第九章_计数（定时）器8253.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,左旭坤（zxk78）,*,第九章,可编程定时,/,计数器,8253,左旭坤（zxk78）,【,本章重点,】,本章重点介绍可编程定时器,/,计数器,8253,的内部结构、,6,种工作方式及初始化编程应用。,【,本章难点,】,本章难点是可编程定时,/,计数器,8253,的引脚结构、,6,种工作方式的区别及使用场合，灵活掌握初始化编程应用。,左旭坤（zxk78）,9.1 8253,芯片内部结构,可编程定时器,8253,的外部引线如图,111,所示，相应的内部结构框图如图,112,所示。,图,11-1,8253,外部引线图,左旭坤（zxk78）,图,11-2 8253,的内部结构,左旭坤（zxk78）,8253,与总线相连接的引线主要是,：,DoD,7,：,双向数据线用以传送数据和控制字计数器的计数值亦通过此数据总线进行读写。,CS,：,输入信号低电平有效当它有效时，才能选中该定时器芯片，实现对它的读或写,：读控制信号，低电平有效,：写控制信号，低电平有效,以上两信号输入到,8253,上，与其他信号一起，共同完成对,8253,的读写操作,左旭坤（zxk78）,A,。、,A,l,为,8253,的内部计数器和一个控制寄存器的编码选择信号，其功能如下：,A,l,A,。,0 0,可选择计数器,0,0 1,可选择计数器,1,1 0,可选择计数器,2,1 1,可选择控制寄存器,CLK,02,：,是每个计数器的时钟输入端，计数器对此时钟信号进行计数,CLK,最高频率可达,2MHz,。,GATE,02,：,叫门控信号，即计数器的控制输入信号，用来控制计数器的工作。,OUT,02,：,计数器输出信号，用来产生不同方式工作时的输出波形,左旭坤（zxk78）,1,方式,0(,计数结束产生中断,),（,1,）输出信号,OUT,的波形：,初始状态为高电平；写入控制字后变为低电平；计数初值减为,0,时变为高电平,（,2,）启动计数的条件：,写入计数初值后自动开始,（,3,）门控信号,GATE,的功能：,GATE,为低电平时暂停计数（,OUT,保持输出低电平）；,GATE,变回高电平时继续计数,（,4,）计数初值的设置（更改）,:,如果在计数过程中修改计数值，则写入新计数值的第一个字节时使原先的计数停止。写入第二个字节后，开始以新写入的计数值重新计数。,左旭坤（zxk78）,2,方式,1(,可编程单稳,),（,1,）输出信号,OUT,的波形：,初始状态为低电平；写入控制字后变为高电平；开始计数时变为低电平；计数为,0,时变为高电平,（,2,）启动计数的条件：,写入计数初值；,GATE,出现上升沿。,（,3,）门控信号,GATE,的功能：,启动计数,（,4,）计数初值的设置（更改）,:,如果在计数过程中修改计数值，则等当前计数结束后，如果,GATE,再次获得上升沿，则开始以新计数值计数。,左旭坤（zxk78）,3,方式,2,（频率发生器）,（,1,）输出信号,OUT,的波形：,初始状态为低电平；写入控制字后变为高电平；计数为,1,时变为低电平,(,保持一个,CLK,周期,),。自动开始下一轮循环计数。,（,2,）启动计数的条件：,写入计数初值后自动开始计数。,（,3,）门控信号,GATE,的功能：,当,GATE,为低电平时，暂停计数，强迫,OUT,输出高电平；当,GATE,为高时，继续计数。,（,4,）计数初值的设置（更改）,:,如果在计数过程中修改计数值，则等当前计数结束后开始以新计数值计数。,左旭坤（zxk78）,4,方式,3(,方波发生器,),（,1,）输出信号,OUT,的波形：,初始状态为低电平；写入控制字后变为高电平；,若计数值为偶数，则前,N,2,计数过程中，,OUT,为高；后,N,2,计数过程中，,OUT,为低，。,若计数值为奇数，则,(N+1),2,计数过程中，,OUT,保持高电平；而,(N1),2,计数期间，,OUT,为低电平，并自动开始下一轮循环。,（,2,）启动计数的条件：,写入计数初值后自动开始计数。,（,3,）门控信号,GATE,的功能：,当,GATE,为低电平时，暂停计数，强迫,OUT,输出高电平；当,GATE,为高时，继续计数。,（,4,）计数初值的设置（更改）,:,如果在计数过程中修改计数值，则等当前计数结束后开始以新计数值计数。