 为高电平时,计数器对输入端CLK的输入脉冲开始作减一计数,当计数器从初值减为0 时,输出端OUT由低电平变为高电平,该输出信号可作为向CPU 发出的中断请求信号。
方式1 :又称可编程单稳态工作方式。功能是在GATE 信号的上升沿作用下,输出端OUT 产生一个负脉冲信号,负脉冲的宽度可由定时器的计数初值和时钟频率编程确定。方式2 :又称频率发生器工作方式。当程序将工作方式控制字写入控制字寄存器时,计数器的输出端OUT立即变为高电平。在写入计数初值后,计数器对输入时钟CLK计数。在计数过程中OUT 保持不变,直到计数器从初值减为1 时,输出OUT 将变低,再经过一个CLK周期,OUT 恢复为高电平,并按已设定的计数初值重新开始计数。在需要产生某个脉冲信号或将某一个较高频率的脉冲信号分频为较低频率时,可使用8253 的方式2。
方式3 :又称方波发生器工作方式。方式3 的工作类似于方式2 ,不同之处是方式3 的输出OUT 是方波。
方式4 :又称软件触发选通工作方式。其功能是在输出OUT 端隔一定时间产生一价目负脉冲。与方式0 不同的是,输出脉冲的宽度是固定的,但产生负脉冲所相隔时间是可编程的。
方式5 : 又称硬件触发选通工作方式。方式5的工作类似于方式4 ,不同之处是GATE 信号的作用不同。方式5 的计数过程由GATE 的上升沿触发,当计数结束时,OUT 将输出一个CLK周期的低电平信号。
其中方式0的工作过程如下:当程序送一控制字将所选的计数器置于所设定的方式后,该计数器的输出为低;当计数器初值装入被选中的计数器后,在外部输入的门控高电平的控制下,则可通过各自的计数脉冲进行递减计数。此时其输出仍为“低”。当计数器从初始值减到全“0”时,便产生一高电平输出,利用此输出信号向CPU发计数完中断;此中断请求一直保持到程序再次向计数器装入初值为止。
BCD———计数方式选择位。1 表示按十进制计数, 0表示按二进制计数。
8253初始化编程
编程时,可选择计数器1工作在方式0。在8253的方式0工作方式中,从将计数初值写入计数器到开始减1计数之间,有一个时钟脉冲的延迟。若计数初值为n = 999,那么经过n + 1个即1000个脉冲时计数值减为0,并在OUT1端输出一正跳变,这可以作为中断请求。在中断服务子程序中CPU可以做其他处理,如送下一个包装箱等。设计数初值为1999 (要求一个包装箱内装工件2000) ,按十进制计数,先送低8位,再送高8位,控制字为01110001B。
初始化程序为:
MOV AL, 01110001B
AL, 01110001B
MOV DX, 0356H
OUT DX,AL ;送方式控制字
MOV AL, 99H
MOV DX, 0352H
OUT DX,AL ;向通道1送计数初值低8位
MOV AL, 19H
OUT DX,AL ;向通道1送计数初值高8位
8253的内部结构和工作方式 8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。 一、8253内部结构 8253芯片有24条引脚，封装在双列直插式陶瓷管壳内。 1.数据总线缓冲器 数据总线缓冲器与系统总线连接，8位双向，与CPU交换信息的通道。这是8253与CPU 之间的数据接口，它由8位双向三态缓冲存储器构成，是CPU与8253之间交换信息的必经之路。 2.读／写控制 读／写控制分别连接系统的IOR#和IOW#，由CPU控制着访问8253的内部通道。接收CPU送入的读／写控制信号，并完成对芯片内部各功能部件的控制功能，因此，它实际上是8253芯片内部的控制器。A1A0：端口选择信号，由CPU输入。8253内部有3个独立的通道和一个控制字寄存器，它们构成8253芯片的4个端口，CPU可对3个通道进行读／写操作3对控制字寄存器进行写操作。这4个端口地址由最低2位地址码A1A0来选择。如表9.3.1所示。
3.通道选择 (1) CS#——片选信号，由CPU输入，低电平有效，通常由端口地址的高位地址译码形成。 (2) RD#、WR#——读／写控制命令，由CPU输入，低电平有效。RD#效时，CPU读取由A1A0所选定的通道内计数器的内容。WR#有效时，CPU将计数值写入各个通道的计数器中，或者是将方式控制字写入控制字寄存器中。CPU对8253的读／写操作如表9.3.2所示。 4.计数通道0～2 每个计数通道内含1个16位的初值寄存器、减1计数器和1个16位的（输出）锁存器。8253内部包含3个功能完全相同的通道，每个通道内部设有一个16位计数器，可进行二进制或十进制（BCD码）计数。采用二进制计数时，最大计数值是FFFFH，采用BCD码计数时。最大计数值是9999。与此计数器相对应，每个通道内设有一个16位计数值锁存器。必要时可用来锁存计数值。
微机原理与接口技术实验报告 实验名称:8253的基本工作原理和编程方法 姓名: 学号: 专业班级: 指导老师: 实验日期:
