《微机原理与应用》第8章+计数定时接口

A0 A1
逻辑
CLK按二进制或十进制进行减1 CS
控制字
计数，减到0时, 输出端输出一信
寄存器
号。0是计数器设置的最大初值。
计数器 0号
CLK0
GATE0 OUT0
计数器 1号
CLK1
GATE1 OUT1
计数器 2号
CLK2
GATE2 OUT2
若CLK为已知周期的时钟脉冲，则通过设置计数器初 值可以实现“精确”定时，可以由软件或硬件(GATE)来 开启或停止计数。这些由工作方式决定。
内部定时和外部实时是彼此独立的两个 定时系统，各按自身的规律进行定时操作。
在实际应用中，外部定时与用户的关系 比内部定时更密切。
外部定时的方法： 1) 软件定时
延时子程序，利用循环，通过循环次数及循环 体内的指令周期数来计算定时时间。
MOV BX, 0FFH; FFH:延时时间常数 DELAY: DEC BX
＝ CLK f
例如：CLK=1.19318MHz, f=800Hz
Tc 1.19318 106 1491 800
计数初值的范围：
由于计数初值计数器和减法计数器是16 位的，故计数初值的范围对二进制为 0000H~FFFFH，对十进制为0000~9999。其 中0000为最大值，对二进制为：216(65536)， 对十进制为104(10000)。
定时/计数器的核心是一 个自动加1或减1的计数器
计数器：设置好初值后，用软件或硬件开启计 数器进行减1计数，减为0后，输出一个信号。
定时器：设置好初值后，用软件或硬件开启计 数器进行减1计数，减为0或1后，输出一个信 号，然后又自动重装计数器的初值，继续重复 输出，形成周期信号。

3. 8253内部结构
微型计算机的 I /O 接口技术
微型计算机的 I /O 接口技术 8253的内部结构如图上所示。主要由以下几部分组成：
①数据总线缓冲器
该缓冲器为8位双向三态，是CPU与8253内部之间的数据传输通道。
②读/写逻辑电路 接收CPU送来的读写、片选及地址信号，对8253内部各部件进行控制。 ③控制字寄存器
（2）DMA控制器响应请求
DMA控制器接到请求后，经控制电路向CPU提出保持请求信号HOLD，并等 待CPU的回答。如果控制器接有多个DMA设备，它要对各设备的请求进行排 队，选择优先级别最高的请求输出，作为向CPU发出的保持请求。
（3）CPU响应
CPU在每个时钟上升沿都检测有无HOLD请求，若有此请求，且自身正处在 总线空闲周期中，CPU就立即响应保持请求。如果CPU正在执行某个总线 周期，那么要到这个总线周期结束后再响应此保持请求。
2. 端口编址方式 CPU 寻址外设有两种方式：
（1）I/O设备与存储器统一编址 （2）I/O设备独立编址
一种具体机型内I/O设备采用哪种编址方式，取决于CPU的硬件设 计。
微型计算机的 I /O 接口பைடு நூலகம்术
（1）I/O设备与存储器统一编址:
内存与外设
00000
00001
将外设接口电路的一个端口作为存储器的一个单元。
查询方式输入过程的流程图: （1）CPU从接口（状态口）中读取状态 字 （2）CPU检测状态字，满足条件，CPU 从数据口输入（输出）数据。 （3）不满足条件，CPU重新读取状态字
启动
测试I/O设备状态 否
准备就绪？ 是
执行数据传送
结束 查询方式流程图
微型计算机的 I /O 接口技术

教材第八章内容
第八章 可编程计数器/定时器8253及应用 8-1 8253工作原理
一、8253的内部结构与引脚信号 二、8253的初始化编程
三、8253的工作方式
四、8253与系统的连接
8-2 8253的应用举例
一、8253定时功能举例 二、8253计数功能举例
1
第八章
定时/计数技术概述
计算机中常用到定时功能，如：动态RAM刷新、
第八章
二、8253的初始化编程

8253的初始化编程按顺序分两步完成：
1、写入控制字

2、写入计数初值
初始化编程的几点说明： 对3个计数通道的初始化编程没有先后顺序
若是16位数，必须用两条OUT指令来完成，且先送低8
位数据，后送高8位数据。 若计数初值为0时，要分成两次写入。0在二进制计数
18
第八章
8253方式3
4、方式3——方波发生器
时序图
计数初值为偶数时的波形
CW=16H WR CR=4 CLK GATE LSB=4
OUT
CRCE 4
CRCE 2
19
CRCE
2 4
CRCE 2 4
CRCE 2 4
4
第八章
8253方式3 计数初值为奇数时的波形
CW=16H WR
LSB=5 CR=5
CLK GATE
OUT CRCE 5 4 CRCE 2 5 CRCE CRCE 4 2 5
2
5
20
第八章
8253方式4
5、方式4——软件触发选通
时序图
CW=18H WR
LSB=2 CR=2
LSB=2 CR=2
CLK GATE OUT CRCE 2 1 CRCE 0 2 1 0 0

19
方式4 软件触发选通信号
5、方式4—软件触发选通（软件起始触发，软/硬件可重触发）
方式4
4
3
WR
CLK
GATE
4 3 2 1 0
OUT 特点：一次计数；
3 2
3 2 1 0
GATE上升重新、高允许、下降停止、低禁止计数； WR#写[重写]后下个计数周期自动有效； OUT计数前为高，计数时不变，计数值为0时输出1个CLK的负脉冲
第8章 定时计数控制接口
西南石油大学计算机科学学院 教师 郑 津
如何设计实现抢答器？
问题：
抢答过程中倒计时如何实现？
2
定时器和计数器
在计算机系统中，需要一些定时信号以实现定时控制， 如定时刷新、定时中断、定时检测、定时扫描等等，也 需要有计数器能对外部事件计数。
定时器：由计数电路构成，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。 计数器：若用于记录外设脉冲信号的个数（进而获知外设 的某种状态），常又称为计数器。 要实现定时控制，有两种方法：软件定时、硬件定时。
④ ⑤ ① 计 ③ 数 计 设 计 设 值 数硬 数定 送定 结件 过计 入工 束启 程数 计作 动 初 数方 值 器式
2、方式1—可编程单稳脉冲（硬件起始触发，硬件可重触发） ⑥ ②
WR CLK
GATE ③ 4 OUT
16
3
2
1
0
方式1 可编程单稳脉冲
2、方式1—可编程单稳脉冲（硬件起始触发，硬件可重触发）
4
教学重点
• 8253的引脚
• 8253的6种工作方式
• 8253的编程
• 8253在IBM PC系列机上的应用
5
8.1 8253/8254定时个计数器有6种工作方式； 按二进制或十进制（BCD码）计数。