8253工作原理解析

8253的工作原理8253是一种计数器/定时器芯片，它通过与计算机的输入输出接口相连接，用来执行各种计数和定时操作。

8253具有三个可独立使用的计数器，分别称为计数器0、计数器1和计数器2。

计数器0和计数器1是16位计数器，可以被配置为16位二进制计数器或BCD （二进制编码十进制）计数器。

计数器2是一个8位计数器，只能是二进制计数器。

8253工作的基本原理是通过对计数器寄存器的编程配置，将计数器模式、分频因子和初始计数值设置为期望的值。

然后，8253开始计数，每经过一个时钟周期，计数器的值会递增一次。

当计数器的值和设定的目标值相等时，8253可以产生一个触发信号，可以用来触发中断或产生特定的定时操作。

计数器0和计数器1能够按照不同的计数模式工作。

其中，计数模式0是16位二进制计数器或BCD计数器，计数器值递增或递减，直到计数器达到最大值或最小值时就会重置。

计数模式1是16位计数器，当计数器的值和设定的目标值相等时，计数器会重置为初始值。

计数模式2与计数模式1相似，但在计数器达到目标值时，会产生一个短脉冲。

计数模式3是计数器1和计数器2之间的模式，计数器1会根据计数器2的值进行递增或递减。

计数模式4和模式5分别是软件触发的单脉冲发生器和硬件触发的单脉冲发生器。

除了计数模式之外，8253还提供了可编程的分频器。

分频器可以将输入时钟信号进行分频，从而改变计数器的计数速度。

分频因子可以设置为2、4、8、...、2^16，因此可以根据需要选择合适的分频因子来控制计数速度。

综上所述，8253是一种可编程的计数器/定时器芯片，根据计数模式和分频器配置可以实现各种计数和定时操作。

它通过与计算机接口相连接，可以广泛应用于许多需要计数和定时功能的电子设备和系统中。

接口技术实验报告
实验三：可编程定时/计数器8253
一、实验目的
1、学会8253芯片和微机接口的原理和方法。

2、掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。

二、实验设备
微机原理实验箱、计算机一套。

三、实验内容
8253计数器0,1工作于方波方式，产生方波。

四、实验原理
本实验用到三部分电路：脉冲发生电路、分频电路以及8253定时器/计数器电路。

脉冲发生电路：实验台上提供8MHZ的脉冲源，见下图，实验台上标有8MHZ的插
孔，即为脉冲的输出端。

脉冲发生电路
分频电路：该电路由一片74LS393组成，见下图。

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。

分频电路
8253定时器/计数器电路：该电路由1片8253组成，8253的片选、数据口、地址、读、写线均已接好，时钟输入分别为CLK0、CLK1。

定时器输出、GATE控制孔对应如下：OUT0、GATE0、OUT1、GATE1。

原理图如下：
注：GATE信号无输入时为高电平
8253定时器/计数器电路
四、实验连线
1、实验连线：
T接8.0MHZ；CLK0插孔接分频器74LS393（左下方）的T2插孔； OUT0接CLK 1；OUT1接发光二极管；
各通道门控信号GATE +5V
2、编程调试程序。

3、全速运行，观察实验结果。

8253的内部结构和工作方式8253具有3个独立的计数通道，采纳减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／写操纵读／写操纵分不连接系统的IOR#和IOW#，由CPU操纵着访问8253的内部通道。

接收CPU送入的读／写操纵信号，并完成对芯片内部各功能部件的操纵功能，因此，它实际上是8253芯片内部的操纵器。

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操纵字寄存器，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对操纵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／写操纵命令，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，或者是将方式操纵字写入操纵字寄存器中。