一：实验目的 掌握8253的基本工作原理和编程方法。 二：实验内容 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）。 三：硬件电路 四：源程序 汇编程序 ioport equ 0d400h-0280h io8253a equ ioport+283h io8253b equ ioport+280h code segment assume cs:code start: mov al,14h ;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,0fh 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 mov ah,02h ;显示 int 21h mov dl,0dh ;加回车符 int 21h mov dl,0ah ;加换行符 int 21h pop dx ret ;子程序返回 disp endp code ends end start 五：实验难点与重点 8253的工作方式有六种，如何理解和运用这六种工作方式是个难点。8253具有3个独立的计数器，每个计数器必须单独编程进行初始化后才能使用，使用时有时会忘记初始化。 程序流程图：
8253-5的结构和功能 8253-5为具有三个独立的16位计数器，它可用程序设置成多种工作方式，按十进制计数或二进制计数，最高计数速率可达2.6MHz。8253-5能用于多种场合，例如作为可编程方波频率发生器、分频器、实时时钟、事件计数器以及程控单脉冲发生器等。 8253-5的结构框图及引脚排列如图7-17所示。 图7-17 8253-5的结构框图和引脚排列 (a)结构框图；(b)引脚图 24条引脚中，D 7~D 为8条双向数据线；为写输入信号；为读输入信号；为片 选输入信号；A 0、A 1 为片内寄存器地址输入信号。上述信号线都和CPU相接。三 个计数器中每一个都有三条信号线；计数输入CLK用于输入定时基准脉冲或计数脉冲；输出信号OUT以相应的电平指示计数的完成，或输出脉冲波形；选通输入（门控输入）GATE用于起动或禁止计数器的操作，以使计数器和计测对象同步。 每个计数器中有三个寄存器：①控制寄存器。初始化时，将控制字寄存器内容写入该寄存器；②计数初值寄存器。初始化时写入该计数器的初始值；③减1计数寄存器。计数初值由计数初值寄存器送入减1计数寄存器，当计数输入端输入一个计数脉冲时，减1计数寄存器内容减1，当减到零时，输出端输出相应信号表示计数结束。 8253-5的读写控制逻辑接受系统总线的输入信号，当接收到低电平时，8253-5根据和端的电平，控制本器件接受CPU的访问，双向三态的数据总线缓冲器根据指令接收或发送数据。这些数据是：编程8253工作方式的控制字；装入各计数器的初始值；读出各计数器的当前值。 用作寄存器选择的地址输入信号A 1和A 决定CPU访问的对象。8253-5内部寄存器 选择如表7-4所示。 表7-4 8253-5内部寄存器地址 8253-5内部有三个控制寄存器控制对应计数器的工作。它决定计数器的工作方式，
应用举例 利用8086处理器设计一个简单的电加热炉的温度控制系统， 要求：1|、目标温度可以设置、显示；（XXX） 2、炉内实际温度可以显示(XXX) 3、温度控制过程中，每秒种测量、调节1次 4、通过固体继电器调节电阻丝对电炉加温 5、加热速度：1度/分钟，到200度后保持稳定 (一) 设计要点： 1、以8086为处理器 2、用3个8位锁存器锁存20位地址（AD0-AD15 ；A16-A19 ；BHE ） 3、RAM存储器地址从00000H -03FFFH连续空间（16K*8）6264*2 数据及中断矢量表 4、ROM存储器地址从FC000H-FFFFFH的连续空间（16K*8）2762*2 程序和程序中用到的固定参数 5、定时器8253控制时间（端口地址0020H，0022H，0024H，0026H） 6、16键、6位LED显示器通过8255A的A、B、C口接口（端口地址0030H，0032H，0034H，0036H） 7、电阻加热：8255的C口控制0809的状态由C口查询 8、温度测量：ADC0809 8位输入0-5V （启动转换的控制端口0040H 读转换结果端口0042H ） (二) 系统组成
(三) 硬件设计及地址分配 3.1 存储器的作用： 1、数据及中断矢量表 2、程序和程序中用到的固定参数 组织方式： 按字节（BYTE）组织，支持字（WORD）读写操作 RAM ：偶地址+奇地址体（A0 ，D0-D7；BHE，D8-D15），可读可写ROM ：偶地址+奇地址体（A0 ，D0-D7；BHE，D8-D15），可读不写地址范围： RAM存储器00000H -03FFFH连续空间（16K*8）6264*2 ROM存储器FC000H-FFFFFH连续空间（16K*8）2764*2 存储器的地址译码与读写控制电路真值表： 3.2 IO接口设计 I/O组织方式： 按字节（BYTE）组织，但不支持字（WORD）读写操作。
接口实验三 8253定时器 / 计数器 一、实验目的 ⒈学会8253芯片和微机接口的原理和方法。 ⒉. 掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。 二、实验内容 1. 用8253的0通道产生周期为30毫秒的方波，去控制发光二极管的亮和灭。 2.用8253的0通道和1通道级联的工作方式，产生周期为20秒的方波，去控制发光二极管的亮和灭。 3. 用8253的0通道产生1、2、3、4、5、6、7、8（1的高音）这八个音阶频率的方波信号，送到小喇叭去控制其发声。 三、实验接线图 图1
