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可编程定时/计数器8253苗付友mfy@ustc.edu.cn20010.12可编程定时/计数器825328253作用定时软件定时：让机器执行一段程序，安排循环来实现定时，容易实现，定时时间调整方便，定时精确，占用了CPU资源，降低了CP

U的利用率。硬件定时：可编程定时/计数硬件芯片，定时值、定时范围可以很容易的由软件改变，具有使用灵活、功能较强等特点。外部事件计数外部事件计数就是对外部脉冲信号计数。产生脉冲信号的外部原因就是外部事件。如高速公路入口处一个专用计算机检测系统，它可以自动对进入高速公路的车辆进行计数2

0010.12可编程定时/计数器825338253的内部结构8253内部有3个独立的16位定时／计数器通道。计数器可按照二进制或十进制计数，计数和定时范围可在1—65535之间改变，每个通道有6种工作方式，计数频率可高达2MHz以上。3个计数通道通道控制寄存器数据总线缓冲器读／写控制电路2

0010.12可编程定时/计数器82534计数通道通道0、通道1和通道2CLK：计数器的脉冲输入端，GATE:计数器的门控信号，OUT:计数器的输出信号，一般与计数溢出有关。工作原理：8253计数器工作在减1状态，每输入一个计数脉冲，计数器值减1，当

计数器计数到零时，OUT信号有效，通知外设计数器产生溢出16位计数器GATECLKOUT20010.12可编程定时/计数器82535通道的使用计数器：将要计数的次数预置到该通道计数器中定时器：从CLK输

入一固定频率的时钟脉冲，再根据要求定时的时间计算出定时所需的计数值或称时间常数，并预置到计数器中计数值＝定时时间/时钟脉冲周期20010.12可编程定时/计数器82536通道控制寄存器一个通道控制寄存器CPU通过对控制寄存器的读写，可以分别对三个计数通

道的工作方式进行设置只能写不能读20010.12可编程定时/计数器82537数据总线缓冲器双向三态的8位数据缓冲器，实现8253和CPU之间的数据接口读／写控制电路片选信号CSA1A0的组合：选择三个通道、一个控制寄存器，共4个端口读信号和写信号由CPU提供，低电平有效。RDWR200

10.12可编程定时/计数器825388253的管脚分配通道管脚CLKn：通道n的脉冲输入管脚．外部事件或定时脉冲由这三个管脚输入；OUTn：通道n的输出管脚，当计数值减到0在OUT管脚上输出，输出波形取决于8

253通道的工作方式；GATEn：门控信号输入管脚WRRDCS8253的管脚包括数据线D7—D0，读写控制线以及和CPU地址线相连接的片选信号20010.12可编程定时/计数器825398253的编程控制字分为4部分，通道选择、计数器读/写方式、工作方式和计数

码的选择。计数器选择（SC1、SC0）计数器读/写方式（RLl、RL0）20010.12可编程定时/计数器825310计数器的锁存操作8253一旦初始化后，就不需要CPU参与而自动计数。为了读出计

数值时不干扰实际计数过程，同时读出的值又是稳定的，就要求对通道计数器中的计数值进行锁存。硬件锁存暂停计数GATE暂停计数软件控制命令锁存每一个通道都有一个输出锁存器(16位)，平时它的值随通道计

数器的值变化，当向通道写入锁存的控制命令时，它把计数器的现行值锁存而计数器的计数过程照样进行。这样，CPU读取的是锁存器中的值。当重新写入一个命令字或CPU读取计数值后，计数通道会自动解除锁存状态。锁存控制字：0000XXX

XB先读取低8位，后读取高8位（不锁存）：1000H0F00H20010.12可编程定时/计数器825311工作方式选择（M2、M1、M0）BCD计数制：写入初值范围为0000到9999，而0000是最

大值，代表10000二进制计数制：写入初值范围为0000到FFFFH，其中0000为最大值，代表65536。控制字的D5D4为00，表示的是锁存命令。这时控制字中的低4位无效20010.12可编程定时/计数器8253128253的工作方式方式0——计数结束中

