目录

前言

定时器可以理解为一个特殊的中断。计数器和定时器其实只是功能上的不同以及度量单位的不同，定时器里面肯定是有计数的。

【1】定时处理方法

1、定时的方法：

1、软件定时方式（不是很准确，会被其他中断打断计数过程）
■CPU干预
■指令执行时间作间隔
2、不可编程的硬件定时方式（就像保险丝熔断一样，并不是由程序控制的）
■方式固定
■硬件设定参数
3、可编程的硬件定时方式
■程序设定、程序控制
■中断.

2、定时和计数器

区别：对不同信号的计数
定时器：对时钟信号进行计数，所计数的脉冲具有周期性
计数器：对外部脉冲进行计数，所计数的脉冲周期性、非周期性都可能呈现。
计数和及时本质是相同的，他们都是对一个输入脉冲进行计数，如果输入脉冲的频率一定，那么记录脉冲的个数与所需的时间是一一对应的关系。例如输入脉冲频率为2Mhz，那么计数2x10 6

也就是1秒

【2】8253计数/定时器

1、特点：

1、可编程(工作方式/计数值)
2、三个独立的计数器通道
3、对初值进行减1计数
4、二进制/BCD计数初值
5、计数对象的最高频率为2MHz

2、芯片引脚以及电路：

由引脚可以看出，数据位是8位的，也就是说不能超过255；如果计数值超过255要分两次写。
读写控制电路以及三个计数器通道：

CLK(输入时钟)
OUT(输出时钟)
GATE(控制门)：高电平有效，是计数器的开关
访问8253的信号由两组产生：
1、从十六根总线拿出两个接A0、A1 ，进行端口寻址：00：通道0、01：通道1、10：通道2、11：控制寄存器
2、CS可以拿另外14根（部分或者全部）外加一些逻辑电路构成CS片选信号

3、连接方式：

连接方式

注意，控制寄存器是不可以读的。

4、工作原理：

控制寄存器：决定工作模式（定时还是计数）
状态寄存器：决定工作状态
初值寄存器：计数的初值
计数输出寄存器：CPU从中读当前的计数值
计数器：执行计数操作，CPU不能访问

寄存器

图

工作原理：对CLK信号进行减1处理
首先，CPU把控制字写入控制寄存器，计数初始值写入初值寄存器。
计数从初值开始，每当CLK信号出现一次，计数值减1，当计数值减到0，从OUT段输出规定的信号。
CLK信号出现，计数器是否减1，由门控制信号GATE决定。
CLK是计数输入信号，计数器对CLK端出现的脉冲个数进行计数：
CLK端可以输入外部事件
CLK端可以介入固定频率的时钟信号，从而实现计时。
OUT信号在计数结束时发生变化：
可将OUT作为外部设备的控制信号
可将OUT作为向CPU申请中断的信号
CPU可以从计数寄存器独处当前计数值，读前应向控制寄存器发出锁存信号
定时/计数器初值的计算：
定时时间=时钟脉冲周期 x 预置的计数初值
定时频率=时钟脉冲频率 / 预置的计数初值

5、寄存器配置

控制寄存器

a、初始化操作（三个通道单独初始化）

1、写入控制字
选择计数通道
设置工作方式
初值的访问方式
确定初值的数制(二进制/BCD)
计数器清零、OUT初始化
2、写入初值

例题1：设三个计数器的CR/OI端口地址为70H、71H、72H，控制寄存器端口地址73H。计数器0，工作模式2，CR/OL仅 使用低8位，=初值为100，计数值使用二进制

分析：
1、根据要求配置控制寄存器：0001 x100，这里x我们认为是0，所以配置字为14H
2、计数值100转为16进制：64H

MOV AL, 14H
OUT 73H, AL
MOV AL, 64H
OUT 70H, AL

例题2：例:设三个计数器的CR/OL端口地址为70H、71H、72H,控制寄存器端口地址73H。计数器1，工作模式1, CR/OL使用16位，
初值为1234，计数值使用BCD

