1

第7章

常用數(shù)字接口電路2主要內(nèi)容：掌握兩種可編程接口芯片的應(yīng)用通信指計(jì)算機(jī)與外設(shè)、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間的信息交換通信的基本方法:并行通信和串行通信并行通信和串行通信并行通信和串行通信計(jì)算機(jī)1

GND計(jì)算機(jī)2

GND并行通信計(jì)算機(jī)1

GND計(jì)算機(jī)2

GND發(fā)送接收串行通信并行通信：數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送；串行通信：數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。數(shù)據(jù)的各位同時(shí)由源到達(dá)目的地→

快多根數(shù)據(jù)線

→

距離短、遠(yuǎn)程費(fèi)用高

并行通信

將數(shù)據(jù)的各位同時(shí)在多根并行傳輸線上進(jìn)行傳輸。01010110

D0D1D2D3D4D5D6D7目的D0D1D2D3D4D5D6D7源并行通信適于短距離、高速通信數(shù)據(jù)的各位依次由源到達(dá)目的地→

慢數(shù)據(jù)線少→

遠(yuǎn)程,費(fèi)用低

串行通信

將數(shù)據(jù)的各位按時(shí)間順序依次在一根傳輸線上傳輸。

01101010

RD目的TD源串行通信適于長距離、中低速通信并行接口的特點(diǎn)以數(shù)據(jù)字節(jié)或字為單位與I/O設(shè)備或被控對(duì)象傳輸數(shù)據(jù)。適用于近距離數(shù)據(jù)傳輸。一次同時(shí)傳送多位數(shù)據(jù)，傳送速度快。8位或16位是同時(shí)傳輸?shù)?。并行傳送的信息不要求固定的格式，這與串行傳送的信息有固定格式的要求不同。并行接口的類型從并行接口數(shù)據(jù)傳送的方向看，可分為兩種,一是單向傳送（只作為輸入口或只作為輸出口）,另一種是雙向傳送（既可作為輸入口，也可作為輸出口）從并行接口的電路結(jié)構(gòu)看，并行接口可分為硬接線接口和可編程接口?？删幊探涌诳梢杂密浖幊绦虻姆椒ǜ淖兘涌诘墓ぷ鞣绞郊肮δ?，具有廣泛的適應(yīng)性和很高的靈活性。與并行通信相比，串行通信的優(yōu)勢(shì)傳輸距離長，可達(dá)到數(shù)千公里抗干擾能力強(qiáng)，串行通信信號(hào)間的互相干擾完全可以忽略。費(fèi)用低。串行通信串行通信的分類:異步(Asynchronouscommunication)同步(SynchronousCommunication)

串行通信制式：單工(a)、半雙工(b)和全雙工(c)

(simplexhalfduplexfullduplex)發(fā)送器A站接收器B站單工通信(a)發(fā)收A站發(fā)收B站發(fā)收A站發(fā)收B站(b)(c)串行通信的通信方式異步通信方式：異步通信是指發(fā)送方和接收方采用獨(dú)立的時(shí)鐘，即雙方?jīng)]有一個(gè)相同的參考時(shí)鐘作為基準(zhǔn)。在異步通信中數(shù)據(jù)一般以一個(gè)字符為單位進(jìn)行傳送。用一幀來表示一個(gè)字符，一幀信息由起始位（為0信號(hào)，占1位）、數(shù)據(jù)位（傳輸時(shí)低位在先，高位在后）、奇偶較驗(yàn)位（可要可不要）和停止位（為1信號(hào)，可1位、1位半或2位）組成。同步通信方式：在同步通信中，每個(gè)數(shù)據(jù)塊的開頭以同步字符SYN加以指示，使發(fā)送與接受雙方取得同步。數(shù)據(jù)塊的各字符之間沒有起始位和停止位，提高了通信的速度。但為了能保持同步傳送，在同步通信中須用一個(gè)時(shí)鐘來協(xié)調(diào)收發(fā)器的工作，這就增加了設(shè)備的復(fù)雜性。１．字符格式

雙方要事先約定字符的編碼形式、奇偶校驗(yàn)形式及起始位和停止位的規(guī)定。例如用ASCII碼通信，有效數(shù)據(jù)為7位，加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位、一個(gè)起始位和一個(gè)停止位共10位。２．波特率波特率就是數(shù)據(jù)的傳送速率，即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)，單位為位/秒。它與字符的傳送速率(字符/秒)之間有以下關(guān)系：

