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【微机原理及接口技术】可编程计数器/定时器8253

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前言

本篇文章就8253芯片展开，详细介绍8253的内部结构和引脚，8253的工作方式以及8253的编程。

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定时器和计数器

• 定时控制在微机系统中极为重要
  定时器由数字电路中的计数电路构成，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。
• 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又称为计数器

定时功能的实现方法

• 软件延时
  ——利用微处理器执行一个延时程序段实现

• 不可编程的硬件定时
  ——采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间

• 可编程的硬件定时
  ——软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路

8253定时计数器

• 3个独立的16位计数器通道
• 每个计数器有6种工作方式
• 按二进制或十进制（BCD码）计数

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一、8253的内部结构和引脚

计数器结构示意图

• 计数初值存于计数初值寄存器
• 在计数过程中
  减1计数寄存器的值不断递减，
  而计数初值寄存器中的预置内容不变
• 当前计数输出寄存器用于写入锁存命令时，
  锁定当前计数值。

计数器的3个引脚

CLK时钟输入信号——在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减1
GATE门控输入信号——控制计数器工作，可分成高电平触发和上升沿触发两种类型
OUT计数器输出信号——当一次计数过程结束（计数值减为0或1），OUT引脚上将产生一个输出信号

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二、8253的工作方式

• 方式0： 计数结束中断
  

①写入控制字
②写入计数初值
④计数初值送减1计数寄存器
⑤计数过程
⑥计数结束

• 方式1： 可重触发单稳态

①写入控制字
②写入计数初值
③硬件启动
④计数初值送减1计数寄存器
⑤计数过程
⑥计数结束

• 方式2： 频率发生器（分频器）

• 方式3： 方波发生器

• 方式4： 软件触发选通信号
  

• 方式5： 硬件触发选通信号
  

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三、8253的编程

• 8253加电后的工作方式不确定
• 8253必须初始化编程，才能正常工作
• 8253编程包括：
• 初始化编程
  (1) 写入控制字
  (2) 写入计数值
  读取计数值
  (1) 锁存当前计数值
  (2) 读取当前计数值

1、写入方式控制字
控制字写入控制字端口地址（A1A0＝11）

2、写入计数值
计数值写入计数器各自的端口地址

• 选择二进制时
  计数值范围：0000H～FFFFH
  0000H是最大值，代表65536
• 选择十进制（BCD码）
  计数值范围：0000～9999
  0000代表最大值10000

8253的端口地址

3、读取计数值
读取计数值，要注意读写格式和计数数制

• 对8位数据线，读取16位计数值需分两次
• 计数在不断进行，应该将当前计数值先行锁存，然后读取：
  向控制字端口地址：写入锁存命令
  从计数器端口地址：读取锁存的当前计数值

例1：要求计数器0工作于方式3，输出方波的频率为2KHz，计数脉冲的频率为2.5MHz，采用二进制计数，试写出初始化程序段。

1. 8253的端口地址为：80H，81H，82H，83H。
2. 计数初值计算：TC = 2.5MHz/2KHz=1250
3. 8253的方式控制字为：00 11 011 0
4. 初始化程序段：
   MOV AL，00110110B
   OUT 83H，AL
   MOV AX, 1250
   OUT 80H，AL
   MOV AL, AH
   OUT 80H，AL

例2：硬件如图所示，利用8253的通道0和通道1，设计并产生频率为1Hz的方波。设通道0的输入时钟频率为1MHz，8253所占端口为90H～93H。(写出计算过程，并初始化芯片)

通道0计数初值：1MHZ/100HZ=10000
通道1计数初值：100HZ/1HZ=100
MOV AL,00110100B
OUT 93H,AL
MOV AX,10000
OUT 90H,AL
MOV AL,AH
OUT 90H,AL
MOV AL,01010110B
OUT 93H,AL
MOV AL,100
OUT 91H,AL

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总结

到这里这篇文章的内容就结束了，谢谢大家的观看，如果有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！