图2 图3 图6-5 四、实验原理 对8253编程，使OUT1输出周期为2MHZ（周期为0.5μS）的时钟直接加到CLK1，则OUT1输出的脉冲周期最大只有0.5μS*65536=32768μS=32.768MS，达不到20秒的延时要求，为此，需用几个通道级连的方案来解决这个问题。 设N0=5000，工作于方式2，则从OUT0端可得到序列负脉冲，频率为2MHZ/5000=400HZ，周期为2.5MS。再把该信号连到CLK1，并使通道1工作于方式3，使OUT1输出周期为20秒（频率为1/20=0.05HZ）的方波即可，应取时间常数N1=400HZ/0.05HZ=8000。
分频电路由一片74LS393组成， T0-T7为分频输出插孔。该计数器在加电时由RESET信号清零。当脉冲输入为8.0MHZ时，T0-T7输出脉冲频率依次为4.0MHZ，2.0MHZ，1.0MHZ，500KHZ，250KHZ，125KHZ，62500HZ，31250HZ。 五、编程指南 ⒈8253芯片介绍 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的功能用途： ⑴延时中断⑸实时时钟 ⑵可编程频率发生器⑹数字单稳 ⑶事件计数器⑺复杂的电机控制器 ⑷二进制倍频器 2，8253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 六、实验程序框图 七、实验步骤 ⒈按图1连好实验线路 ⑴8253的GATE0接+5V。
第27课 8253工作方式以及应用举例 8253的六种工作方式，8253的实际应用举例。本课主题: 教学目的:掌握8253六种工作方式的特点以及使用方法，通过实际应用举例强化8253的使用方法。 教学重点:8253的硬件连接和软件初始化方法。 教学难点:8253的在系统中的应用。 授课内容: 8253的每个通道都有6种不同的工作方式，下面分别进行介绍。 1.方式0--计数结束中断方式(Interrupt on Terminal Count) 2.方式1--可编程单稳态输出方式(Programmable One-short) 3.方式2--比率发生器(Rate Generator) 4.方式3--方波发生器(Square Wave Generator)
5.方式4--软件触发选通(Software Triggered Strobe) 6.方式5--硬件触发选通(Hardware Triggered Strobe) 由上面的讨论可知，6种工作方式各有特点，因而适用的场合也不一样。现将各种方式的主要特点概括如下: 对于方式0，在写入控制字后，输出端即变低，计数结束后，输出端由低变高，常用该输出信号作为中断源。其余5种方式写入控制字后，输出均变高。方式0可用来实现定时或对外部事件进行计数。 方式1用来产生单脉冲。 方式2用来产生序列负脉冲，每个负脉冲的宽度与CLK脉冲的周期相同。 方式3用于产生连续的方波。方式2和方式3都实现对时钟脉冲进行n分频。
方式4和方式5的波形相同，都在计数器回0后，从OUT端输出一个负脉冲，其宽度等于一个时钟周期。但方式4由软件(设置计数值)触发计数，而方式5由硬件(门控信号GATE)触发计数。 这6种工作方式中，方式0、1和4，计数初值装进计数器后，仅一次有效。如果要通道再次按此方式工作，必须重新装入计数值。对于方式2、3和5，在减1计数到0值后，8253会自动将计数值重装进计数器。 8.2 8253的应用举例 一、8253定时功能的应用例子 1(用8253产生各种定时波形 在某个以8086为CPU的系统中使用了一块8253芯片，通道的基地址为310H，所用的时钟脉冲频率为1MHz。要求3个计数通道分别完成以下功能: (1)通道0工作于方式3，输出频率为2kHz的方波; (2)通道l产生宽度为480us的单脉冲; (3)通道2用硬件方式触发，输出单脉冲，时间常数为26。 2.控制LED的点亮或熄灭 用8253来控制一个LED发光二极管的点亮和熄灭的例子，要求点亮10秒钟后再让它熄灭10秒钟，并重复上述过程。假设这是一个8086系统，8253的各端口地址为81H、83H、85H和87H。
8253芯片 基本概述 8253内部有三个计数器，分别成为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。 执行部件实际上是一个16位的减法计数器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通过程序设置的。输出锁存器的值是通过程序设置的。输出锁存器OL用来锁存计数执行部件CE的内容，从而使CPU 可以对此进行读操作。顺便提一下，CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器来用。 工作原理 8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。 一、8253内部结构 8253芯片有24条引脚，封装在双列直插式陶瓷管壳内。 1.数据总线缓冲器 数据总线缓冲器与系统总线连接，8位双向，与CPU交换信息的通道。这是8253与CPU之间的数据接口，它由8位双向三态缓冲存储器构成，是CPU与8253之间交换信息的必经之路。 2.读／写控制 读／写控制分别连接系统的IOR#和IOW#，由CPU控制着访问8253的内部通道。接收CPU送入的读／写控制信号，并完成对芯片内部各功能部件的控制功能，因此，它实际上是8253芯片内部的控制器。A1A0：端口选择信号，由CPU输入。8253内部有3个独立的通道和一个控制字寄存器，它们构成8253芯片的4个端口，CPU可对3个通道进行读／写操作3对控制字寄存器进行写操作。这4个端口地址由最低2位地址码A1A0来选择。如表9.3.1所示。 3.通道选择 (1) CS#——片选信号，由CPU输入，低电平有效，通常由端口地址的高位地址译码形成。