分析：
1、根据要求配置控制寄存器：0111 0011，所以配置字为73H
2、计数值1234H，为16位，而输出一次只能是8位，所以，分高低位分批次输出

MOV AL, 73H
OUT 73H, AL
MOV AX, 1234H    ;此时是BCD码的形式，所以是1234
OUT 71H, AL
MOV AL, AH
OUT 71H, AL

b、读出命令

步骤：
1、发出锁存命令，使当前计数值锁存在OL中，而CE会继续计数
2、用IN语句读OL，获得当前计数值
例题：设三个计数器的CR/OL端口地址为70H、71H、72H，控制寄存器端口地址73H。读出计数器0的当前计数值，放在BX中
分析：
1、根据要求配置控制寄存器：0000 0000，0H
2、读出的值分为两次传出，先低位后高位


MOV AL, 0H
OUT 73H, AL
IN AL, 70H    ;从OL读取低位字节
MOV BL, AL    
IN AL, 70H    ;从OL读取高位字节
MOV BH, AL     ;此时BX的内容就是计数器当前的计数值

c、GATE的作用

1

d、工作方式配置

在具体学习6种工作方式之前（第一次看是有点晕的），我先找了几篇博客，了解一下大致特点以及6种方式的区别。

8253的六种工作方式
8253与8255的工作方式

硬件触发什么意思？：触发与否与gate门的状态有关。

[1]方式0 计数结束中断

计数器写完计数值时，开始计数(软件触发)，相应的输出信号OUT就开始变成低电平。当计数器减到零时，OUT立即输出高电平。
门控信号高电平时，计数器工作；为低电平时，计数器停止工作，计数值保持不变。
在计数器工作期间，如果重新写入新的计数值，计数器将按新写入的计数值重新工作。

方式0

例题：向8253的A1A0= 11B的地址写入0011 0000B，则表示计数器0设置成方式0，并且采用16位时常数，假设时常数为1500,则计数器0的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;    写入8253的方式控制字
MOV AL,0011 0000B
OUT DX,AL;
MOV DX,COUNTA;    计数器0置入时常数
MOV AX,1500
OUT DX,AL
XCHG AL,AH
OUT DX,AL

[2]方式1 可编程单稳脉冲

写入计数初值后，计数器开始工作。门控信号GATE上升沿有效，才开始工作(硬件触发)，使输出OUT变成低电平，直到计数器减到0后，输出才变高电平。
在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器重新装入原计数初值并重新开始计数。
如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的计数值记满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的计数初值开始工作。
方式1

例题：向8253的A1A0= 11B的地址写入0101 0010B，则表示计数器1设置成方式1，并且采用低8位时常数，假设时常数为15,则计数器1的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;    写入8253的方式控制字
MOV AL,0101 0010B
OUT DX,AL;
MOV DX,COUNTA;    计数器1置入时常数
MOV AX,15
OUT DX,AL

[3]方式2 频率发生器(分频器)

方式2是一种具有自动装入时间常数(计数初值N)的N分频器。
特点：一次设置计数初值，计数器可自动重复进行减“1”操作，减“1”计数回“0”，可以输出端输出一负脉冲信号。
写入计数初值后，GATE为高开始工作，计数器为0时，OUT输出一个时钟脉宽的负脉冲后自动回复高电平；同时自动重新装入原计数初值，反复计数。
如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的计数值记满回零后，才按新写入的计数初值开始工作。
在计数器工作期间，当GATE为低则停止计数，待GATE恢复后计数器重新装入原计数初值并重新开始计数。
方式2

例题：向8253的A1A0= 11B的地址写入1001 0100B，则表示计数器2设置成方式2，并且采用低8位时常数，假设时常数为13,则计数器1的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;    写入8253的方式控制字
MOV AL,1001 0100B
OUT DX,AL;
MOV DX,COUNTC;    计数器2置入时常数
MOV AX,13
OUT DX,AL

这样在OUT2端就产生了CLK2的13分频信号，若是通过逻辑电路实现起来比较麻烦

[4]方式3 方波输出(周期性方波输出)

