1、第 7章,第7章 定时计数控制接口,教学重点8253的引脚和6种工作方式8253的编程8253的应用,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,8.1 8253/8254定时计数器,
2、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,8254是8253的改进型,8.1.1 8253/8254的内部结构和引脚,计数器结构示意图,计数初值存于预置寄存器； 在计数过程中， 减法计数器的值不断递减， 而预置寄存器中的预置不变。 输出锁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，可分成电平控制和上升沿控制两种类型 OUT计数器输出信号当一次计数过程结束（计数值减为0），OUT引脚上将产生一个输出信号,2.
3、与处理器接口,D0 D7数据线 A0 A1地址线 RD*读信号 WR*写信号 CS*片选信号,8.1.2 8253/8254的工作方式,8253有6种工作方式，由方式控制字确定 熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题，选择正确的工作方式 每种工作方式的过程类似： 设定工作方式 设定计数初值 硬件启动 计数初值进入减1计数器 每输入一个时钟计数器减1的计数过程 计数过程结束,方式0 计数结束中断,设 定 工 作 方 式,设 定 计 数 初 值,计 数 值 送 入 计 数 器,计 数 过 程,计 数 结 束,方式1 可编程单稳脉冲,设 定 工 作 方 式,设 定 计 数 初 值,硬 件 启 动
4、,计 数 值 送 入 计 数 器,计 数 过 程,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,各种工作方式的输出波形,讨论： 计数开始的时刻,计数开始的时刻,需要注意： 处理器写入8253的计数初值只是写入了预置寄存器，之后到来的第一个CLK输入脉冲（需先由低电平变高，再由高变低）才将预置寄存器的初值送到减1计数器。 从第二个CLK信号的下降沿，计数器才真正开始减1计数。,实验： 计数开始的时刻,实验1,感谢山西省太原理工大学常晓明教授提供实验结果,实验1,感谢山西省太原理工大学常晓明教授提供实验结果,实验2,问题讨论,
5、通过本例，请大家 思考理论（原理）与实践（工程）的关系 体会教学实践环节（上机、实验）的重要性 同时，还请大家注意 大学的常规教学侧重理论（原理）的掌握 大家需要加强实践（实验）、积累实际经验,8.1.3 8253/8254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 写入控制字 写入计数初值 读取计数值,1 写入方式控制字,00 计数器0 01 计数器1 10 计数器2 11 非法,00 计数器锁存命令 01 只读写低字节 10 只读写高字节 11 先读写低字节后读写高字节,000 方式0 001 方式1 *10 方式2 *11 方式3 100 方式4 101
6、 方式5,0 二进制 1 十进制,控制字写入控制字I/O地址（A1A011）,示例,2 写入计数值,选择二进制时 计数值范围：0000HFFFFH 0000H是最大值，代表65536 选择十进制（BCD码） 计数值范围：00009999 0000代表最大值10000,计数值写入计数器各自的I/O地址,示例,3 读取计数值,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I/O地址：给8253写入锁存命令 从计数器I/O地址：读取锁存的计数值,读取计数值，要注意读写格式和计数数制,例题：读通道1的16位计数器，地址 40H43H。 编程如下：
7、 MOV AL，40H； OUT 43H，AL ；锁存计数值 IN AL，41H MOV CL，AL；低八位 IN AL，41H； MOV CH，AL；高八位,练习题,例1：设8253的端口地址为：04H07H，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。例2：设8253的端口地址为：F8HFBH，若用通道0工作在方式1，按BCD码计数，计数值为5080，进行初始化编程。例3：设8253的端口地址为：04H07H，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。,例题：用8253监视一个生产流水线，每通过100个工件。蜂鸣器响6s。频
8、率为1000HZ。,8253的应用,假设8253通道0的地址为40H，通道1的地址为42H，控制口地址为46H。8255A的A口地址为80H。, MOV AL,01H ；置PC0为1 OUT 86H,AL MOV AL，25H ；通道0初始化 OUT 46H，AL MOV AL，01H ；计数初值高8位，低8位自动清零 OUT 40H，AL STI ；开中断 LOP： HLT ；等待中断 JMP LOP,则主程序为：,中断服务程序为：, MOV AL, 03H ；置PC1为1,使通道1的GATE1置1 OUT 86H，AL MOV AL，67H ；通道1初始化 OUT 46H，AL MOV A
