8253可编程计数器/定时器详解：从结构到编程实战

8253可编程计数器/定时器详解：从结构到编程实战

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/2301_80035097/article/details/139307003

8253可编程计数器/定时器是计算机系统中常用的硬件组件，广泛应用于各种定时和计数任务。本文将详细介绍8253的内部结构、工作方式和编程方法，帮助读者深入了解这一重要硬件设备的工作原理和使用方法。

定时器和计数器的基本概念

在微机系统中，定时控制是一个非常重要的功能。定时器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。当计数电路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，常又称为计数器。

实现定时功能的方法主要有三种：

1. 软件延时：利用微处理器执行一个延时程序段实现
2. 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
3. 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定时计数器具有以下特点：

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

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

8253的工作方式

8253支持6种工作方式：

• 方式0：计数结束中断
  
• 方式1：可重触发单稳态
• 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

8253的编程

8253加电后的工作方式不确定，必须进行初始化编程才能正常工作。8253的编程主要包括：

1. 初始化编程

• 写入控制字
• 写入计数值

2. 读取计数值

• 锁存当前计数值
• 读取当前计数值

写入方式控制字

控制字写入控制字端口地址（A1A0＝11）

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

8253的端口地址

读取计数值

读取计数值时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

应用实例

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

总结

本文详细介绍了8253可编程计数器/定时器的内部结构、工作方式和编程方法。通过本文的学习，读者可以深入了解8253的工作原理和使用方法，为计算机硬件和底层编程的学习提供参考。