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。

采纳二进制计数时，最大计数值是FFFFH，采纳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。

河北专接本微机原理8253工作方式8253是一种微机原理的专接本技术，主要用于计时和计数应用。

它是由Intel公司设计的，并且被广泛应用于微处理器系统中。

本文将详细介绍8253的工作方式。

8253由3个计数通道组成，每个通道都具有一个16位的计数器寄存器，一个计数器控制寄存器和计数器输出端口。

每个通道都可以执行不同的计数功能，并且可以通过设置对应的控制寄存器来配置。

8253的主要工作模式有3种：方波发生器模式、比率发生器模式和计时器模式。

下面分别介绍这3种模式的工作方式。

1.方波发生器模式方波发生器模式下，计数器工作在一个循环计数的模式下，并产生一个固定频率的方波信号输出。

通过设置计数器控制寄存器，可以配置方波的频率和占空比。

具体的工作流程如下：-设置计数器控制寄存器，确定计数方式为方波发生器模式，并设置计数器的工作频率和占空比。

-启动计数器，计数器开始累加计数。

-当计数器的值达到设定的计数上限时，计数器会自动清零并继续计数。

-每次计数达到上限时，计数器输出端口会产生一次电平翻转，从而产生方波信号。

2.比率发生器模式比率发生器模式下，计数器工作在一个固定的计数上限下，并产生不同的方波信号输出。

通过设置计数器的初始计数值和计数上限，可以实现不同的频率和占空比。

具体的工作流程如下：-设置计数器控制寄存器，确定计数方式为比率发生器模式，并设置计数器的初始计数值和计数上限。

-启动计数器，计数器开始累加计数。

-当计数器的值达到计数上限时，计数器会自动清零，并产生一个电平翻转。

-根据初始计数值和计数上限的设置，可以实现不同频率和占空比的方波信号输出。

3.计时器模式计时器模式下，计数器工作在外部输入时钟的驱动下，并可以测量和记录时间间隔。

具体的工作流程如下：-设置计数器控制寄存器，确定计数方式为计时器模式。

-将外部时钟信号连接到计数器输入端口，计数器开始根据时钟信号进行计数。

-当计数器的值达到计数上限时，计数器会自动清零。

8253的内部结构与工作方式8253是一种通用计数器/定时器芯片，由Intel公司于1975年研发。

它在计算机系统中主要用于计时、定时和频率发生的应用。

8253的内部结构和工作方式如下：1.内部结构：8253由一个16位计数器和三个16位计数器/分频器组成。

其中，计数器0和计数器2可以用作定时器，计数器1可以用作计数器或分频器。

-计数器0（工作于16位模式）：它可以生成一个周期性的方波信号。

它的输入时钟源可以是外部引脚CLK0或者是计数器2的输出CLK2、计数器0还可以分为两个8位计数器，其下方8位由计数器1的输出加法器控制。

-计数器1（工作于16位模式）：它可以将计数器0的输出值与一个可编程的初始计数值进行相加或相减。

它的输出可以用作计数器或分频器。

-计数器2（工作于8位模式）：它通常用于分频器功能。

它可以接收来自外部引脚CLK2的时钟输入，并将其分频为不同的输出频率。

2.工作方式：- 定时器模式：8253可以工作在三种不同的定时器模式：比率发生器模式（Mode 0）、硬件单触发模式（Mode 1）和软件可编程单脉冲模式（Mode 2）。

在这些模式下，计数器的工作频率和输出信号的脉冲宽度都可以通过编程来设定。

-计数器模式：计数器1可以通过读取或写入操作来读取或设置计数器的值。

当计数器溢出时，可以触发中断。

-分频器模式：计数器2可以工作为一个分频器，将输入时钟分频为指定的输出频率。

在应用方面，8253的工作方式与内部结构密切相关。

通过编程设置不同的计数器模式和计数器值，可以实现各种计时和频率发生的功能。

例如，可以使用8253来测量时间间隔、生成周期性信号、控制器件的定时操作等。

总结起来，8253的内部结构由三个计数器模块组成，分别用于不同的定时和计数功能。

通过设置不同的模式和计数值，可以实现各种计时和频率发生的应用。

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。

标签：82538253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CP U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。

8253的工作原理及应用一、工作原理8253是一种常见的计时/计数芯片，它能够完成各种定时和计数功能。

它采用了三个计数器，分别为计数器0、计数器1和计数器2。

每个计数器可以独立工作，同时也可以与其他计数器进行协同工作。

具体的工作原理如下：1.计数器的基本工作原理是将外部时钟信号分频后输出，根据计数器的工作模式，可以输出不同的周期信号。

2.8253有三个计数器，计数器0可以设置工作模式，计数器1和计数器2可以由计数器0通过控制字来选择工作模式。

3.通过控制字可以设置计数器的工作模式，比如设置为定时器工作模式、内部触发工作模式、软件触发工作模式等等。

4.计数器工作的时候，是通过输入控制字来设置计数器的初始值，然后按照设定的模式进行计数，当计数到达设定的值时，会触发相应的事件，例如输出一个脉冲信号或者产生一个中断。

二、应用领域8253芯片在计算机系统中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.定时器功能：8253芯片可以实现定时器的功能，通过改变控制字设置的工作模式和初始值，可以产生定时脉冲信号，精确地控制计时间隔。

