8253工作原理解析
微机原理 可编程计数器定时器8253及应用
第八章 可编程计数器/定时器8253及应用 8-1 8253工作原理
一、8253的内部结构与引脚信号 二、8253的初始化编程
三、8253的工作方式
四、8253与系统的连接
8-2 8253的应用举例
一、8253定时功能举例 二、8253计数功能举例
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第八章
定时/计数技术概述
计算机中常用到定时功能，如：动态RAM刷新、
第八章
二、8253的初始化编程
8253的初始化编程按顺序分两步完成：
1、写入控制字
2、写入计数初值
初始化编程的几点说明： 对3个计数通道的初始化编程没有先后顺序
若是16位数，必须用两条OUT指令来完成，且先送低8
位数据，后送高8位数据。 若计数初值为0时，要分成两次写入。0在二进制计数
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第八章
8253方式3
4、方式3——方波发生器
时序图
计数初值为偶数时的波形
CW=16H WR CR=4 CLK GATE LSB=4
OUT
CRCE 4
CRCE 2
19
CRCE
2 4
CRCE 2 4
CRCE 2 4
4
第八章
8253方式3 计数初值为奇数时的波形
CW=16H WR
LSB=5 CR=5
CLK GATE
OUT CRCE 5 4 CRCE 2 5 CRCE CRCE 4 2 5
2
5
20
第八章
8253方式4
5、方式4——软件触发选通
时序图
CW=18H WR
LSB=2 CR=2
LSB=2 CR=2
CLK GATE OUT CRCE 2 1 CRCE 0 2 1 0 0
8253的工作原理
8253的工作原理8253是一种计数器/定时器芯片，它通过与计算机的输入输出接口相连接，用来执行各种计数和定时操作。
8253具有三个可独立使用的计数器，分别称为计数器0、计数器1和计数器2。
计数器0和计数器1是16位计数器，可以被配置为16位二进制计数器或BCD （二进制编码十进制）计数器。
计数器2是一个8位计数器，只能是二进制计数器。
8253工作的基本原理是通过对计数器寄存器的编程配置，将计数器模式、分频因子和初始计数值设置为期望的值。
然后，8253开始计数，每经过一个时钟周期，计数器的值会递增一次。
当计数器的值和设定的目标值相等时，8253可以产生一个触发信号，可以用来触发中断或产生特定的定时操作。
计数器0和计数器1能够按照不同的计数模式工作。
其中，计数模式0是16位二进制计数器或BCD计数器，计数器值递增或递减，直到计数器达到最大值或最小值时就会重置。
计数模式1是16位计数器，当计数器的值和设定的目标值相等时，计数器会重置为初始值。
计数模式2与计数模式1相似，但在计数器达到目标值时，会产生一个短脉冲。
计数模式3是计数器1和计数器2之间的模式，计数器1会根据计数器2的值进行递增或递减。
计数模式4和模式5分别是软件触发的单脉冲发生器和硬件触发的单脉冲发生器。
除了计数模式之外，8253还提供了可编程的分频器。
分频器可以将输入时钟信号进行分频，从而改变计数器的计数速度。
分频因子可以设置为2、4、8、...、2^16，因此可以根据需要选择合适的分频因子来控制计数速度。
综上所述，8253是一种可编程的计数器/定时器芯片，根据计数模式和分频器配置可以实现各种计数和定时操作。
它通过与计算机接口相连接，可以广泛应用于许多需要计数和定时功能的电子设备和系统中。
微机原理8253
OUT
1、 结构
8位双向三态。用于与CPU交换信息。 • 初始化时，CPU向其写入命令字等， 计数值； • CPU读取计数值。
计数器/ 数据总线 缓冲器
接收来自系统总线 的控制信号，以产 生控制整个芯片工 作的控制信号 计数器 0号 定时器通 道。 由16位的 可预置值 的减法计
读/ 写 逻辑
计数器 1号
数器构成。
初始化时，由CPU 写入控制字以决定 某通道的工作方式。
控制字 寄存器
计数器 2号
端口选择