1 1、设8253的地址为40～43H ，CLK 输入频率为2.19MHz 。编写一个程序，使8253芯片通道2工作在方式2，产生1KHz 的定时触发信号。请给出有关参数的计算过程。 ★计数初值（Tc ）与输入时钟频率（fCLK ）及输出波形频率（fOUT ）之间的关系为： Tc= fCLK / fOUT ★时间常数=2.19M/1K=2190 。 ★根据题目要求，工作方式控制字应为10110100=0B4H 。 通道2的地址为42H 。 参考程序： MOV AL ，0B4H OUT 43H ，AL ；8253初始化 MOV AX ，2190 OUT 42H ，AL ；输出时间常数 MOV AL ，AH OUT 42H ，AL HLT 2、设8253的地址为60～63H ，CLK 输入频率为1.19MHz 。编写一个程序，使8253 芯
片通道2工作在方式3，产生600Hz的方波信号。请给出有关参数的计算过程。 ★时间常数=1.19M/600=1983 。 根据题目要求，工作方式控制字应为10110110=0B6H。 通道2的地址为62H。 ★参考程序： MOV AL，0B6H OUT 63H，AL ；8253初始化 MOV AX，1983 OUT 62H，AL ；输出时间常数 MOV AL，AH OUT 62H，AL HLT 3．若8253A中GATE1为高，CLK1的输入是1000Hz的连续输入脉冲，问： ⑴要求设置计数初值后，计数器开始计数，当计数为0时，OUT1输出一个输入脉冲周期的负脉冲，此计数器的工作方式是什么方式？ ⑵若要求每1秒钟输出一个信号，计数初值应为多少？ ⑶此OUT1信号是否可以作为CPU的中断请求信号？ ①计数器1的工作方式为方式4 ②Tc=f CLK/f OUT=1000 ③此OUT1 信号不能作为CPU 的中断请求信号。 4．某微机系统中8253A占用地址为100H~103H。初始化程序如下： 2
第二章 可编程定时/计数器8253 1引言 1定时/计数用处 机内日历，时钟，喇叭，发声（30HZ~20KHZ ） 定时中断 秒计数器产生周T ＝18．２ms 的方波 1秒＝1000/18.2=55个 2产生方法 ??? ????利用率高优点：发出中断信号并行工作，时间到，向定时芯片与硬件：计数 他任务，效率低在延时期间不能执行其（不实用）缺点 ：达 到延时软件：软件执行指令，C P U C P U C P U C P U / 3 8253作用：8253是一个可编程接口芯片 ①有三个独立16位定时/计数器，可对3个独立事件定时/计数 ②每个通道有6种工作方式 ③可按2# 或10# 方式定时/计数 4 定时/计数 控制定时时间 ①定时 ②计数 数脉冲个数
2 8253工作原理 一 内部结构 P244 1通道0～通道2 （定时/计数0~定时/计数2） 16位初始值计数器放计数初始值，减法计数器对外界输入脉冲减1操作，减到0时，使OUT 输出电平变化 计数锁存器用来锁存计数值，看中间结果 ①计数 从CLK i 输入频率未知的脉冲，在计数锁存器中得到一定时间内脉冲个数 ②定时 从CLK i 输入频率已知的脉冲，然后根据定时时间算出计数初始值，并放入初始计数器中，当减到0时，OUT i 电平变化 如定时1s 初始值＝ 1kHz 11000ms ＝1000 1ms ×1001＝1.001s 2 8253的引脚 24角IC ①与CPU 连 D 0～D 7 数据线（双向）
②与外设连CLK 2～CLK ——计数脉冲输入 OUT 2～OUT ——时间到，输出电平变化 GATE 2～GATE ——门控信号 三、8253硬件连接 四、8253编程初始化，写命令字，送控口 D 7D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D SC 1SC RW 1 RW M 2 M 1 M BCD （6种）