方式3工作方式与方式2基本相同，也具有自动装入时间常数(计数初值)的功能。
不同之处在于：工作在3方式，引脚OUT输出的不是一个时钟周期的负脉冲，而是占空比为1:1或近似1:1的方波。当计数值为偶数时，输出在前一半的计数过程中为高电平，在后一半的计数过程中为低电平；为奇数时高电平比低电平宽一个时钟脉冲。
方式3

例题：向8253的A1A0= 11B的地址写入0011 0110B，则表示计数器0设置成方式3，并且采用16位时常数，假设时常数为2000,则计数器0的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;    写入方式控制字
MOV AL.0011 0110B
OUT DX,AL
MOV DX,COUNTA;    计数器置入时常数
MOV AX,2000
OUT DX,AL
XCHG AL,AH
OUT DX,AL

这样在OUT0端就产生了CLK0的2000分频的方波信号。

[5]方式4 软件触发选通

此方式设定后，输出OUT就开始变为高电平，GATE为高时，当写完计数值后开始计数。当计数器减到零后，OUT输出一个宽度为一个时钟脉冲的负脉冲，然后恢复高电平，并一直保持高电平。
门控信号GATE为高电平时，计数器工作，为低电平时，计数器停止工作，恢复为高电平后计数器又从原装入的计数初值开始减1工作。
在计数器工作期间，如果重新写入新的计数初值，不影响当前计数状态，仅当当前计数值记完后，计数值才按写入的计数值工作。

方式4

例题：向8253的A1A0= 11B的地址写入0101 1000B，则表示计数器1设置成方式4，并且采用低8位时常数，假设时常数为75,则计数器1的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;    写入方式控制字
MOV AL.0101 1000B
OUT DX,AL
MOV DX,COUNTA;    计数器置入时常数
MOV AL,75
OUT DX,AL

[6]方式5 硬件触发选通

方式5的工作特点是由GATE上升沿触发计数器开始工作。
在方式5工作方式下，当写入计数初值后，计数器并不立即开始计数，而要由门控信号的上升沿启动计数。
在计数过程中(或者计数结束后)，如果门控信号再次出现上升沿，计数器将从原装入的计数初值重新计数。

方式5

需要注意的地方：
1、处理器写入8253的计数初值只是写入了预置寄存器，之后到来的第一个CLK输入脉冲(需先由低电平变高，再由高电平变低)才将预置寄存器的初值送到减1计数器。
2、方式0: 一般用作请求中断源.
方式1:一般用作输出固定时长的方波,比如定时器.
方式2差不多,只不过他n计数为零的时候,他只产生一次负脉冲,可作为一次信号,作为分频器使用.

特点总结

特点

特点

比较8254方式0与方式4、方式1与方式5的区别?

方式0与方式4
方式0 OUT 端计数过程中为低,计数值减为0时,输出变高
方式4 OUT端计数过程中为高，计数值减为0时输出宽度为1个CLK的负脉冲.
方式1与方式5
方式1 OUT端输出宽度为n个CLK的低电平，计数值减为0时，输出为高
方式5 OUT 端计数过程中为高，计数值减为0时输出宽度为1个CLK的负脉冲

【3】8253计数/定时器与系统总线的接法

在已经设计好的8086系统总线的情况下，可以直接利用系统总线的信号与8253连接。

与最小系统相连

使用偶地址：

与最小系统相连

使用奇地址：
1、A0换成BHE’
2、D7~ D0换成D15~D8

与最大系统相连

使用偶地址：

最大系统

使用奇地址：
1、A0换成BHE’
2、D7~ D0换成D15~D8

与PC机相连

此时实际上和最大系统是相似的，不过由于系统中存在DMA机构，所以必须使AEN=0，此时为非DMA操作。由于数据位只有8位，不分奇偶。

1

总结

关于这方面的应用其实就是书后习题，明天专门写一章关于应用的笔记。
8253译码电路设计以及初始化编程讲解

Reference：

8253的六种工作方式
8253与8255的工作方式
关于6种工作方式更加详细的过程请参考《微机原理与接口技术.楼顺天版》P253——P263。