8253有3个独立的计数器（计数通道），其内部结构完全 相同，如图3.3所示。 图3.3表示计数器由16位计数初值寄存器、减1计数器和当 前计数值锁存器组成。
8253无论作定时器用，还是作计数器用，其内部操 作完全相同，区别只在于前者是由计数脉冲（间隔不一 定相同）进行减1计数，而后者是由周期一定的时钟脉 冲作减1计数。作计数器用时，要求计数的次数可直接 作为计数初值预值到减1计数器；作定时器用时，计数 初值即定时系数应根据要求定时的时间和时钟脉冲周期 进行如下换算才能得到： 定时系数=要求定时的时间/时钟脉冲周期 计数初值与输入时钟（CLK）频率及输出波形（OUT） 频率之间的关系为 Ci＝ CLK／OUT 或 TC=CLK／OUT 利用关系式，可以计算出当给定CLK频率，要求所输出 的波形的频率为某值时的计数初值。
一、基本概念
一、定时/计数 在计算机系统、工业控制领域、乃至日常生活中，都存在定时、计 时和计数问题，尤其是计算机系统中的定时技术特别重要。 1.定时 定时和计时是最常见和最普遍的问题，一天24小时的许晓称为日时 钟。 2.计数 计数使用得更多。 3.定时与计数的关系 计时的本质就是计数，只不过这里的“数”的单位是时间单位。
接口技术实验-8253定时计数器
接口技术实验报告
实验三：可编程定时/计数器8253
一、实验目的
1、学会8253芯片和微机接口的原理和方法。
2、掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。
二、实验设备
微机原理实验箱、计算机一套。
三、实验内容
8253计数器0,1工作于方波方式，产生方波。
四、实验原理
本实验用到三部分电路：脉冲发生电路、分频电路以及8253定时器/计数器电路。
脉冲发生电路：实验台上提供8MHZ的脉冲源，见下图，实验台上标有8MHZ的插
孔，即为脉冲的输出端。
脉冲发生电路
分频电路：该电路由一片74LS393组成，见下图。
T0-T7为分频输出插孔。
该计数器在加电时由RESET信号清零。
当脉冲输入为8.0MHZ时，T0-T7输出脉冲频率依次为4.0MHZ，2.0MHZ，1.0MHZ，500KHZ，250KHZ，125KHZ，62500HZ，31250HZ。
分频电路
8253定时器/计数器电路：该电路由1片8253组成，8253的片选、数据口、地址、读、写线均已接好，时钟输入分别为CLK0、CLK1。
定时器输出、GATE控制孔对应如下：OUT0、GATE0、OUT1、GATE1。
原理图如下：
注：GATE信号无输入时为高电平
8253定时器/计数器电路
四、实验连线
1、实验连线：
T接8.0MHZ；CLK0插孔接分频器74LS393（左下方）的T2插孔； OUT0接CLK 1；OUT1接发光二极管；
各通道门控信号GATE +5V
2、编程调试程序。
3、全速运行，观察实验结果。
8253的内部结构与工作方式
8253的内部结构和工作方式8253具有3个独立的计数通道，采纳减1计数方式。
在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。
当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。
一、8253内部结构8253芯片有24条引脚，封装在双列直插式陶瓷管壳内。
1.数据总线缓冲器数据总线缓冲器与系统总线连接，8位双向，与CPU交换信息的通道。
这是8253与CPU之间的数据接口，它由8位双向三态缓冲存储器构成，是CPU与8253之间交换信息的必经之路。
2.读／写操纵读／写操纵分不连接系统的IOR#和IOW#，由CPU操纵着访问8253的内部通道。
接收CPU送入的读／写操纵信号，并完成对芯片内部各功能部件的操纵功能，因此，它实际上是8253芯片内部的操纵器。
A1A0：端口选择信号，由CPU输入。
8253内部有3个独立的通道和一个操纵字寄存器，它们构成8253芯片的4个端口，CPU可对3个通道进行读／写操作3对操纵字寄存器进行写操作。
这4个端口地址由最低2位地址码A1A0来选择。
如表9.3.1所示。
3.通道选择(1) CS#——片选信号，由CPU输入，低电平有效，通常由端口地址的高位地址译码形成。