8253计数器的应用 intel8253是NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器，有几种芯片型号，外形引脚及功能都是兼容的，只是工作的最高计数速率有所差异，例如8253（2.6MHz），8253-5(5MHz) 8253内部有三个计数器，分别称为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。 执行部件实际上是一个16位的减法计数器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通过程序设置的。输出锁存器的值是通过程序设置的。输出锁存器OL用来锁存计数执行部件CE的内容，从而使CPU可以对此进行读操作。顺便提一下，CR、CE 和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器来用。 在微型机应用系统中，往往要求有一些外部实时时钟，以实现定时或延时控制，也往往要求能对外部事件进行计数控制的计数器。有3种常用实现定时延时的控制方法：软件延时，不可编程硬件定时和可编程的硬件定时。 软件定时是用汇编语言编写的循环程序来实现，定时较准确，但在定时过程中，CPU 不能执行其它程序，浪费了CPU的时间。 不可编程硬件定时由定时器件来实现，如定时器555。也可利用计数直接对系统时钟脉冲计数。这种方式不占用CPU的时间，且很容易产生确定宽度的单脉冲或固定频率的连续脉冲，但一旦硬件电路确定后，定时特性不易改变。 可编程的硬件定时器是直接对系统时钟脉冲或某一固定频率的时钟脉冲进行计数的，计数多少则由编程确定。当计数到预定的脉冲数时给出定时时间信号，从而得到所需要的定时时间间隔。大部分可编程定时器都兼有计数功能，不仅可对系统时钟脉冲计数，也可对非周期性的外部事件进行计数。可编程定时器/计数器都以减1计数器作为其主要部件，通过编程设置不同的计数常数或分频系数，就可实现各种不同的定时或计数的要求。 可编程计数器/定时器8253就是用软、硬技术相结合的方法实现定时和计数控制。其主要有以下特点： (1) 有3个独立的16位计数器，每个计数器均以减法计数。 (2) 每个计数器都可按二进制计数或十进制(BCD码)计数。 (3) 每个计数器都可由程序设置6种工作方式。 (4) 每个计数器计数速度可达2 MHz。 (5) 所有I/O都可与TTL兼容。
第八章 1. 8253芯片有哪几个计数通道？每个计数通道可工作于哪几种工作方式？这些操作方式的主要特点是什么？ 答：8253内部包含3个完全相同的计数器/定时器通道，即0～2计数通道，对3个通道的操作完全是独立的。8253的每个通道都有6种不同的工作方式。 方式0——计数结束中断方式：当对8253的任一个通道写入控制字，并选定工作于方式0时，该通道的输出端OUT立即变为低电平。要使8253能够进行计数，门控信号GATE 必须为高电平。经过n十1个脉冲后，计数器减为0，这时OUT引脚由低电平变成高电平。OUT引脚上的高电平信号，一直保持到对该计数器装入新的计数值，或设置新的工作方式为止。在计数的过程中，如果GATE变为低电平，则暂停减1计数，计数器保持GATE有效时的值不变，OUT仍为低电平。待GATE回到高电平后，又继续往下计数。 方式1——可编程单稳态输出方式：当CPU用控制字设定某计数器工作于方式1时，该计数器的输出OUT立即变为高电平。GATE出现一个上升沿后，在下一个时钟脉冲的下降沿，将n装入计数器的执行部件，同时，输出端OUT由高电平向低电平跳变。当计数器的值减为零时，输出端OUT产生由低到高的正跳变，在OUT引脚上得到一个n个时钟宽度的负单脉冲。在计数过程中，若GATE产生负跳变，不会影响计数过程的进行。但若在计数器回零前，GATE又产生从低到高的正跳变，则8253又将初值n装入计数器执行部件，重新开始计数，其结果会使输出的单脉冲宽度加宽。 方式2——比率发生器：当对某一计数通道写入控制字，选定工作方式2时，OUT端输出高电平。如果GATE为高电平，则在写入计数值后的下一个时钟脉冲时，将计数值装入执行部件，此后，计数器随着时钟脉冲的输入而递减计数。当计数值减为1时，OUT端由高电乎变为低电平，待计数器的值减为0时，OUT引脚又回到高电平，即低电平的持续时间等于一个输入时钟周期。与此同时，还将计数初值重新装入计数器，开始一个新的计数过程，并由此循环计数。如果装入计数器的初值为n，那么在OUT引脚上，每隔n个时钟脉冲就产生一个负脉冲，其宽度与时钟脉冲的周期相同，频率为输入时钟脉冲频率的n分之一。在操作过程中，任何时候都可由CPU重新写入新的计数值，不影响当前计数过程的进行。当计数值减为0时，一个计数周期结束，8253将按新写入的计数值进行计数。在计数过程中，当GATE变为低电平时，使OUT变为高电平，禁止计数；当GATE从低电平变为高电平，GATE端产生上升沿，则在下一个时钟脉冲时，把预置的计数初值装入计数器，从初值开始递减计数，并循环进行。 方式3——方波发生器：方式3和方式2的工作相类似，但从输出端得到的是对称的方波或基本对称的矩形波。如果写入计数器的初值为偶数，则当8253进行计数时，每输入一个时钟脉冲，均使计数值减2。计数值减为0时，OUT输出引脚由高电平变成低电平，同时自动重新装入计数初值，继续进行计数。当计数值减为0时，OUT引脚又回到高电平，同时再一次将计数初值装入计数器，开始下一轮循环计数；如果写入计数器的初值为奇数，则当输出端OUT为高电平时，第一个时钟脉冲使计数器减1，以后每来一个时钟脉冲，都使计数器减2，当计数值减为0时，输出端OUT由高电平变为低电平，同时自动重新装入计数初值继续进行计数。这时第一个时钟脉冲使计数器减3，以后每个时钟脉冲都使计数器减2，计数值减为0时，OUT端又回到高电平，并重新装入计数初值后，开始下一轮循环计数。 方式4——软件触发选通：当对8253写入控制宇，进入工作方式4后，OUT端输出变为高电平，如果GATE为高电平，那么，写入计数初值后，在下一个时钟脉冲后沿将自动把计数初值装入执行部件，并开始计数。当计数值成为0时，OUT端输出变低，经过一个