断方式方式1——可编程序的单独负脉冲方式2——速率发生器方式3——方波发生器方式4——软件触发方式方式5——硬件触发方式20010.12可编程定时/计数器825313方式0——计数结束中断方式方式0的作用用户可以在

设定时间上产生中断信号工作方式0特点：门控信号GATE必须为1，计数器才能计数；计数时通道输出端OUT一直为0；通道计数器计数到0后，OUT由0到1，同时计数器停止工作。OUT输出的从低到高的正跳变或高电平可作为中断请求信号INTR，向CPU发出中断请求。在计数过程中，

GATE信号为低电平时，停止计数，一旦GATE变高，则继续计数．20010.12可编程定时/计数器825314INT8086……MOVAL,10011010B；置8255A方式控制字OUT8255控制口，ALMOVAL,00H

；8255A置位/复位控制字,使PC0＝0OUT8255控制口，ALMOVAL,00110000B；置8253通道0方式控制字30HOUT8253控制口，ALMOVAL，40H；置8253通道0时间常数,OUT通道0端口，AL;

第一次写初始计数值的低8位，MOVAL，38H;第二次写高8位。3840H=14400秒=4小时OUT通道0端口，AL……中断程序中有关程序段如下：……MOVAL,00000001B；8255置位/复位控制字，使PC0＝1OUT8255控制口，AL……

家庭厨房系统20010.12可编程定时/计数器825315方式1——可编程序的单独负脉冲单稳电路在输入的激励下产生固定宽度脉冲的电路，当输入端输入一个不低于规定的最小宽度的脉冲后，单稳电路就输出一个用户事先设定宽度的脉冲。8253的方式1就是一个可编程单稳电路方式1工作过程门控信

号GATE是触发信号，上升沿有效。即开始计数是由GATE的上升沿触发的；触发后，通道计数器开始计数，输出端OUT由高变低；计数器计数到0，OUT再由低变高。PW＝N×TclkPW：输出的负脉冲宽度；N：初始计数值，Tclk：CLK端的脉冲周期20010.12可编程定时/计数器825316

车辆统计不同车辆间隔T3不能太小；（>PW）同一车辆的不同车厢间距离不能太大；(<PW)20010.12可编程定时/计数器825317方式2——速率发生器方式2是一个可编程的分频电路，它把输入信号C

LK分频后以脉冲的形式由OUT输出，而分频系数就是用户事先对通道计数器写入的初始计数值工作方式（OUT初始为高电平）GATE门为1，计数器才能工作，对CLK端上的脉冲进行计数；当计数器“减”计数到1时，输出端由高变低，再经过一个CLK周期，即计数器计数到0时，输出端O

UT又跳变为高。所以方式2输出周期性负脉冲信号，其宽度固定为一个CLK周期；当计数器的值减为0时，自动重新装入计数初值，实现循环计数方式2计数初值重载20010.12可编程定时/计数器825318在计数过程中，如果GATE信号为低电

平，则停止计数，待GATE信号变为高电平后，从初始值开始重新计数。方式2定时波形图20010.12可编程定时/计数器825319方式3——方波发生器工作方式：当控制字写入控制寄存器后，输出端OUT变高。当计数初值写入通道，且GATE为高电平时计数器开始计数，O

UT保持高电平。若计数初值n为偶数，则当计数值减到n／2时，输出端OUT变为低电平。然后此低电平一直保持到计数值减为0，OUT再次变为高电平。当计数值减到0时计数器重新装入计数值，实现循环计数。

当计数值N为偶数时，输出端OUT输出重复周期为N×CLK，占空比为1：1的方波。当计数初值N为奇数，输出重复周期为N×CLK，但占空比为[(N+1)/2]／[(N-1)/2]，因而输出是近似方波。20010.12可编程定时/计数器825320若在计数期间写入一个新的计数值，并不立即影响