这在操作系统中非常常见，可以用于定时器中断、延时等。

此外，它还可以用于工业自动化领域中的精确控制和同步任务。

2.计数器功能：8253芯片也可以作为计数器使用。

例如，在测量系统中，可以通过外部输入信号的脉冲数量来进行计数，并配合计时功能实现测量和统计。

3.PWM信号生成：8253芯片可以实现PWM（脉宽调制）信号的生成。

通过改变初始值和周期，可以控制PWM信号的占空比，实现对电机速度、光强等参数的控制。

4.音频处理：8253芯片中的计数器可以用于实现音频处理。

通过设定计数器的频率，可以控制音频信号的采样率，从而实现音频的录制和播放。

5.高速脉冲生成：8253芯片可以产生高速脉冲，用于直流电机控制、步进电机控制等应用场景中。

三、优势与不足8253芯片具有以下几个优点：•多功能性：8253芯片具有丰富的工作模式，可以根据不同的需求灵活地配置和应用。

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-0280hio8253a equ ioport+283hio8253b equ ioport+280hcode segmentassume cs:codestart: mov al,14h ;设置8253通道0为工作方式2,二进制计数mov dx,io8253aout dx,almov dx,io8253b ;送计数初值为0FHmov al,0fhout dx,allll: in al,dx ;读计数初值call disp ;调显示子程序push dxmov ah,06hmov dl,0ffhint 21hpop dxjz lllmov ah,4ch ;退出int 21hdisp proc near ;显示子程序push dxand al,0fh ;首先取低四位mov dl,alcmp dl,9 ;判断是否<=9jle num ;若是则为'0'-'9',ASCII码加30Hadd dl,7 ;否则为'A'-'F',ASCII码加37Hnum: add dl,30hmov ah,02h ;显示int 21hmov dl,0dh ;加回车符int 21hmov dl,0ah ;加换行符int 21hpop dxret ;子程序返回disp endpcode endsend 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。

四、8253方波实验一、8253芯片介绍引脚图二、仿真图三、8253工作方式8253共有六种工作方式：计数结束中断方式、可编程单稳态输出方式、比率发生器、方波发生器、软件触发选通、硬件触发选通(1)工作方式0：工作方式0被称为计数结束中断方式。

当任一通道被定义为工作方式0时，OUT输出为低电平；若门控信号GATE为高电平，当CPU利用输出指令向该通道写入计数值使WR有效时，OUT仍保持低电平，之后的下一时钟周期下降沿计数器开始减“1”计数，直到计数值为“0”，此刻OUT将输出由低电平向高电平跳变，可用它向CPU发出中断请求，OUT端输出的高电平一直维持到下次再写入计数值为止。

(2)工作方式1：工作方式1被称作可编程单稳态输出方式。

进入这种工作方式，CPU装入计数值n后OUT输出高电平，不管此时的GATE输入是高电平还是低电平，都不开始减“1”计数，必须等到GATE由低电平向高电平跳变形成一个上升沿后，计数过程才会开始。

与此同时，OUT输出由高电平向低电平跳变，形成了输出单脉冲的前沿，待计数值计到“0”，OUT输出由低电平向高电平跳变，形成输出单脉冲的后沿，因此，由方式l所能输出单脉冲的宽度为CLK周期的n倍。

(3)工作方式2：工作方式2被称作比率发生器。

进入这种工作方式，OUT输出高电平，装入计数值n后如果GATE为高电平，则立即开始计数，OUT保持为高电平不变；待计数值减到“1”和“0”之间，OUT将输出宽度为一个CLK周期的负脉冲，计数值为“0”时，自动重新装入计数初值n，实现循环计数，OUT将输出一定频率的负脉冲序列，其脉冲宽度固定为一个CLK周期，重复周期为CLK 周期的n倍。

(4)工作方式3：工作方式3被称作方波发生器。

任一通道工作在方式3，只在计数值n为偶数，则可输出重复周期为n、占空比为1：1的方波。

进入工作方式3，OUT输出低电平，装入计数值后，OUT立即跳变为高电平。

如果当GA TE为高电平，则立即开始减“1”计数，OUT保持为高电平，若n为偶数，则当计数值减到n/2时，OUT跳变为低电平，一直保持到计数值为“0”，系统才自动重新置入计数值n，实现循环计数。

8253的工作原理
8253是Intel 8253A/8254计时器芯片的型号，它是一种具有计数和计时功能的编程设备。

该芯片可在微处理器系统中生成多种定时信号和测量时间间隔。

8253芯片包含三个16位计数器，分别称为计时/计数器0（Timer/Counter 0）、计数器1（Counter 1）和计数器2（Counter 2）。

每个计数器都可以独立地以不同的计数方式和触发方式工作。

其中，计时/计数器0主要用于系统时钟的计时和分频功能。

它可设置为16位二进制计数或BCD（二进制编码十进制）计数，支持多种工作方式。

通过对计时/计数器0进行适当的编程，可以控制系统的时钟频率以及产生各种定时和计数信号。

计数器1和计数器2主要用于通用计数和脉冲计数应用。

它们可以被编程为16位二进制计数或BCD计数，并具有不同的计数方式和触发方式。

这些计数器可以用于计量时间间隔、频率测量、脉冲生成以及其他计数应用。

8253芯片的工作原理是通过编程设置芯片内部寄存器的值来控制其计数操作。

通过读写芯片地址空间中对应的寄存器，可以配置计数器的计数方式、触发方式、初始计数值等。

应用程序可以通过与8253通信，实现所需的定时和计数功能。

总之，8253芯片是通过编程设置寄存器的值来控制其计数和
计时操作的，它能够为微处理器系统生成多种定时信号和测量时间间隔的功能。