8253的工作方式 1.方式0 计数结束产生中断 8253用作计数器时一般工作在方式0。所谓计数结束产生中断，是指在计数值减到0时，输出端（OUT）产生的输出信号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到0。 ② 计数初值装入计数器之后，在门控GATE信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。 ③ GATE为计数控制门，方式0的计数过程可由GATE控制暂停，即GATE=1时，允许计数；GATE=0时，停止计数。GATE 信号的变化不影响输出OUT端口的状态。 ④ 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： ① CPU写入控制字后，计数器输出OUT端为高电平作为起始电平，在写入计数值后计数器并不开始计数（不管此时GATE 是高电平还是低电平），而要由外部门控GATE脉冲上升沿启动，并在上升沿之后的下一个CLK输入脉冲的下降沿开始计数。 ② GATE上升沿启动计数的同时，使输出OUT变低，每来一个计数脉冲，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，则由下一个时钟脉冲开始，计数器将从初始值重新作减1计数。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
实验一8253A定时／计数器（一） 一、实验目的 1. 学会8253芯片和微机接口原理和方法。 2. 掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。 二、实验内容 实验原理图 本实验原理图如上所示，8253A的A0、A1接系统地址总线A0、A1，故8253A有四个端口地址，如端口地址表5－2所示。8253A的片选地址为48H~ 4FH。因此，本实验仪中的8253A四个端口地址为48H、49H、4AH、4BH，分别对应通道0、通道1、通道2和控制字。采用8253A通道0，工作在方式3(方波发生器方式)，输入时钟CLK0 为1MHZ，输出OUTO 要求为1KHZ的方波，并要求用接在GA TE0引脚上的导线是接地("0"电平)或甩空("1"电平)来观察GA TE对计数器的控制作用，用示波器观察输出波形。 1、实验线路连接 (1) 8253A芯片的CLK0引出插孔连分频输出插孔1MHZ。 (2) 8253A的GA TE0接+5V。 2、实验步骤 (1) 按图连好实验线路 (2) 运行实验程序 在系统显示"DVCC－86H"状态下，按任意键，系统显示命令提示符"－"。 按GO键，系统显示"1000 XX" 输入F000 ：B290 再按EXEC键，显示"8253－1" 用示波器测量8253A的OUT0输出插孔，应有频率为1KHZ的方波输出。幅值0~5V。
实验二８２５９单级中断控制器实验 一、实验目的 1.掌握8259中断控制器的接口方法. 2.掌握8259中断控制器的应用编程. 二、实验内容 1、本系统中已设计有一片8259A中断控制芯片，工作于主片方式，8个中断请求输入端IR0~IR7对应的中断型号为8~F。 2实验原理图 使用8259单级中断控制实验原理图 根据实验原理图，8259A和8088系统总线直接相连，8259A上连有一系统地址线A0，故8259A有2 个端口地址，本系统中为20H、21H。20H 用来写ICW1，21H 用来写ICW2、ICW3、ICW4，初始化命令字写好后，再写操作命令字。OCW2、OCW3 用口地址20H，OCW1用口地址21H。图5－14中，使用了3号中断源，IR3插孔和SP插孔相连，中断方式为边沿触发方式，每按一次AN按钮产生一次中断信号，向8259A发出中断请求信号。如果中断源电平信号不符规定要求则自动转到7号中断，显示"Err"。CPU响应中断后，在中断服务中，对中断次数进行计数并显示，计满5次结束，显示器显示"8259Good"。 3、实验线路连接 8259A的IR3插孔和SP插孔相连。SP插孔初始电平为低电平。 4、实验步骤 (1) 按图5－14连好实验线路 (2) 运行实验程序 在系统显示"DVCC－86H"状态下，按任意键，系统显示命令提示符"－"。 按GO键，显示"1000 XX" 输入F000 ：B2E0 按EXEC键，在DVCC－8086H上显示"8259－1"。 (3) 按AN按键，每按二次产生一次中断，在显示器左边一位显示中断次数，满5次中断，显示器显示"8259 good"。