波特率=1個(gè)字符的二進(jìn)制編碼位數(shù)×字符/秒注：在異步通信中，通信雙方必須事先約定字符格式和波特率．異步串行通信基礎(chǔ)異步串行通信協(xié)議串行通信的錯(cuò)誤校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)代碼和校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）可自動(dòng)糾錯(cuò)所謂誤碼率，是指數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯(cuò)誤的位數(shù)與總傳輸位數(shù)之比。在計(jì)算機(jī)通信中，一般要求誤碼率達(dá)到10-6數(shù)量級(jí)。誤碼率與通信線路質(zhì)量、干擾大小及波特率等因素有關(guān)差錯(cuò)控制誤碼率串行接口RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE——數(shù)據(jù)源和目的地?cái)?shù)據(jù)通信設(shè)備DCE——使數(shù)據(jù)符合線路要求串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)1機(jī)械特性2常用的RS-232C信號(hào)線信號(hào)代號(hào)中第一個(gè)字母表示信號(hào)類型，A為地線，B為數(shù)據(jù)線，C為控制線，D為時(shí)鐘信號(hào)。3常用的RS-232C連接1).使用MODEM2).不使用MODEM3).最簡單連接定時(shí)與計(jì)數(shù)定時(shí)計(jì)數(shù)技術(shù)在計(jì)算機(jī)中具有極為重要的作用。微機(jī)控制系統(tǒng)中，常要按一定的采樣周期對(duì)處理對(duì)象進(jìn)行采樣或定時(shí)檢測(cè)某些參數(shù)等，用計(jì)數(shù)器對(duì)外部事件計(jì)數(shù)，即記錄外設(shè)提供的脈沖個(gè)數(shù)。在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和多任務(wù)操作系統(tǒng)中，可以利用定時(shí)器產(chǎn)生的定時(shí)中斷進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度。

定時(shí)器和計(jì)數(shù)器都由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成。前者記錄高精度晶振脈沖信號(hào)，因此可以輸出準(zhǔn)確的時(shí)間間隔，稱為定時(shí)器，而當(dāng)記錄外設(shè)提供的具有一定隨機(jī)性的脈沖信號(hào)時(shí)，它主要反映脈沖的個(gè)數(shù)，稱為計(jì)數(shù)器。

定時(shí)的方法有3種：軟件定時(shí)、不可編程的硬件定時(shí)和可編程的定時(shí)。1.軟件定時(shí)

根據(jù)CPU執(zhí)行每條指令需要一定的時(shí)間，重復(fù)執(zhí)行一些指令就會(huì)占用一段固定的時(shí)間，通過適當(dāng)?shù)剡x取指令和循環(huán)次數(shù)便很容易實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，這種方法不需要增加硬件，可通過編程來控制和改變定時(shí)時(shí)間，靈活方便，節(jié)省費(fèi)用。缺點(diǎn)是CPU重復(fù)執(zhí)行的這段程序的本身并沒有什么具體目的，僅為延時(shí)，從而降低了CPU利用率。2.不可編程的硬件定時(shí)

這種方法采用數(shù)字電路中的分頻器將系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸l產(chǎn)生需要的定時(shí)信號(hào)；也可以采用單穩(wěn)電路或簡易定時(shí)電路（如常用的555定時(shí)器）由外接RC電路控制定時(shí)時(shí)間。但是，這種定時(shí)電路在硬件接好后，定時(shí)范圍不易由程序來改變和控制，使用不甚方便，而且定時(shí)精度也不高。3.可編程的定時(shí)

在微機(jī)系統(tǒng)中，常采用軟件、硬件相結(jié)合的方法，用可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器芯片構(gòu)成一個(gè)方便靈活的定時(shí)計(jì)數(shù)電路。這種電路不僅定時(shí)值和定時(shí)范圍可用程序確定和改變，而且具有多種工作方式，可以輸出多種控制信號(hào)，它由微處理器的時(shí)鐘信號(hào)提供時(shí)間基準(zhǔn)，故計(jì)時(shí)也精確穩(wěn)定。如Intel8253。

26可編程定時(shí)器825327掌握:引線功能及計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法6種工作方式及其輸出波形應(yīng)用:芯片與系統(tǒng)的連接芯片的初始化編程Intel8253可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253的基本功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)范圍為0~65535；（2）每個(gè)計(jì)數(shù)器均可以按二進(jìn)制或二—十進(jìn)制計(jì)數(shù)；（3）計(jì)數(shù)器速率可達(dá)2MHz；（4）可編程6種不同的工作方式；（5）所有輸入和輸出都與TTL兼容。

8253具有較好的通用性和使用靈活性，幾乎適合于任何一種微處理器組成的系統(tǒng)。1.8253PIT的基本功能2.8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7.1所示，由數(shù)據(jù)總線緩沖器、控制寄存器、讀/寫控制邏輯和計(jì)數(shù)器等部分組成。