(2) RD#、WR#——读／写操纵命令，由CPU输入，低电平有效。
RD#效时，CPU读取由A1A0所选定的通道内计数器的内容。
WR#有效时，CPU将计数值写入各个通道的计数器中，或者是将方式操纵字写入操纵字寄存器中。
CPU对8253的读／写操作如表9.3.2所示。
4.计数通道0～2每个计数通道内含1个16位的初值寄存器、减1计数器和1个16位的（输出）锁存器。
8253内部包含3个功能完全相同的通道，每个通道内部设有一个16位计数器，可进行二进制或十进制（BCD码）计数。
采纳二进制计数时，最大计数值是FFFFH，采纳BCD码计数时。
最大计数值是9999。
与此计数器相对应，每个通道内设有一个16位计数值锁存器。
必要时可用来锁存计数值。
8253工作原理
（3）方式1：可编程的硬件触发单拍脉冲。
特点：写入控制字寄存器后，输出OUT就变高；GATE的上升 沿触发计数，同时OUT变低，直到计数到0 ；遇到GATE的上 升沿时，自动重新计数。
（4）方式2：速率发生器。
特点：写入控制字寄存器后，输出OUT就变高；GATE为高计 数；计数到1时， OUT变低，计数到0时， OUT变高，并自动 重新计数。 GATE为低时，禁止计数，直到GATE变高，重新 自动写入计数值计数。一般作为分频器使用。
（7）方式5：硬件触发的选通信号发生器。
特点：写入控制字寄存器后，输出OUT就变高；GATE的上升 沿触发计数；计数到0时， OUT为低，经过一个CLK周期 后 变为高。只有遇到GATE的上升沿时，自动重新计数。
（8）8253的工作方式小结。 1）方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个 CLK周期的负脉冲，但方式2连续工作，方式4由软件触发 启动，方式5由硬件触发启动。 2）方式5与方式1的工作过程相同，但输出波形不同，方 式1输出的是宽度为N个CLK脉冲的低电平有效的脉冲（计 数过程中输出为低），而方式5输出的是宽度为一个CLK 脉冲的负脉冲（计数过程中输出为高）。 3）输出端OUT的初始状态。方式0在写入方式字后输出为 低；其余方式，写入控制字后输出均变为高。 4）任一种方式，均是在写入计数初值之后才能开始计数 ，方式0、2、3、4都是在写入计数初值之后开始计数的， 而方式1和方式5需要外部触发启动才开始计数。
（5）方式3：方波速率发生器。
特点：与方式2类似，只是进行减2操作，直到0时， OUT变低 ，并自动重新写入计数值减2操作，直到0时， OUT变高。一 般作为方波发生器使用。
（6）方式4：软件触发的选通信号发生器。
河北专接本微机原理8253工作方式
河北专接本微机原理8253工作方式8253是一种微机原理的专接本技术，主要用于计时和计数应用。
它是由Intel公司设计的，并且被广泛应用于微处理器系统中。
本文将详细介绍8253的工作方式。
8253由3个计数通道组成，每个通道都具有一个16位的计数器寄存器，一个计数器控制寄存器和计数器输出端口。
每个通道都可以执行不同的计数功能，并且可以通过设置对应的控制寄存器来配置。
8253的主要工作模式有3种：方波发生器模式、比率发生器模式和计时器模式。
下面分别介绍这3种模式的工作方式。
1.方波发生器模式方波发生器模式下，计数器工作在一个循环计数的模式下，并产生一个固定频率的方波信号输出。
通过设置计数器控制寄存器，可以配置方波的频率和占空比。
具体的工作流程如下：-设置计数器控制寄存器，确定计数方式为方波发生器模式，并设置计数器的工作频率和占空比。
-启动计数器，计数器开始累加计数。
-当计数器的值达到设定的计数上限时，计数器会自动清零并继续计数。
-每次计数达到上限时，计数器输出端口会产生一次电平翻转，从而产生方波信号。
2.比率发生器模式比率发生器模式下，计数器工作在一个固定的计数上限下，并产生不同的方波信号输出。
通过设置计数器的初始计数值和计数上限，可以实现不同的频率和占空比。
具体的工作流程如下：-设置计数器控制寄存器，确定计数方式为比率发生器模式，并设置计数器的初始计数值和计数上限。
-启动计数器，计数器开始累加计数。
-当计数器的值达到计数上限时，计数器会自动清零，并产生一个电平翻转。
