引言

• 计算机中的定时功能
  DRAM的定时刷新
  扬声器发声
  对外部事件计数
• 基本原理
  给计数器设置一个初始值（通过软件实现），初始值按照时钟的频率进行减一，为0时产生中断，转入中断服务程序实现对应功能

工作原理

8253内部结构和引脚信号

• 数据总线缓冲器
  CPU用IN、OUT指令对8253进行读写的信息，都经D7~D0传送，包括:
  ①对8253初始化编程时，CPU向它写入的控制字；
  ②CPU向某一计数器写入的计数初值；
  ③CPU从计数器读出的计数值。
• 读写控制逻辑
  1）片选信号，由I/O 端口译码电路产生，低电平有效
  2）读信号，CPU读取选定计数器中的内容
  3）写信号，CPU写入计数初值，或控制字
  4）A1A0 ，端口选择信号，选择三个计数通道及控制字寄存器
• 计数器0-2
  三个独立的计数器，各有6种工作模式
  8位控制字+16位计数初值（最大计数初值为65536）+执行部件（16位减法寄存器）+输出锁存器（计数器瞬时值）
  1）计数初值写入CR，如果只有8位，则一次写入，如果计数初值是16位，则分两次写入。
  2）计数初值写入SR，进行减1计数，并且每减1就写入锁存器，便于读出当前计数值。
  
  定时时间
  定时时间=时钟脉冲周期*计数初值
• 控制字寄存器（只写寄存器）
  

初始化编程及门控信号

• 初始化编程步骤
  ①写入控制字
  ②写入计数初值
  如果是16位计数，需要分两次写入，先写低字节，再写高字节
  如果计数初值为0，也要分两次写入，其代表计数的最大值（65536和10000）
  只需要把握两个信息：地址+数据
  选中地址，传入数据
• 门控信号（结合具体的工作方式观察）

8253工作方式

• 方式0，计数结束中断方式
  ①触发方式，写信号上升沿
  ②门控信号：1允许，0禁止，下降沿暂停，上升沿继续
  ③计数过程写入新初值：按新初值计数
  
  （CLK为下降沿触发，GATE=1）写入计数初值及工作方式后，WR变为低电平，当WR在上升沿时，计数初值被写入CR，OUT变为低电平，一个时钟周期后，开始计数，计数结束后，OUT上升沿触发中断.
  
  GATE=0时代表暂停
  
  计数结束不会循环，停止计数

• 方式1：可编程单稳态输出方式
  ①触发方式：GATE上升沿触发
  
  ②GATE=0上升沿：重新计数
  

• 方式2：比率发生器
  特点：周期性输出
  周期：计数值*时钟周期
  自动重新装载计数初值的功能
  ①触发方式：WR上升沿触发
  
  ②GATE上升沿停止，下降沿重新开始
  
  ③写入计数初值，前一次计数值为0，使用新的计数初值
  

• 方式3：方波发生器
  与方式2一样具有自动重新装载计数初值的功能，与方式2的区别仅在于输出波形不同
  

• 方式4：软件触发选通
  
  和方式2相比：不能循环计数，低电平出现时机不同

• 方式5：硬件触发选通
  触发方式：GATE上升沿触发，波形同方式4
  

8253应用

基本工作思路
①设计硬件电路
②设置控制字和计数初值

产生定时波形

某8086系统中，8253基地址为310H，时钟频率1MHz， 要让3个计数通道实现如下功能：
1）通道0，方式3，输出2kHz方波；
2）通道1，产生宽度为480μs的单脉冲；
3）通道2，硬件触发，输出单脉冲，时间常数26。
试设计电路，并编写各通道初始化程序。

电路设计：

控制字和初值设置：
控制寄存器地址为316H

• 通道0：
  计数初值：
  1/2kHz=1/1MHz*N
  N=500
  计数初值为500H（BCD码）
  通道0地址为310H
  控制字：
  00110111b

• 通道1：
  单脉冲，特定宽度：方式1
  计数初值：
  N=480
  控制字：
  01110011b

• 通道2：
  硬件触发单脉冲：方式5
  初始值：
  N=26
  控制字：
  10011011b

LED灯的点亮和熄灭

用8253控制LED发光管，要求点亮10s，熄灭10s，再重复。画出硬件图并编写初始化程序。
8253各端口地址为81H、83H、85H和87H；
OUT1连到LED，高电平点亮LED，低电平熄灭LED。

使用方式5：
计数初值：
20s=1/2MHz*N
N=4×10⁷
超出了最大计数值，采用分频技术，如上图所示，选择使用通道0的OUT端作为通道1的CLK输入端
只需满足N1×N2=4×10⁷即可

计数功能

自动化工厂流水线上产品数量的统计，用到一种自动计数系统，可用8086和8253或 8254芯片来实现。

A1A0与地址总线A2A1相连保证偶地址；GATE1接+5V始终允许计数器工作；OUT1输出到8259A请求中断。
无工件通过时，LED光照到光电管上使其导通，集电极变低电平，经施密特触发器整形后使CLK1=0。
有工件通过时，LED光被挡住，光电管截止，集电极为高电平，使CLK1=1。工件通过后，CLK1又回0。
每通过1个工件，CLK1就输入1个正脉冲，用8253对此脉冲计数，就可统计出工件个数。

初始化编程：
计数器1设为方式0，BCD计数，先读/写低字节，控制字为01110001B。
若选计数初值n=499，则经500个脉冲，OUT1将输出1个正跳变。它作用于8259A的IR0端后，将向CPU发中断请求，由中断服务程序让工件总数+500。
中断服务程序执行完后返回主程序，程序应把初值499再次装入计数器1，才能继续计数。
读取计数器的值：
对计数器1发锁存命令，然后读出计数值存进AX
锁存命令发出后，锁存的计数值将保持到读出为止。读出后，锁存状态即自动解除，输出锁存器的值又将随计数器的值而变。

8254拓展功能——读回命令

1. 控制字：最高位设置为11
   
   D3-D1决定锁存哪些通道
   只锁存一个：3种情况
   锁存两个：三种情况
   全部锁存：1种情况
   状态字：
   

2. 读回命令可以同时锁存多个通道，8253中的控制字锁存只能锁存一个通道

最后

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