圖7.18253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（1）數(shù)據(jù)總線緩沖器

該緩沖器為8位雙向三態(tài)的緩沖器，可直接掛在數(shù)據(jù)總線上。CPU通過8位數(shù)據(jù)總線D0~D7傳送如下信息：

①向控制寄存器寫入控制字。②向某計(jì)數(shù)器寫入計(jì)數(shù)初值。③CPU通過緩沖器讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值（2）讀/寫控制邏輯

決定三個(gè)計(jì)數(shù)器和控制字寄存器中哪一個(gè)能進(jìn)行工作，并控制內(nèi)部總線上數(shù)據(jù)傳送的方向。

①CS片選信號(hào),低電平有效(此時(shí)CPU才能對(duì)8253進(jìn)行讀寫操作)，由地址總線經(jīng)I/O端口譯碼電路產(chǎn)生。②RD讀信號(hào)，低電平有效，此時(shí)表示CPU正在讀取所選定的計(jì)數(shù)器通道中的內(nèi)容。③WR寫信號(hào)，低電平有效，此時(shí)表示CPU正在將計(jì)數(shù)初值寫入所選中的計(jì)數(shù)通道中或?qū)⒖刂谱謱懭肟刂萍拇嫫髦小＂蹵1A0端口選擇信號(hào)，8253內(nèi)部有3個(gè)計(jì)數(shù)器通道和一個(gè)控制寄存器端口。當(dāng)A1A0=00,01,10時(shí)表示分別選中計(jì)數(shù)器通道0,1,2，當(dāng)A1A0=11時(shí)選中控制寄存器端口。（3）控制寄存器

接收從CPU來的控制字，并由控制字的D7、D6位的編碼決定該控制字寫入哪個(gè)計(jì)數(shù)器的控制寄存器，控制寄存器只能寫入，不能讀出。

（4）計(jì)數(shù)器當(dāng)8253用作計(jì)數(shù)器時(shí)，加在CLK引腳上脈沖的間隔可以是不相等的；當(dāng)它用作定時(shí)器時(shí)，則在CLK引腳應(yīng)輸入精確的時(shí)鐘脈沖，8253所能實(shí)現(xiàn)的定時(shí)時(shí)間，取決于計(jì)數(shù)脈沖的頻率和計(jì)數(shù)器的初值，即：定時(shí)時(shí)間=時(shí)鐘脈沖周期Tc×預(yù)置的計(jì)數(shù)初值n。

對(duì)8253來講，外部輸入到CLK引腳上的時(shí)鐘脈沖頻率不能大于2MHZ，否則需分頻后才能送到CLK端。

計(jì)數(shù)器內(nèi)部邏輯圖控制單元初值寄存器減1計(jì)數(shù)器輸出鎖存器內(nèi)部總線CLKGATEOUT控制單元初值寄存器減1計(jì)數(shù)器輸出鎖存器內(nèi)部總線CLK8253的引腳信號(hào)8253PIT管腳圖計(jì)

數(shù)

器

0計(jì)

數(shù)

器

1計(jì)

數(shù)

器

2數(shù)

據(jù)

線控

制

線電

源

線

8253是一片具有3個(gè)獨(dú)立通道的16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器芯片，使用單一+5V電源，24引腳雙列直插式封裝，如右圖所示1.與CPU的接口信號(hào)（1）D0~D7——三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線。與CPU數(shù)據(jù)總線相連，用于傳遞CPU與8253之間的數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息；（2）CS——片選信號(hào)（ChipSelect），輸入，低電平有效；（3）WR——寫信號(hào)，輸入，低電平有效，用于控制CPU對(duì)8253的寫操作，可與A1，A0信號(hào)配合以決定是寫入控制字還是計(jì)數(shù)初值；（4）RD——讀信號(hào)，輸入，低電平有效。用于控制CPU對(duì)8253的讀操作，可與A1，A0信號(hào)配合讀取某個(gè)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值；（5）A0，A1-——地址輸入線。用于8253內(nèi)部尋址的4個(gè)端口，即3個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)控制字寄存器。一般與CPU低位的地址線相連

。A1A0寄存器選擇和操作000000001011110000×100001111×100110011××01010101××寫入計(jì)數(shù)器0寫入計(jì)數(shù)器1寫入計(jì)數(shù)器2寫入控制字寄存器讀計(jì)數(shù)器0讀計(jì)數(shù)器1讀計(jì)數(shù)器2無操作

