雖然寫這個部落格主要目的是為了給我自己做一個思路記憶錄，但是如果你恰好點了進來，那麼先對你說一聲歡迎。我並不是什麼大觸，只是一個菜菜的學生，如果您發現了什麼錯誤或者您對於某些地方有更好的意見，非常歡迎您的斧正！

第1節——定時器和計數器的概念

計數/Counter：統計某物件的數量（典型的計數物件是脈衝）

定時/Timer：定時的本質是計數。當計數物件出現的“時間間隔”固定且已知，則

                    

定時時間=計數數量×時間間隔

第2節——8253A的結構和工作原理

8253A的結構和基本特點

①有3個16位相互獨立的計數器：T0, T1, T2

②每個計數器都可以按照二進位制或二—十進位制計數

③每個計數器可設定6種不同的工作方式

④每個計數器可以預置計數初值（時間常數）

⑤計數器的當前計數值可被CPU讀出

 

8053A的外部引腳【24腳，+5V】

功能引腳（面向CPU的訊號線）	功能引腳（面向I/0的訊號線）
①資料匯流排D0~D7 三態輸出/輸入線：資料、命令和狀態	⑥時鐘訊號CLK 計數的物件：每輸入1個脈衝便計數1次。 CLK 0、CLK 1、CLK 2
②片選線（CS） 低電平有效。由地址譯碼的結果控制	⑦門控訊號GATE 控制計數的啟動、暫停、禁止 具體功能和工作方式有關 GATE0、GATE1、GATE2
③ 讀訊號(RD) 低電平有效。對8253A暫存器進行讀操作	⑧計數器輸出OUT 輸出特定波形標識定時或計數完畢或計數過程 OUT0、OUT1、OUT2
④寫訊號(WR) 低電平有效。對8253A暫存器進行寫操作
⑤地址線A1A0 接到系統地址匯流排的A1A0 A1A0用於選擇8253A內部暫存器。

●8253A內部有6個模組

①3個獨立的計數器         結構完全相同，完成計數過程 ②資料匯流排緩衝器         與CPU資料匯流排D0~D7相連              寫入命令字              寫入計數初值              讀出計數初值或當前值 ③控制命令暫存器          接收控制命令，選擇計數器及設定工作方式 ④讀寫邏輯          根據CPU讀/寫訊號和地址訊號選擇資料傳輸方向和埠

計數器工作原理

通過控制命令結合GATE，以某種特定方式對CLK脈衝進行計數並在OUT端輸出相應波形。

●計數初值C的確定

計數初值C決定了計數的次數或定時的長度

①單純的計數：直接設定

②作為定時用，把時間L轉成相應的計數C

假設時鐘週期為TCLK （或頻率fCLK）

C = L / TCLK = L * fCLK

例： 定時 5ms , 時鐘1.19318MHz,

則 C = L * fCLK = 5*10-3 * 1.19318 * 106 = 5965

 

●8253A的埠選擇和操作

埠選擇：4個埠：T0,T1,T2,控制埠

CS 片選	RD 讀操作	WD 寫操作	A1 地址線	A0 地址線	選中的物件	操作
0	1	0	0	0	T0	寫入“計數初值”
0	1	0	0	1	T1	寫入“計數初值”
0	1	0	1	0	T2	寫入“計數初值”
0	1	0	1	1	控制暫存器	寫“工作方式控制字”
0	0	1	0	0	T0	讀“當前計數值”
0	0	1	0	1	T1	讀“當前計數值”
0	0	1	1	0	T2	讀“當前計數值”
0	0	1	1	1	三態
1	×	×	×	×	三態
0	1	1	×	×	三態

第3節——8253A的初始化和基本操作

●控制埠：工作方式控制字（選擇計數器並設定工作方式）

①選擇計數器：T0，T1或T2

②確定讀寫資料方式（8位或16位，位元組位置和順序）

③確定計數器的工作方式（方式0~5）

④確定計數的機制（二進位制碼或BCD碼）

●T0或T1或T2埠：設定計數初值

寫入計數初值：向選定的計數器寫入計數初值

工作方式控制字（CW）

①選擇計數器：T0，T1或T2

②確定讀寫資料方式（8位或16位，位元組位置和順序）

③確定計數器的工作方式（方式0~5）

④確定計數的機制（二進位制碼或BCD碼）

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
SC1	SC0	RW1	RW0	M2	M1	M0	BCD
計數器選擇		讀寫資料方式		工作方式			碼制
0 0 ：T0 0 1 ：T1 1 0 ：T2 1 1 ：不用		00：不用（鎖存） 0 1 ：低8位 1 0 ：高8位 1 1 ：先低後高		0 0 0 ：方式0 0 0 1 ：方式1 X 1 0 ：方式2 X 1 1 ：方式3 1 0 0 ：方式4 1 0 1 ：方式5			0 ：二進位制 1 ：BCD

●課堂作業1

工作方式控制字  晶片地址304（即304～307且控制埠307）

例： T1 ，方式0，二進位制，計數初值BYTEH：BYTEL。

MOV DX, 307H                ; 命令口，把16位資料307H送到DX暫存器

MOV AL, 01110000B      ；工作方式控制字，把控制字0111000B送到AL暫存器

OUT DX, AL                    ；把AL中的控制字寫入命令暫存器

MOV DX, 305H                ； T1資料口，把305H送到DX暫存器

MOV AL, BYTEL             ；計數初值低位元組

OUT DX, AL

MOV AL, BYTEH            ；計數初值高位元組

OUT DX, AL

●8253A的基本操作：

①獲取當前計數值：直接讀取或鎖存命令

②獲得工作狀態：獲得狀態字

③通過向控制埠寫特定的字完成

●鎖存命令：

 