现行计数过程，等到计数值减到0后，重新装入新的计数值，开始以新的速率输出方波。图7.35方式3定时波形图20010.12可编程定时/计数器825321①8253的通道0，实时中断。用于产生固定频率的时钟节拍，故设定工作在方式3，初值为0，所以从OUT0管脚的输出方波频率为1

.19MHz/216=18.2Hz，通道0的控制字为36H；②8253的通道l，动态RAM刷新。用于固定频率的刷新信号，故设定工作在方式2，计数值为12H＝18，速率输出频率为1.19M/18＝66.1kHz，即定时时间为15.13μs，通道1的控制字为54H；③8253的通道2，用于产生频率信

号。故取工作在方式3，计数值为6A4H＝1190，方波输出频率为1.19MHz/1190＝1kHz。此信号频率决定扬声器的音调，通道2的控制字为0B6H。PC/XT机中8253电路连接图20010.12可

编程定时/计数器825322方式4——软件触发方式软件触发方式:CPU通过指令触发一个选通信号给外部设备，选通信号在触发后设定时间点上发出。选通信号作用:锁存器STB,打印机STBCPU通过触发8253的某个通道，定时启动一个事件或工作过程，或CPU启动某个事件的命令延迟了

设定时间后才执行。方式4中，当写入控制字后，输出端OUT变为高电平。当计数初值写入通道后，CPU就完成了对通道的触发。当计数器计数到0时，通道的OUT端就输出负脉冲。20010.12可编程定时/计数器825

323方式4工作过程门控信号GATE为高电平，计数器开始减1计数，OUT维持高电平；当计数器减到0，输出端OUT变低，再经过一个CLK输入时钟周期，OUT输出又变高。所以输出端OUT在计数器溢出时产生一个宽度为1个CLK周期的负脉冲。而这个负脉冲就可以

做为外设的选通信号。若在计数过程中，GATE信号变低，则停止计数；到GATE信号变高，重新开始从初值减1计数。20010.12可编程定时/计数器825324OUT0GATE0CLK0＋5V8253通道0D

CPSDRDQ送家用电器+5V220V～CR＋5V方式4下的家庭厨房系统早晨启动你的计算机，在8点钟执行对8253通道0的初始化程序,关掉CPU20010.12可编程定时/计数器825325方式5——硬件触发方式硬件触发方式外部通过一个有效沿触发信号启动一个选通信号给外部设备，

选通信号在触发后设定时间点上发出。工作过程当控制字写入控制寄存器后，输出端OUT变高;当计数值写入通道计数器后，立即开始计数;只有当GATE信号的上升沿触发通道后，通道计数器才开始计数(所以方式5称硬件

触发);当计数值减到0，输出端OUT变低，再经过一个CLK时钟周期，OUT端输出又变高。(输出端OUT输出的也是一个宽度固定为1个CLK周期的负脉冲)20010.12可编程定时/计数器825326计数器的计数值减到0后，将自动重新装入计数值，但并不开始计数，待到再一次有GATE的上升沿触发才开

始计数。OUT0GATE0CLK08253通道0DCPSDRDQ送家用电器+5V220V～CR＋5V＋5V早晨8点前的任何一个时刻启动你的计算机,对8253通道0的初始化程序,关掉CPU在8点时，按下开关，计数开始计数20010.12可编程定时/计数器8253278253的工作方式小节与频

率发生器有关的工作方式与计数器有关的工作方式工作方式启动方式“溢出”方式计数值使用方式0软件启动OUT为正电平一次有效方式1GATE上升沿OUT为正电平自动重装方式2软件启动OUT为负脉冲自动重装方式3软件启动OUT为方波自动重装方式4软

件启动OUT为负脉冲一次有效方式5GATE上升沿OUT为负脉冲自动重装20010.12可编程定时/计数器825328与频率发生器有关的工作方式8253有两种方式与频率发生器有关，即方式2和发生3。对OUT端，方式2提供给用户的是负脉冲，方式3提供给用户的是方波。在这个两种方式下