禁止使用無操作CSRDWR表7.18253讀/寫操作邏輯表

2.與外部設(shè)備的接口信號(hào)（1）CLK0（CLK1，CLK2）——時(shí)鐘脈沖輸入端，用于輸入定時(shí)脈沖或計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。CLK可以是系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖，也可以是由其他脈沖源提供。8253規(guī)定加在CLK引腳的輸入時(shí)鐘周期不得小于380ns；（2）GATE0（GATE1，GATE2）——門控輸入端，用于外部控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)或停止計(jì)數(shù)的操作。當(dāng)GATE為高電平時(shí)，允許計(jì)數(shù)器工作，當(dāng)GATE為低電平時(shí)，禁止計(jì)數(shù)器工作；（3）OUT0（OUT1，OUT2-）-——計(jì)數(shù)輸出端。在不同工作方式中，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0時(shí)，OUT引腳上必輸出相應(yīng)的信號(hào)。

8253的控制字8253的控制字有4個(gè)主要功能：*

選擇計(jì)數(shù)器；*

確定計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)的讀寫格式；*

確定計(jì)數(shù)器的工作方式；*

確定計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的數(shù)制。

控制字的格式如圖7.3所示圖7.38253控制字格式注：圖中×可以是0，也可以是1，一般取0D7D6D5D4D3D2D1

D0計(jì)數(shù)器讀/寫格式工作方式數(shù)制0—二進(jìn)制1—二―十進(jìn)制（BCD）000方式0001方式1×10方式2×11方式3100方式4101方式500計(jì)數(shù)器鎖存命令10只讀/寫高8位01只讀/寫低8位11首先寫低8位然后寫高8位00選擇計(jì)數(shù)器001選擇計(jì)數(shù)器110選擇計(jì)數(shù)器211非法選擇8253的工作方式8253是一種面向微機(jī)系統(tǒng)的專用接口芯片，它的每一個(gè)計(jì)數(shù)器都可以按照控制字的規(guī)定有6種不同的工作方式，每種工作方式中都有以下三種情況：*正常計(jì)數(shù)的波形圖；*正在計(jì)數(shù)過程中改變門控信號(hào)GATE后對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)工作的影響；*正在計(jì)數(shù)的過程中改變計(jì)數(shù)值對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)工作的影響。方式0——計(jì)數(shù)結(jié)束中斷方式(InterruptonTerminalCount)方式0的工作時(shí)序如圖7.4(a)(b)(c)所示。工作方式0有如下特點(diǎn)：a、門控信號(hào)GATE必須為1，計(jì)數(shù)器才能計(jì)數(shù)；b、計(jì)數(shù)時(shí)通道輸出端OUT一直為0；c、通道計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0后，OUT由0到1，同時(shí)計(jì)數(shù)器停止工作。圖7.4(a)方式0正常計(jì)數(shù)CW=10LSB=3WRCLKGATEOUT322210FFCW=10LSB=3WRCLKGATEOUT322210FF圖7.4(b)方式0時(shí)GATE信號(hào)的作用圖7.4(c)方式0時(shí)計(jì)數(shù)過程中改變計(jì)數(shù)值例：設(shè)8253計(jì)數(shù)器通道0工作于方式0，用8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)值為50，二—十進(jìn)制，則它的初始化程序段如下：MOV AL，11H ；設(shè)置控制字OUT 43H，AL；寫入控制字寄存器MOV AL，50H；設(shè)置計(jì)數(shù)初值OUT 40H，AL ；寫入計(jì)數(shù)初值寄存器設(shè)8253占用端口地址40H~43H。注意8253寫計(jì)數(shù)值是由CPU的WR信號(hào)控制的，在WR信號(hào)的上升沿，計(jì)數(shù)值被送入對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值寄存器，在WR信號(hào)上升沿之后的下一個(gè)CLK脈沖才開始計(jì)數(shù)。如果設(shè)置計(jì)數(shù)初值N，輸出OUT是在寫入命令執(zhí)行后，第N+1個(gè)CLK脈沖之后，才變?yōu)楦唠娖降摹：竺娴姆绞?、2、4、5也有同樣的特點(diǎn)。2.方式1——可編程的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(ProgrammableOneShort)方式1的工作波形如圖8.5(a)、(b)、(c)所示。方式1工作過程如下：a、門控信號(hào)GATE是觸發(fā)信號(hào)，上升沿有效。即開始計(jì)數(shù)是由GATE的上升沿觸發(fā)的；b、