●課堂作業2

鎖存命令  晶片地址304（即304～307且控制埠307）

例：讀出T2當前計數值（16位），並裝入AX暫存器。

MOV DX, 307H              ;命令口            

MOV AL, 10000000B    ；T2的鎖存命令

OUT DX, AL                  ；寫入命令暫存器

MOV DX, 306H             ；T2資料口

IN AL, DX                     ；讀T2的當前計數值的低8位

MOV BL , AL

IN AL, DX                     ；讀T2的當前計數值的高8位

MOV AH, AL

MOV AL , BL

第4節——8253A的工作方式和應用 

●工作方式：方式0~方式5

●工作方式的主要差異：

①OUT訊號或波形

②計數的啟動方式（軟體啟動、硬體啟動（GATE））

③初值（/重新）裝入的生效方式

 

●方式0：計數結束中斷方式

基本特點：典型的事件計數用法

①寫入工作方式控制字（CW, Control Word）

         OUT開始變成高電平

②寫計數初值C到初值暫存器

         下一個CLK週期把C裝入減1計數器。

         GATE高電平時立即開始計數。

③計數期間OUT維持低電平。

④當減1計數器減到0時OUT變為高電平。

⑤當重新寫入C後，立即開始新一輪計數

       OUT再次變成低電平

       計數期間，如果重寫計數寫計數值，立即重新開始計數。

⑥GATE：高電平：允許/繼續計數 ；低電平：禁止計數

⑦OUT可作中斷請求訊號【特點：被響應後才變低】

例子：計數初值C=4

●方式1 

同方式0很類似

①寫入控制字CW後，OUT變高電平。

②寫入計數初值C

③GATE上跳時，C裝入減1計數器，開始計數，OUT變低。

④整個計數過程中OUT維持低電平，直到計數結束才變高。

       OUT負脈衝寬度 = 計數初值 * CLK週期。

⑤如果計數過程中GATE出現上跳，則重新計數。

⑥計數過程中如果重寫初值，則要等當前計數結束且GATE再次出現上升沿後，才能開始新的計數

●方式1的應用場合：

改變計數初值C可產生不同寬度的低電平，獲取可變寬脈衝訊號

實現脈寬調製

 

●方式2：週期性負脈衝輸出，分頻器

若計數初值為N，則OUT輸出的頻率為CLK的1/N。又稱N分頻器。

①寫入控制字CW，OUT變成高電平。

②寫入計數初值C。

③若GATE為高電平時，下一個CLK週期把C寫入減1計數器，並開始計數。

④計數過程中OUT保持高電平，直到倒數第2個CLK。

⑤減一計數到1時，OUT輸出1個負脈衝（ 寬度為1個CLK週期）

⑥自動裝入C， OUT再次變成高電平，開始新一輪計數。

注意：

      方式2中啟動動計數器的方法有兩種

      軟體啟動過程：裝入計數初值

      硬體啟動過程：GATE上升沿

●方式2的應用場合：

      OUT正脈衝寬度 =（計數初值 - 1）x CLK週期

      OUT負脈衝寬度 = 1個CLK週期。

●方式3：週期性方波輸出

①與方式2基本相同：自動裝入計數初值C，迴圈計數

②不同之處：OUT輸出佔空比為1:1或近似1:1的方波

       C為偶數時，OUT的高、低電平前後各一半。

       C為奇數時:

                前(N+1) / 2個CLK：OUT高電平

                後(N -1) / 2個CLK：OUT低電平。

●特點：

①減1計數器每次計數減2。

②OUT輸出方波訊號

③計數器有軟體啟動和有硬體啟動兩種方式。

●方式4：單次負脈衝輸出

計數過程和特點

由軟體啟動計數：寫入計數初值C觸發計數器開始工作：

①設定方式後，OUT為高電平；

②寫入C後，在下一個CLK開始計數

③計數期間OUT保持高電平

④計數結束輸出1個CLK的負脈衝，然後OUT恢復高電平。

⑤GATE作用

     高電平：允許計數；

     低電平：停止（不是暫停）計數

     恢復高電平：重新開始新一輪的計數。

⑥重寫新的計數初值

     不影響當前計數過程，直到下一輪計數時才生效

●方式5：單次負脈衝輸出

同方式4類似，單次負脈衝輸出，硬體觸發

       GATE上升沿觸發計數開始

①寫入C後，不立即計數，而要由GATE上升沿啟動計數。

②計數過程中OUT維持高電平

③計數到0後，OUT輸出1個CLK的負脈衝後恢復高電平。

④在計數過程中，如GATE出現上升沿，立即開始新一輪計數

●6種工作方式的總結

●差異

①計數過程和計數結束時OUT電平的高低和持續時間（波形）

②單次計數或自動迴圈計數

③計數的啟動方式：軟體（寫計數初值）或硬體（GATE）

●方式0和方式 1

①輸出波形類似

②無自動重灌C的能力

③啟動計數的觸發訊號不一樣

       方式0：軟體（寫初值）

       方式1：硬體（GATE上沿）

●方式2 （N分頻器）和方式3 （方波發生器）

①計數初值自動重灌，迴圈計數

②OUT頻率:CLK的N分之一;

③方式2：計數時高電平，結束時1個CLK負脈衝

④方式3：前一半為高，後一半為低

●方式4 （單次負脈衝）和5方式（單次負脈衝）

①輸出波形相同：單次負脈衝

②無自動重灌能力

③啟動計數方式不同：方式4：軟體，方式5：硬體

●方式2 （N分頻）和方式4與5

①方式2：週期性負脈衝

②方式4與5：單次負脈衝