一、实验目的与要求 1、了解8253的内部结构，工作原理；了解8253与8088的接口逻辑； 熟悉8253的控制寄存器和初始化编程方法，熟悉8253的6中工作方式 二、实验逻辑原理图与分析（汇编—流程图） 2.1 画实验逻辑原理图 AD0~AD15 ALE WR#RD# 数据锁存器 地址锁存器 地址译码器80868253 D0~D7 OUT0 GATE0 CLK0CS# OUT1 GATE1A0CLK1A1WR#RD# A0A1 BUZZ VCC 2M 2.2 逻辑原理图分析 实验原理与分析：由于实验是使用8253的计数器0和计数器1实现对输入时钟频率的两级分频，得到一个周期为1S 的方波。故8253通信实验需要8253A 芯片，8282地址锁存器，用于8086CPU 与8253A 芯片地址线的连接，8286收发器用于8086CPU 与8253A 芯片数据线的连接，通过地址译码器实现片选信号（CS ）的选通。 8253的内部结构，读/写控制逻辑 ：决定三个计数器和控制字寄存器中哪一个能进行工作，并控制内部总线上数据传送的方向；控制寄存器：接收从CPU 来的控制字，并由控制字的D7、D6位的编码决定该控制字写入哪个计数器的控制寄存器，控制寄存器只能写入，不能读出；计数器： 当8253用作计数器时，加在CLK 引脚上脉冲的间隔可以是不相等的；当它用作定时器时，则在CLK 引脚应输入精确的时钟脉冲，8253所能实现的定时时间，取决于计数脉冲的频率和计数器的初值，即：定时时间=时钟脉冲周期Tc ×预置的计数初值n 。 三、 程序分析 3.1、程序功能 使用8253的计数器0和计数器1实现对输入时钟频率的两级分频，得到一个周期为1秒的方波，用此方波控制蜂鸣器，发出报警信号，也可以将输入脚接到逻辑笔上来检验程序是否正确 3.2程序代码分析 写8253控制字：选择计数器0，计数器的写格式为：先写低地址在写高地址，
第11章 8253 习题 一、填空题 1、82533-5是芯片，也称为片。 2、采用可编程定时/计数器，其定时与计算功能可由设定，设定后与微处理器工作。 3、8253-5内部有个结构完全相同的。 4、8253-5内部计数器是互相的，它们的输人和输出都取决于控制寄存器中的。 5、8253-5内部计数器的执行部件CE，实际上是16位计数器，它的初始值是由提供的。 6、8253计数，实际上是对信号线上的信号进行计数。 7、在PC机中，用8253的通道3向系统定时提出动态RAM刷新刷新请求，考虑在PC中选用128K*1位的动态RAM，因此要求在8ms内完成芯片256行的刷新。已确定通道工作在方式2，则要求计数器的负脉冲输出周期为ms，若CLK3的输入频率为1.216MHZ，则置入通道3的计数初值为。 8、某8253的端口地址为40H~43H，若对计数器0进行初始化，则工作方式控制字应写入，计数初始值应写入。 9、8253在计数过程中，改变计数初始值，必须当外部信号触发后，新的计数值才能有效的工作方式有。 10、8253工作于方式2时，能产生定时信号，称为速率发生器，又称为。 11、当8253-5引脚CS A1A0为或等表示无效。 12、8253-5控制寄存器D5D4位为10时，表示读写位。 13、8253-5控制寄存器D5D4位为11时，表示先读写位，后读写位。 信号的，才将写入CR中的计数初值装入计数执行单元CE。 14、8253-5工作于方式2时，当计数结束输出一负脉冲后，时间，又把CR内容装入CE中，开始下一轮计数过程。 15、8253-5工作于方式3时，当计数初值为数时，输出OUT为对称方波;当计数初值为数时，输出OUT为近似对称方波。 二、选择题 1、在IBM-PC系统中，8253-5三个通道的计数脉冲信号中（） A、取自不同的信号源，具有不同的频率。 B、取自相同的信号源，具有相同的频率。 C、CLK0和CLK1取自同一信号源，而CLK2取自另一信号源。 D、CLK1和CLK2取自同一信号源，而CLK0取自另一信号源。 2、若以8253-5某通道的CLK时钟脉冲信号为基础，对其实行N分频后输出，通道工作方式应设置为（） A、方式0 B、方式2 C、方式3 D、方式4 3、IBM-PC系统中的8253-5，其三个通道中，可由软件控制开启和关闭通道是（）。 A、通道0 B、通道1 C、通道2 D、三个通道中的任何一个 4、8253有（）个独立的计数器。 A）2 B）3 C）4 D）6 5、当写入计数初值相同，8253的方式0和方式1不同之处为。 A）输出波形不同 B）门控信号方式0为低电平而方式1为高电平 C）方式0为写入后即触发而方式1为GATE的上升边触发
第十章定时计数器8253/8254 基本内容：8253/8254的功能、编程结构和工作原理，掌握8253/8254的外部接线、编程和使用方法。 基本要求：了解8253/8254的编程结构、工作原理及模式；掌握8253/8254的编程应用。重点内容：8253/8254的编程结构、工作原理及模式和编程应用。 难点内容：8253/8254的编程结构和工作模式。 可编程控制接口芯片的学习要点： （1）不强调对接口芯片内部电路原理的具体分析； （2）侧重掌握接口芯片的外特性。 ①主要引脚的名称及定义； ②内部逻辑结构框图及功能描述； ③控制字、状态字的组成及定义； ④工作方式的定义。 第一节概述 一、定时信号的获得 定时/计数技术用于构建微机系统的定时子系统。 所谓定时（计数）就是通过硬件或软件的方法产生一个时间基准，以此来实现对系统的定时或延时控制。 定时有三种主要方法：软件定时、纯硬件定时及可编程的硬件定时器/计数器。 （1）软件定时 使用延迟子程序 由于执行每条指令都需要时间，则执行一个程序段就需要一个固定的时间，通过适当地挑选指令和安排循环次数来实现软件的定时。 该方法要求完全占用CPU的时间，因而降低了CPU的利用率。 （2）纯硬件定时 采用固定的电路，如可以采用小规模集成电路555，外接电阻和电容构成单稳延时电路。这样的定时电路简单，而且通过改变电阻和电容，可以使定时在一定的范围内调整。但它由纯硬件来完成，给使用带来不便。 （3）可编程硬件定时器/计数器 这是目前在控制系统中广泛使用的方法，它通过编程来控制电路的定时值及定时范围，功能强，使用灵活。在计算机系统中，象定时中断、定时检测、定时扫描等等都是用可编程定时器来完成定时控制的。 Intel 8253/8254就是常用的可编程定时/计数器。8253最高工作频率2.6MHz，8254