觸發(fā)后，通道計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，輸出端OUT由高變低；c、

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0，OUT再由低變高。

圖7.5(a)方式1正常計(jì)數(shù)LSB=3WRCLKGATEOUT3210FF32CW=12LSB=3WRCLKGATEOUT3210FF32CW=12圖7.5(b)方式1時(shí)GATE信號(hào)的作用LSB=3WRCLK321321CW=120GATEOUT圖7.5(c)方式1時(shí)計(jì)數(shù)過程中改變計(jì)數(shù)值LSB=2WRCLKGATEOUT4210FF3FECW=12LSB=4LSB=2WRCLKGATEOUT4210FF3FECW=12LSB=4例：設(shè)計(jì)數(shù)器通道1工作于方式1，按二進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)初值為4000H，它的初始化程序段為：MOV AL，62H ；工作方式控制字OUT 43H，AL MOV AL，40H ；送計(jì)數(shù)初值OUT 41H，AL設(shè)8253占用端口地址40H~43H。方式2的特點(diǎn)如下：a、

GATE門為1，計(jì)數(shù)器才能工作，對(duì)CLK端上的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；b、

當(dāng)計(jì)數(shù)器“減”計(jì)數(shù)到1時(shí)，輸出端由高變低，再經(jīng)過一個(gè)CLK周期，即計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0時(shí)，輸出端OUT又跳變?yōu)楦?。所以方?輸出周期性負(fù)脈沖信號(hào)，其寬度固定為一個(gè)CLK周期；c、

當(dāng)計(jì)數(shù)器的值減為0時(shí)，自動(dòng)重新裝入計(jì)數(shù)初值，實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。3.方式2——速率發(fā)生器(RateGenerator)方式2用門控信號(hào)達(dá)到同步計(jì)數(shù)的目的，波形圖如圖8.6(a)、(b)、(c)、(d)所示。圖7.6(a)方式2正常計(jì)數(shù)圖7.6(b)方式2時(shí)GATE信號(hào)的作用4CW=14LSB=5WRCLKGATEOUT3214534CW=14LSB=4LSB=5WRCLKGATEOUT321453圖7.6(c)方式2時(shí)計(jì)數(shù)過程中改變計(jì)數(shù)值例：設(shè)8253計(jì)數(shù)器0工作于方式2，按二進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)初值為0304H。MOV AL，00110100B ；設(shè)控制字，通道0，先讀/寫低8位

；再讀寫高8位，方式2，二進(jìn)制。OUT 43H，ALMOV AL，04H；送計(jì)數(shù)值低字節(jié)OUT 40H，ALMOV AL，03HOUT 40H，AL；送計(jì)數(shù)值高字節(jié)4.方式3——方波發(fā)生器(SquareWaveGenerator)方式3的工作過程同方式2，只是輸出的脈寬不同，波形如圖8.7(a)、(b)、(c)、(d)所示。圖7.7(a)方式3計(jì)數(shù)值為偶數(shù)時(shí)的波形圖7.7(b)方式3計(jì)數(shù)值為奇數(shù)時(shí)的波形圖7.7(c)方式3GATE信號(hào)的作用圖7.7(d)方式3計(jì)數(shù)過程中改變計(jì)數(shù)值例：設(shè)8253計(jì)數(shù)器2工作在方式3，按二—十進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)初值為4，則它的初始化程序段如下：MOVAL，10010111B ；計(jì)數(shù)器2，只讀/寫低8位，工作方式3，二~十進(jìn)制OUT43H，AL ；控制字送控制字寄存器MOVAL，4 ；送計(jì)數(shù)初值OUT42H，AL設(shè)8253占用端口地址40H~43H。方式4在工作過程中有以下特點(diǎn)：a、

門控信號(hào)GATE為高電平，計(jì)數(shù)器開始減1計(jì)數(shù)，OUT維持高電平；b、

當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0，輸出端OUT變低，再經(jīng)過一個(gè)CLK輸入時(shí)鐘周期，OUT輸出又變高。5.方式4——軟件觸發(fā)選通方式(SoftwareTriggeredStrobe)用方式4工作時(shí)，GATE門控信號(hào)只是用來允許或不允許定時(shí)操作的，定時(shí)的執(zhí)行過程由裝入的初值決定，波形圖如圖8.8(a)、(b)、(c)所示。圖7.8(a)方式4正常計(jì)數(shù)圖7.8(b)方式4GATE信號(hào)的作用圖7.8(c)方式4計(jì)數(shù)過程中改變計(jì)數(shù)值例：設(shè)8253計(jì)數(shù)器1工作于方式4，按二進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)初值為3，則初始化程序段為：MOV AL，058H ；設(shè)置控制字寄存器OUT 43H，AL ；送控制字MOV AL，3 ；置計(jì)數(shù)初值OUT 41H，AL ；送計(jì)數(shù)初值設(shè)8253占用端口地址40H~43H。