-根据初始计数值和计数上限的设置，可以实现不同频率和占空比的方波信号输出。
3.计时器模式计时器模式下，计数器工作在外部输入时钟的驱动下，并可以测量和记录时间间隔。
具体的工作流程如下：-设置计数器控制寄存器，确定计数方式为计时器模式。
-将外部时钟信号连接到计数器输入端口，计数器开始根据时钟信号进行计数。
-当计数器的值达到计数上限时，计数器会自动清零。
8253的内部结构与工作方式
8253的内部结构与工作方式8253是一种通用计数器/定时器芯片，由Intel公司于1975年研发。
它在计算机系统中主要用于计时、定时和频率发生的应用。
8253的内部结构和工作方式如下：1.内部结构：8253由一个16位计数器和三个16位计数器/分频器组成。
其中，计数器0和计数器2可以用作定时器，计数器1可以用作计数器或分频器。
-计数器0（工作于16位模式）：它可以生成一个周期性的方波信号。
它的输入时钟源可以是外部引脚CLK0或者是计数器2的输出CLK2、计数器0还可以分为两个8位计数器，其下方8位由计数器1的输出加法器控制。
-计数器1（工作于16位模式）：它可以将计数器0的输出值与一个可编程的初始计数值进行相加或相减。
它的输出可以用作计数器或分频器。
-计数器2（工作于8位模式）：它通常用于分频器功能。
它可以接收来自外部引脚CLK2的时钟输入，并将其分频为不同的输出频率。
2.工作方式：- 定时器模式：8253可以工作在三种不同的定时器模式：比率发生器模式（Mode 0）、硬件单触发模式（Mode 1）和软件可编程单脉冲模式（Mode 2）。
在这些模式下，计数器的工作频率和输出信号的脉冲宽度都可以通过编程来设定。
-计数器模式：计数器1可以通过读取或写入操作来读取或设置计数器的值。
当计数器溢出时，可以触发中断。
-分频器模式：计数器2可以工作为一个分频器，将输入时钟分频为指定的输出频率。
在应用方面，8253的工作方式与内部结构密切相关。
通过编程设置不同的计数器模式和计数器值，可以实现各种计时和频率发生的功能。
例如，可以使用8253来测量时间间隔、生成周期性信号、控制器件的定时操作等。
总结起来，8253的内部结构由三个计数器模块组成，分别用于不同的定时和计数功能。
通过设置不同的模式和计数值，可以实现各种计时和频率发生的应用。
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8253工作原理解析
8253是Intel公司推出的可编程定时/计数器芯片，主要用于微处理器系统的定时和计数功能。
它的工作原理是通过将时钟源与内部寄存器和计数器进行连接，并根据编程输入信号来控制计数和定时过程。
下面，我们将从时钟源、内部寄存器和计数器以及编程输入信号三个方面对8253的工作原理进行解析。
首先，时钟源是8253工作的基础。
该芯片可以接受外部的单脉冲信号作为时钟源，也可以使用芯片内部的时钟发生器来产生时钟信号。
时钟信号是8253芯片的主要驱动信号，它通过时钟输入端进入芯片内部的计数电路。
其次，8253芯片内部包含有3个独立的16位计数器。
这些计数器可以独立地工作，同时具有计数和定时功能。
每个计数器都有一个计数寄存器和一个输出端。
计数寄存器用于存储计数器的初值，并根据计时或计数的要求递减或递增。
输出端用于将计数结果输出给微处理器或其他外部设备。
计数器的计数和定时方式可以通过编程输入信号进行设置和控制。
最后，编程输入信号是8253芯片的控制信号，用于对计数器进行编程。
它可以由微处理器通过编程方式输入，以控制计数器的工作方式。
编程输入信号主要包括计数器选择信号、计数方式信号和计数值信号。
计数器选择信号用于选择要编程的计数器，将编程输入信号应用于对应的计数器。
计数方式信号用于设置计数器的计数方式，可以选择连续计数、单次计数、定时计数等方式。
计数值信号用于设置计数器的初值或定时值，根据计数或定时方式的不同，计数值信号的含义也不同。
总体来说，8253芯片的工作原理是将时钟源与内部寄存器和计数器相连，根据编程输入信号的设置，控制计数器的计数和定时过程。
通过编程方式，可以灵活地配置和控制8253芯片的功能，实现不同的计时和计数需求。