第7章计数器定时器 一、填空题 1、8253是可编程定时/计数器芯片。 2、采用可编程定时/计数器，其定时与计算功能可由程序设定，设定后与微处理器并行工作。 3、8253内部有三个结构完全相同的计数器。 4、8253内部计数器是互相独立的，它们的输人和输出都取决于控制寄存器中的控制字。 5、8253内部计数器的执行部件CE，实际上是16位减法计数器，它的初始值是由初始值寄存器提供的。 6、8253计数，实际上是对CLK信号线上的信号进行计数。 7、在PC机中，用8253的通道3向系统定时提出动态RAM刷新请求，考虑在PC中选用128K*1位的动态RAM，因此要求在8ms内完成芯片256行的刷新。已确定通道工作在方式2，则要求计数器的负脉冲输出周期为31.25us，若CLK3的输入频率为1.216MHZ，则置入通道3的计数初值为25。 8、某8253的端口地址为40H~43H，若对计数器0进行初始化，则工作方式控制字应写入43H，计数初始值应写入40H。 9、8253在计数过程中，改变计数初始值，必须当外部GATE信号触发后，新的计数值才能有效的工作方式有方式1、方式2、方式3、方式5。 10、8253工作于方式2时，能产生固定频率定时信号，称为速率发生器，又称为分频器。 11、当8253引脚CS A1A0为100或111等表示无效。 12、8253控制寄存器D5D4位为10时，表示读写高8位。 13、8253控制寄存器D5D4位为11时，表示先读写低8位，后读写高8位。信号的下一个时钟脉冲，才将写入CR中的计数初值装入计数执行单元CE。 14、8253工作于方式2时，当计数结束输出一负脉冲后，同一时间，又把CR内容自动装入CE中，开始下一轮计数过程。 15、8253工作于方式3时，当计数初值为偶数时，输出OUT为对称方波;当计数初值为奇数时，输出OUT为近似对称方波。 二、选择题 1、在IBM-PC系统中，8253三个通道的计数脉冲信号中（） A、取自不同的信号源，具有不同的频率。 B、取自相同的信号源，具有相同的频率。 C、CLK0和CLK1取自同一信号源，而CLK2取自另一信号源。 D、CLK1和CLK2取自同一信号源，而CLK0取自另一信号源。 2、若以8253某通道的CLK时钟脉冲信号为基础，对其实行N分频后输出，通道工作方式应设
8253芯片
8253工作原理 8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。 一、8253内部结构 8253芯片有24条引脚，封装在双列直插式陶瓷管壳内。 1.数据总线缓冲器 数据总线缓冲器与系统总线连接，8位双向，与CPU交换信息的通道。这是8253与CPU之间的数据接口，它由8位双向三态缓冲存储器构成，是CPU与8253之间交换信息的必经之路。 2.读／写控制 读／写控制分别连接系统的IOR#和IOW#，由CPU控制着访问8253的内部通道。接收CPU送入的读／写控制信号，并完成对芯片内部各功能部件的控制功能，因此，它实际上是8253芯片内部的控制器。A1A0：端口选择信号，由CPU输入。8253内部有3个独立的通道和一个控制字寄存器，它们构成8253芯片的4个端口，CPU可对3个通道进行读／写操作3对控制字寄存器进行写操作。这4个端口地址由最低2位地址码A1A0来选择。如表9.3.1所示。 3.通道选择 (1) CS#——片选信号，由CPU输入，低电平有效，通常由端口地址的高位地址译码形成。 (2) RD#、WR#——读／写控制命令，由CPU输入，低电平有效。RD#效时，CPU读取由A1A0所选定的通道内计数器的内容。WR#有效时，CPU将计数值写入各个通道的计数器中，或者是将方式控制字写入控制字寄存器中。CPU对8253的读／写操作如表9.3.2所示。 4.计数通道0～2 每个计数通道内含1个16位的初值寄存器、减1计数器和1个16位的（输出）锁存器。8253内部包含3个功能完全相同的通道，每个通道内部设有一个16位计数器，可进行二进制或十进制（BCD码）计数。采用二进制计数时，最大计数值是FFFFH，采用BCD码计数时。最大计数值是9999。与此计数器相对应，每个通道内设有一个16位计数值锁存器。必要时可用来锁存计数值。 当某通道用作计数器时，应将要求计数的次数预置到该通道的计数器中、被计数的事件应以脉冲方式从CLK端输入，每输入一个计数脉冲，计数器内容减“1”，待计数值计到“0”。 OUT端将有输出。表示计数次数到。当某个通道用作定时器时。由CLK输入一定频率的时钟脉冲。根据要
第八章可编程定时器/计数器8253及其应用 【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：