8253的工作方式解析

8253的工作方式

1.方式0 计数结束产生中断

8253用作计数器时一般工作在方式0。所谓计数结束产生中断，是指在计数值减到0时，输出端（OUT）产生的输出信号可作为中断申请信号，要求CPU进行相应的处理。方式0有如下特点：

① 当控制字写进控制字寄存器确定了方式0时，计数器的输出（OUT端口）保持低电平，一直保持到计数值减到0。

② 计数初值装入计数器之后，在门控GATE信号为高电平时计数器开始减1计数。当计数器减到0时输出端OUT才由低变高，此高电平输出一直保持到该计数器装入新的计数值或再次写入方式0控制字为止。若要使用中断，可以计数到0的输出信号向CPU发出中断请求，申请中断。

③ GATE为计数控制门，方式0的计数过程可由GATE控制暂停，即GATE=1时，允许计数；GATE=0时，停止计数。GATE 信号的变化不影响输出OUT端口的状态。

④ 计数过程中，可重新装入计数初值。如果在计数过程中，重新写入某一计数初值，则在写完新计数值后，计数器将从该值重新开始作减1计数。

2.方式1 可编程的单拍负脉冲

可编程的单拍负脉冲又称为单稳态输出方式，简称单稳定时。方式1的特点是：

① CPU写入控制字后，计数器输出OUT端为高电平作为起始电平，在写入计数值后计数器并不开始计数（不管此时GATE 是高电平还是低电平），而要由外部门控GATE脉冲上升沿启动，并在上升沿之后的下一个CLK输入脉冲的下降沿开始计数。

② GATE上升沿启动计数的同时，使输出OUT变低，每来一个计数脉冲，计数器作减一计数，直到计数减为 0时，OUT 输出端再变为高电平。OUT端输出的单拍负脉冲的宽度为计数初值乘以CLK端脉冲周期。设计数初值为N，则单拍脉冲宽度为N个CLK时钟脉冲周期。

③ 如果在计数器未减到0时，GATE又来一触发脉冲，则由下一个时钟脉冲开始，计数器将从初始值重新作减1计数。当减至0时，输出端又变为高电平。这样，使输出脉冲宽度延长。

3. 方式2 分频脉冲发生器

方式2是一种具有自动予置计数初值N的脉冲发生器。从OUT

端可以输出连续脉冲信号，脉冲宽度等于时钟脉冲周期，而计数初值N决定了输出端两个负脉冲之间的宽度即输出脉冲周期。方式2也叫N分频器，因为输出脉冲为输入脉冲的N 分频，即出现N个输入脉冲才输出一个脉冲。方式2有如下特点：

① N分频计数器，这种方式是输出对输入脉冲按计数器计数初值N分频后的连续脉冲。

② 当CPU写入控制字后OUT端输出为高电平作为起始电平，在写入计数值N后将立即自动开始对输入脉冲CLK 计数，输出端仍一直为高；当计数器减到1时，输出变低，计数器减到0时又变为高，计数器重新按已写入的计数值N继续计数，周而复始，在OUT端输出一个N分频脉冲，其正脉搏冲宽度为（N-1）个输入脉冲时钟周期（是N个CLK时钟脉冲周期之和），而负脉冲输出宽度（持续时间）是一个CLK脉冲周期。

③ GATE用于控制计数，GATE=1，允许计数；GATE=0，停止计数。因此，可以用GATE来使计数器同步。

④ 在方式2下，不但高电平的门控信号有效，上升跳变的门信号也是有效的。

4. 方式3 分频方波发生器

方式3的特点是：

① 方式3常用于波特率发生器。方式3和方式2类似。但输出为方波或近似方波的矩形波。

② 写入方式3控制字后输出为高电平。写入计数值后计数器自动开始对输入CLK脉冲计数，输出OUT仍保持为高；在计数完成一半时，输出OUT变为低电平，直到计数器全部完成，输出OUT又变为高电平，并重复上述计数过程。

③ 若计数值N为偶数时，OUT方波的占空比为1：1；若N 为奇数，其占空比为：（N+1）/2：（N-1）/2 [即输出分频波高电平宽度为（N+1）/2 CLK周期，低电平周期为（N-1）/2 CLK周期]。

5. 方式4 软件触发选通脉冲发生器

方式4是类似于方式0的工作方式，计数器是靠置入新的计数初值这个软件操作来触发计数器工作的，故称为软件触发。方式4有如下特点：

① 方式4是靠写入计数值来进行软件触发的“一次性有效”的选通脉冲发生器。写入控制字后输出端OUT变为高，并一直保持。在写入计数初值之后开始计数，当计数到0时输出端OUT变为低，维持一个CLK周期后又恢复为高，并一直保持为高，直到再次写入计数来进行“软件触发”才能

再次开始。

② 若GATE=1，允许计数；GATE=0，停止计数。

③ 方式4的负脉冲输出常作为选通脉冲。

6. 方式5 硬件触发选通脉冲发生器

方式5有如下特点：

① 方式5类似于方式4，所不同的是GATE端输入信号的作用不同。方式5是硬件触发，是在外部硬件发出门控信号后才发生的。

② 方式5是靠门控脉冲GATE的上升沿来进行触发的选通脉冲发生器。写入控制字后输出端OUT为高，这是初始电平；写入计数值后计数器并不开始计数，而要由门控脉冲GATE 上升沿触发后才开始计数，计数到0输出由高变低，一个CLK 时钟周期后又恢复为高，并一直保持，直到下次门控脉冲触发再次开始计数。

③ 在此方式中，计数器可重新触发，在任何时候，当GATE 信号的上升沿到来，将把计数初值重新送入计数器，然后开始计数过程。

8253的控制字

SC1，SC0——计数通道选择位。由于8253内部3个计数通道各有一个8位的控制字寄存器，而这三个控制字寄存器共用同一个控制端口地址，所以控制字中设置SC1，SC0这两位来确定CPU当前发出的控制字是写入哪个计数通道的控制字寄存器中。具体选择如图.

RL1，RL0——读/写操作方式位。这两位用来确定对选中的计数通道进行读/写操作方式。当CPU对8253进行16位读/写操作时，可以只读/写高8位或只读/写低8位，也可以读/写16位。读/写16位时，先读/写低8位，后读/写高8 位，具体是哪种操作方式由RL1，RL0这两位的编码确定。由于8253的数据线只有（D7～D0），一次只能传送8位数据，故传送16位数据时，要分两次进行。

M2，M1，M0——工作方式择位。8253的每个计数通道有6