這種工作方式同方式4很相似，當(dāng)控制字寫入控制寄存器后，輸出端OUT變高。同方式4不同的一點(diǎn)是當(dāng)計(jì)數(shù)值寫入通道計(jì)數(shù)器后，通道并未被觸發(fā)，也就是計(jì)數(shù)器并不立即開始計(jì)數(shù)。只有當(dāng)GATE信號(hào)的上升沿觸發(fā)通道后，通道計(jì)數(shù)器才開始計(jì)數(shù)。6.方式5——硬件觸發(fā)選通方式(HardwareTriggeredStrobe)方式5為硬件觸發(fā)選通方式，完全由GATE端引入的觸發(fā)信號(hào)控制定時(shí)和計(jì)數(shù)，波形圖如圖8.9(a)、(b)、(c)所示。圖7.9(a)方式5正常計(jì)數(shù)OUTLSB=3WRCLKGATECW=1A3210FF3圖7.9(b)方式5時(shí)GATE信號(hào)的作用圖7.9(c)方式5時(shí)計(jì)數(shù)過程中改變計(jì)數(shù)值8253的六種工作方式可歸為兩類：充當(dāng)頻率發(fā)生器主要是作計(jì)數(shù)器來使用下面就從這個(gè)角度來討論總結(jié)OUT和GATE門的作用

8253的工作方式小節(jié)8253有兩種方式與頻率發(fā)生器有關(guān)，即方式2和發(fā)生3，

對(duì)OUT端方式2提供給用戶的是負(fù)脈沖方式3提供給用戶的是方波頻率發(fā)生器有關(guān)的工作方式在這個(gè)兩種方式下，GATE信號(hào)要始終保持為高對(duì)于計(jì)數(shù)器類，有方式0、1和方式4、5。啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的方式有兩種軟啟動(dòng)方式CPU把時(shí)間常數(shù)寫入相應(yīng)通道后，計(jì)數(shù)器就開始工作，我們可以稱之為軟件啟動(dòng)方式，在這種啟動(dòng)方式下，GATE要始終保持為高電平，所以方式0和方式4可以稱為軟件啟動(dòng)方式。與計(jì)數(shù)器器有關(guān)的工作方式硬件啟動(dòng)計(jì)數(shù)器CPU把時(shí)間常數(shù)寫入計(jì)數(shù)器后，即使GATE為高電平，計(jì)數(shù)器并不工作。只有GATE發(fā)生跳變，其上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)器工作，所以方式1和方式5就可以稱為硬件啟動(dòng)方式。計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，OUT有兩種輸出形式電平

方式0方式1負(fù)脈沖方式4和方式5

各種工作方式的輸出波形方式0方式1方式2方式3方式4方式50N0N0N0/N110NN/2

N/20/N0N01N01N01

剛接通電源時(shí)，8253芯片通道都處于未定義狀態(tài)，在使用之前，必須用程序把它們初始化為所需的特定模式，這個(gè)過程稱為初始化編程。

(1)寫入控制字

用輸出指令向控制字寄存器寫入一個(gè)控制字，以選定計(jì)數(shù)器通道，規(guī)定該計(jì)數(shù)器的工作方式和計(jì)數(shù)格式。

8253初始化編程(2)寫入計(jì)數(shù)初值

用輸出指令向選中的計(jì)數(shù)器端口地址中寫入一個(gè)計(jì)數(shù)初值，初值設(shè)置時(shí)要符合控制字中有關(guān)格式的規(guī)定。若是8位數(shù)，只要用一條輸出指令就可完成初值的設(shè)置。如果是16位數(shù)，則必須用兩條輸出指令來完成，而且規(guī)定先送低8位數(shù)據(jù)，后送高8位數(shù)據(jù)。注意，計(jì)數(shù)初值為0時(shí)，也要分成兩次寫入，因?yàn)樵诙M(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)它表示65536，在BCD計(jì)數(shù)時(shí)它表示10000。

8253工作過程中，CPU可用輸入指令讀取任一通道的計(jì)數(shù)值。CPU讀到的是執(zhí)行輸入指令瞬間計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。但8253的計(jì)數(shù)器是16位，所以要分2次讀至CPU。因此，若不鎖存的話，在前后兩次執(zhí)行輸入指令的過程中，計(jì)數(shù)值可能已經(jīng)變化了。鎖存當(dāng)前計(jì)數(shù)值有下面兩種方法：

①利用GATE信號(hào)使計(jì)數(shù)過程暫停。②向8253寫入一個(gè)方式控制字，

令8253通道的鎖存器鎖存。

例如，在某微機(jī)系統(tǒng)中，8253的3個(gè)計(jì)數(shù)器的端口地址分別為3F0H、3F2H和3F4H，控制字寄存器的端口地址為3F6H，要求8253的通道0工作于方式3，BCD計(jì)數(shù)，并已知對(duì)它寫入的計(jì)數(shù)初值n=1234（十進(jìn)制數(shù)），則初始化程序?yàn)椋?/p>