9、L，20H ；计数初值高8位，低8位自动清零 OUT 42H，AL CALL DL6s ；延时6s MOV AL，02H ；通道1的GATE1置0，停止计数 OUT 86H，AL ；向8259A发中断结束命令 IRET,8.2 8253在IBM PC系列机上的应用,8.2.1 定时中断和定时刷新,从阅读初始化程序段 看计数器0作为定时中断的作用,将计数器1作为定时刷新 看如何编写初始化程序段,定时中断,mov al,36h;计数器0为方式3，采用二进制计数，;先低后高写入计数值out 43h,al ;写入方式控制字mov al,0 ;计数值为0out 40h,al ;写入低字节计数值out 4
10、0h,al ;写入高字节计数值,8253初始化,计数器0：定时中断,计数器0：方式3，计数值：65536，输出频率为1.19318MHz6553618.206Hz的方波 门控为常启状态，这个方波信号不断产生 OUT0端接8259A的IRQ0，用作中断请求信号 每秒产生18.206次中断请求，或说每隔55ms（54.925493ms）申请一次中断 DOS系统利用计数器0的这个特点，通过08号中断服务程序实现了日时钟计时功能,计数器1：定时刷新,需要重复不断提出刷新请求,门控总为高，选择方式2或3,2ms内刷新128次，即15.6s刷新一次,计数初值为18,定时刷新,mov al,54h;计数器1
11、为方式2，采用二进制计数，只写低8位计数值out 43h,al ;写入方式控制字mov al,18 ;计数初值为18out 41h,al ;写入计数值,8253初始化,8.2.2 扬声器控制,计数器2的输出控制扬声器的发声音调 计数器2只能工作在方式3，才能输出一定频率的方波，经滤波后得到近似的正弦波，进而推动扬声器发声 扬声器还受控于并行接口（8255芯片） 必须使PB0和PB1同时为高电平，扬声器才能发出预先设定频率的声音,频率设置,speaker procpush axmov al,0b6hout 43h,al ;写入控制字pop axout 42h,al ;写入低8位计数值mov al
12、,ahout 42h,al ;写入高8位计数值ret speaker endp,扬声器控制,扬声器开,speakon procpush axin al,61hor al,03h;D1D0PB1PB011B，其他位不变out 61h,alpop axret speakon endp,扬声器控制,扬声器关,speakon procpush axin al,61hand al,0fch;D1D0PB1PB000B，其他位不变out 61h,alpop axret speakon endp,扬声器控制,主程序,;数据段 freq dw 1193180/600;代码段mov ax,freqcall sp
13、eaker ;设置扬声器音调call speakon ;打开扬声器声音mov ah,1 ;等待按键int 21hcall speakoff ;关闭扬声器声音,扬声器控制,8.2.3 可编程硬件延时,利用日时钟每隔55ms中断一次不变的特点，可以编写一段不随系统时钟频率变化的固定延时程序 由于日时钟中断的时间单位是55ms，所以无法实现更短时间的延时 这时只有利用实时时钟中断，不过它的最短延时约是1ms（976 s）,日时钟,;延时开始mov ah,0int 1ah add dx,90 ;加5秒（51890）mov bx,dx ;期望值送bx repeat: int 1ah ;再读日时钟cmp
14、bx,dx ;与期望值比较jne repeat ;不等，则循环 ;相等，延时结束,可编程硬件延时,实时时钟,;延时开始mov cx,0mov dx,1952;延时1.952ms2976smov ah,86hint 15h;功能调用返回时，定时时间到,可编程硬件延时,8.3 扩充定时计数器的应用,例题8.2 利用扩充定时计数器对外部事件的计数例题8.3 为A/D转换电路提供可编程的采样信号,例8.2,初始化程序段,mov dx,203h ;设置方式控制字mov al,10hout dx,al mov dx,200h ;设置计数初值mov al,64h ;计数初值为100out dx,al,例8.
15、2,输出：明确向哪个端口输出什么数据 输入：清楚从哪个端口输入什么数据,例8.3,初始化计数器0,mov al,14hout 76h,almov al,cnt0out 70h,al,例8.3,初始化计数器1,mov al,52hout 76h,almov al,cnt1out 72h,al,例8.3,初始化计数器2,mov al,96hout 76h,almov al,cnt2out 74h,al,例8.3,第8章教学要求,1. 掌握8253引脚，尤其是CLK、OUT、GATE引脚的功能 2. 掌握8253的六种工作方式、编程和在IBM PC系列机上的应用,实验3 计数器/定时器实验,不用实验
16、台，就可以实现发声程序：参考例题8.1如果要实现第项实验要求，应该利用中断实验的中断服务程序,提示,8253的控制字编程,例题：某个8253的计数器0、1、2端口和控制端口地址依次是40H43H设置其中计数器0为方式0，采用二进制计数，先低后高写入计数值,8253的计数初值编程,例题：某个8253的计数器0、1、2端口和控制端口地址依次是40H43H设置计数器0采用方式1，二进制计数，写入计数初值：1024（400H）,8253/8254的I/O地址,0 1 0 0 0,0 1 0 0 1,0 1 0 1 0,0 1 0 1 1,0 0 1 0 0,0 0 1 0 1,0 0 1 1 0,功 能,对计数器0设置计数初值,A1,A0,对计数器1设置计数初值,对计数器2设置计数初值,设置控制字,从计数器0读出计数值,从计数器1读出计数值,从计数器2读出计数值,