，GATE信号要始终保持为高。20010.12可编程定时/计数器825329与计数器有关的工作方式对于计数器类，有方式0、1和方式4、5。启动计数器的方式有两种。一种是CPU把时间常数写入相应通道后，计数器就开始工作，我们可以称之为软

件启动方式，在这种启动方式下，GATE要始终保持为高电平，所以方式0和方式4可以称为软件启动方式。另一种是硬件启动计数器，即CPU把时间常数写入计数器后，即使GATE为高电平，计数器并不工作。只有GATE发生跳变，其上升沿启动计数器工作，所以方式1和方式5就可以称为硬件启动

方式20010.12可编程定时/计数器825330计数器溢出时，OUT有两种输出形式，要么是电平，要么是负脉冲。前者有方式0方式1，后者有方式4和方式5。20010.12可编程定时/计数器8253318253应用举例8253初始化通过8253的控制端口

向控制字寄存器写入相应通道的控制字，控制字包括如下信息：指定通道的工作方式，对通道计数器的读写方式，通道计数器计数时所采用的数制；通过8253的通道端口向相应的通道计数器写入初始计数值。如果在控制字中已确定16位的读写

方式，则要对通道端口写操作两次，第一次写初始计数值的低8位，第二次写高8位。20010.12可编程定时/计数器825332例题:现有一个高精密晶体振荡电路，输出信号是脉冲波，频率为1MHz。要求利用8253做一个秒信号发生器，其输出接一发光二极管，以0.5

秒点亮，0.5秒熄灭的方式闪烁指示。设8253的通道地址为80H～86H（偶地址）解答:（1）8253作一个分频电路，而且其输出应该是方波（2）分频系数N：>21611000000100000011SSNSS121000000100010

00NNN通道计数器级联实现分频系数超过216的分频要求20010.12可编程定时/计数器825333OUT0GATE0CLK01MHz8253通道0＋5VOUT1GATE1CLK11KHz8253通道1通道0首先把1MHz

信号1000分频，产生1KHz的信号，通道1再把1KHz信号1000分频，结果就得到的1Hz信号（3）通道1要输出方波信号推动发光二极管，所以通道1应选工作方式3。对于通道0，只要能起分频作用就行，对输出波形不做要求，所以方式2和方式3都可以选用。(4)

初始化：通道0:工作方式2，BCD计数；通道1:工作方式3，二进制计数20010.12可编程定时/计数器825334MOVAL,00110101B；通道0控制字OUT86H,ALMOVAL,00；通道0初始计数值OUT80H,ALMOVAL,10HOUT8

0H,ALMOVAL,01110110B；通道1控制字OUT86H,ALMOVAL,0E0H；通道1初始计数值，3E8H=1000BCDOUT82H,ALMOVAL,03HOUT82H,AL20010.12可编程定时/计数器825335例2：延时程序，设8253的通道地址为80H～86

H，8255的地址为88H～8EH（偶地址）解：1、电路这个例子要求用8253，8255作一个延时系统。20010.12可编程定时/计数器825336GATE0CLK0OUT0+5V1KHzPC08253825520010.12可编程定

时/计数器8253372、时间常数计算如果8253的CLK输入1KHz信号，延时时间为1S，则时间常数为N＝1/0.001=1000D=03E8H3、工作方式选择4、程序20010.12可编程定时/计数器825338MOVAL,10011011B；A、B、C为

输入OUT8255_CTRL,AL…DELAY1SPROCMOVAL,00110001B；通道0工作在方式0，；16位读写，BCD计数OUT8253_CTRL,ALMOVAL,0OUTCOUNTER0,ALMOVAL,10HOUTCOUNTER0,ALAGAIN:INAL,8255_C；检测

是否由OUT端输出1TESTAL,01JZAGAINRETDELAY1SENDP20010.12可编程定时/计数器825339作业：P2021、3、5、6