MOVOUTMOVAL，00110111B；控制字：選擇通道0，先讀/寫低字節(jié)，

；后高字節(jié)，方式3，BCD計(jì)數(shù)MOVDX，3F6H；指向控制口OUTDX，AL；送控制字MOVAL，34H；計(jì)數(shù)值低字節(jié),代表00110100BCDMOVDX，3F0H；指向計(jì)數(shù)器0端口OUTDX，AL；先寫入低字節(jié)AL，12H；計(jì)數(shù)值高字節(jié),代表0001010BCDDX，AL；后寫入高字節(jié)例應(yīng)用舉例1.8253定時(shí)功能的應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)遇到隔一定時(shí)間重復(fù)某一個(gè)動(dòng)作的應(yīng)用。

設(shè)某應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)提供一個(gè)頻率為10kHz的時(shí)鐘信號(hào)，要求每隔100ms采集一次數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)中，采用8253定時(shí)器的通道0來實(shí)現(xiàn)這一要求。將8253芯片的CLK0接到系統(tǒng)的10kHz時(shí)鐘上，OUT0輸出接到CPU的中斷請(qǐng)求線上，8253的端口地址為10H~13H，如圖7.11所示。中斷請(qǐng)求信號(hào)CPU總線OUT0圖8.118253用于定時(shí)中斷(1)選擇工作方式

由于系統(tǒng)每隔100ms定時(shí)中斷一次，則采樣頻率為10Hz，可選用方式2來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)8253定時(shí)器工作在方式2時(shí)，在寫入控制字與計(jì)數(shù)初值后，定時(shí)器就啟動(dòng)工作，每到100ms時(shí)間，即計(jì)數(shù)器減到1時(shí)，輸出端OUT0輸出一個(gè)CLK周期的低電平，向CPU申請(qǐng)中斷，CPU在中斷服務(wù)程序中完成數(shù)據(jù)采集，同時(shí)按原設(shè)定值重新開始計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)值的自動(dòng)重裝。

(2)確定計(jì)數(shù)初值已知

fCLK0=10kHz，則TCLK0=0.1ms，所以，計(jì)數(shù)初值

N=TOUT0/TCLK0=100ms/0.1ms=1000=03E8H

(3)初始化編程根據(jù)以上要求，可確定8253通道0的方式控制字為00110100B，即34H。

初始化程序段如下：

MOVAL，34H；通道0，16位計(jì)數(shù)，方式2，二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT13H，AL；寫入方式控制字到控制字寄存器MOVAL,0E8H;計(jì)數(shù)初值低8位OUT10H，AL；寫入計(jì)數(shù)初值低8位到通道0MOVAL,03H;計(jì)數(shù)初值高8位OUT10H，AL；寫入計(jì)數(shù)初值高8位到通道0例2.8253計(jì)數(shù)功能的應(yīng)用

通過PC機(jī)系統(tǒng)總線在外部擴(kuò)展一個(gè)8253，利用其通道0記錄外部事件的發(fā)生次數(shù)，每輸入一個(gè)高脈沖表示事件發(fā)生1次。當(dāng)事件發(fā)生100次后就向CPU提出中斷請(qǐng)求（邊沿觸發(fā)），假設(shè)8253片選信號(hào)的I/O地址范圍為200H~203H，如圖7.12。

外部事件產(chǎn)生A0A1A3~A9譯碼電路圖8.128253用于外部事件的計(jì)數(shù)

根據(jù)要求，可以選擇方式0來實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)初值N=100。8253初始化程序段如下：

MOVDX，203H；設(shè)置方式控制字地址MOVAL，10H；設(shè)定通道0為工作方式0，二進(jìn)制計(jì)數(shù)，只寫入

；低字節(jié)計(jì)數(shù)值OUTDX，AL

MOVDX，200H；設(shè)置計(jì)數(shù)器通道0的地址MOVAL，64H；計(jì)數(shù)初值為100OUTDX，AL

例33.8253計(jì)數(shù)通道的級(jí)聯(lián)應(yīng)用

已知某8253占用I/O空間地址為320H~323H，如圖7.13所示，輸入其CKL1端的脈沖頻率為1MHz，要求用8253連續(xù)產(chǎn)生10秒的定時(shí)信號(hào)。

分析：8253的一個(gè)通道的最大計(jì)數(shù)范圍為65536，本例中要求輸出10秒定時(shí)信號(hào)，則計(jì)數(shù)初值N=10/10-6=107，超過了8253一個(gè)通道的最大計(jì)數(shù)值，此時(shí)可以使用2個(gè)8253通道級(jí)連方式來實(shí)現(xiàn)。若級(jí)連前2個(gè)通道的初值為N1和N2，則級(jí)連后作為一個(gè)整體的計(jì)數(shù)值為N=N1×N2。

通道1通道210秒定時(shí)輸出圖8.138253通道的級(jí)聯(lián)

設(shè)計(jì)數(shù)器初值N1=500=1F4H，N2=20000=4E20H，使用方式2，二進(jìn)制計(jì)數(shù)，則通道1、2的初始化程序如下：MOVDX，323H

MOVAL，74H；01110100B，通道1，寫入16位初值，方式2，

；二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUTDX，AL；寫入通道1方式字MOVDX，321HMOVAL,0F4HOUTDX，AL；寫入初值500的低8位入通道1MOVAL，01H

OUTDX，AL；寫入初值500的高8位入通道1MOVDX，323H

MOVAL，0B4H；10110100B，通道2，寫入16位初值，方式2，

；二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUTDX，AL；寫入通道2方式字MOVDX，322H

MOVAL，20H

OUTDX，AL；寫入通道2初值20000的低8位MOVAL，4EH

OUTDX，AL；寫入通道2初值20000的高8位8253應(yīng)用舉例例：現(xiàn)有一個(gè)高精密晶體振蕩電路，輸出信號(hào)是脈沖波，頻率為1MHz。要求利用8253做一個(gè)秒信號(hào)發(fā)生器，其輸出接一發(fā)光二極管，以0.5秒點(diǎn)亮，0.5秒熄滅的方式閃爍指示。設(shè)8253的通道地址為80H～86H（偶地址）解：1、時(shí)間常數(shù)計(jì)算這個(gè)例子要求用8253作一個(gè)分頻電路，而且其輸出應(yīng)該是方波，否則發(fā)光二極管不可能等間隔閃爍指示。頻率為1MHz信號(hào)的周期為1微妙，而1Hz信號(hào)的周期為1秒，所以分頻系數(shù)N可按下式進(jìn)行計(jì)算：

由于8253一個(gè)通道最大的計(jì)數(shù)值是65536，所以對(duì)于N＝1000000這樣的大數(shù)，一個(gè)通道是不可能完成上述分頻要求的。由于即取兩個(gè)計(jì)數(shù)器，采用級(jí)聯(lián)方式。2、電路

3、工作方式選擇由于通道1要輸出方波信號(hào)推動(dòng)發(fā)光二極管，所以通道1應(yīng)選工作方式3。對(duì)于通道0，只要能起分頻作用就行，對(duì)輸出波形不做要求，所以方式2和方式3都可以選用。

這樣對(duì)于通道0，我們?nèi)」ぷ鞣绞?，BCD計(jì)數(shù)；對(duì)于通道1，我們?nèi)」ぷ鞣绞?，二進(jìn)制計(jì)數(shù)（當(dāng)然也可選BCD計(jì)數(shù)）4、程序 moval,00110101b ；通道0控制字 out86h,al moval,00 ；通道0初始計(jì)數(shù)值 out80h,al moval,10h out80h,al moval,01110110b ；通道1控制字 out86h,almoval,0e0h ；通道1初始計(jì)數(shù)值，03E8H=1000BCD out82h,al moval,03h out82h,al978253應(yīng)用例一采用8253作定時(shí)/計(jì)數(shù)器，其接口地址為0120H~0123H。輸入8253的時(shí)鐘頻率為2MH。要求：CNT0每10ms輸出一個(gè)CLK周期寬的負(fù)脈沖CNT1輸出10KHz的連續(xù)方波信號(hào)CNT2在定時(shí)5ms后產(chǎn)生輸出高電平畫線路連接圖，并編寫初始化程序.工作的計(jì)數(shù)器工作方式計(jì)數(shù)初值啟動(dòng)方式計(jì)數(shù)脈沖頻率988253應(yīng)用例計(jì)算計(jì)數(shù)初值：CNT0：10ms/0.5us=20000CNT1：2MHz/10KHz=200CNT2：5ms/0.5us=10000確定控制字：

CNT0：方式2，16位計(jì)數(shù)值CNT1：方式3，低8位計(jì)數(shù)值CNT2：方式0，16位計(jì)數(shù)值001101000101011010110000998253應(yīng)用例CLK0GATE0OUT1D0~D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器8253CLK2GATE1GATE2+5VCLK12MHzOUT0OUT21008253應(yīng)用例——初始化程序CNT0：MOVDX，0123HMOVAL，34HOUTDX，ALMOVDX，0120HMOVAX，20000OUTDX，ALMOVAL，AHOUTDX，ALCNT1：

……CNT