,左旭坤（zxk78）,5,方式,4(,软件触发选通,),（,1,）输出信号,OUT,的波形：,初始状态为低电平；写入控制字后变为高电平；计数为,0,时变为低电平（保持一个,CLK,周期）,（,2,）启动计数的条件：,写入计数初值后自动开始计数。,（,3,）门控信号,GATE,的功能：,当,GATE,为低电平时，暂停计数；当,GATE,为高时，继续计数。,（,4,）计数初值的设置（更改）,:,如果在计数过程中修改计数值，计数器从下一,CLK,周期开始以新的计数值进行计数。,。,左旭坤（zxk78）,6,方式,5(,硬件触发选通,),（,1,）输出信号,OUT,的波形：,初始状态为低电平；写入控制字后变为高电平；计数为,0,时变为低电平（保持一个,CLK,周期）,（,2,）启动计数的条件：,写入计数初值；并且,GATE,出现上升沿后开始计数。,（,3,）门控信号,GATE,的功能：,启动计数。,（,4,）计数初值的设置（更改）,:,如果在计数过程中修改计数值，则,GATE,再次获得上升沿后，按新值计数。,左旭坤（zxk78）,总结：,这,6,种工作方式可分为,3,组来理解：,方式,0,和方式,4,；方式,1,和方式,5,；方式,2,和方式,3,。,每一组的两种工作方式极为类似。,对它们的理解应抓住以下几个方面：,（,1,）输出信号,OUT,的波形；,（,2,）启动计数的条件；,（,3,）门控信号,GATE,的功能；,（,4,）计数初值的设置（更改）；,课后思考：,按照以上四点，,对各组的两种工作方式,进行比较。,左旭坤（zxk78）,9.3 8253,的控制字,8253,在使用前要写入控制字，用来规定其工作方式。,3,个通道中各有一个控制字寄存器，它们使用同一个口地址，靠控制字中的,D7,，,D6 2,位的编码加以区别,。,控制字格式如下：,D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dl D0,SC,1,SC,0,RW,1,RW,0,M,2,M,1,M,0,BCD,左旭坤（zxk78）,SC,1,，,SC,0,为计数器选择：,SC,l,，,SC,0,=00,，,选择计数器,0,；,SC,l,，,SC,0,=01,，,选择计数器,1,；,SC,l,，,SC,0,=10,，,选择计数器,2,；,SC,l,，,SC,0,=11,，,非法选择。,RW,1,，,RW,0,为读写格式控制位：,RW,1,，,RW,0,=00,，,对计数器锁存，以便读取计数值；,RW,1,，,RW,0,=01,，,只读或只写低,8,位字节；,RW,1,，,RW,0,=10,，,只读或只写高,8,位字节；,RW,1,，,RW,0,=11,，,先读写低,8,位，再读写高,8,位。,SC,1,SC,0,RW,1,RW,0,M,2,M,1,M,0,BCD,左旭坤（zxk78）,M,2,M,1,M,0,为工作方式选择位：,M,2,M,1,M,0,=000,，,选择方式,0,；,M,2,M,1,M,0,=001,，,选择方式,1,；,M,2,M,1,M,0,=X10,，,选择方式,2,；,M,2,M,1,M,0,=X11,，,选择方式,3,；,M,2,M,1,M,0,=100,，,选择方式,4,；,M,2,M,1,M,0,=101,，,选择方式,5,。,BCD,为计数数制选择位：,BCD=0,，,选择二进制计数，最大计数值为,65535,；,BCD=1,，,选择十进制计数，最大计数值为,9999,。,SC,1,SC,0,RW,1,RW,0,M,2,M,1,M,0,BCD,左旭坤（zxk78）,【,例,9-1,】,8253,计数器,0,的地址为,40H,，,工作方式,5,，十进制计数，初值为,2850H,，,计数器,1,工作于方式,3,，二进制计数，初值为,64H,，,写出其初始化程序。,计数器,0,控制字为,00111011B(3BH),计数器,1,控制字为,01010110B(56H),程序如下：,左旭坤（zxk78）,MOV,AL3BH,OUT,43HAL,；写计数器,0,控制字,MOV,AL50H,；写计数器,0,初值,OUT,40HAL,MOV,AL28H,OUT,40HAL,MOV,AL56H,；写计数器,1,控制字,OUT,43H，AL,MOV,AL64H,；写计数器,1,初值,OUT,41HAL,左旭坤（zxk78）,【,例,9-2,】,按,乐谱编写乐曲程序,功能,:,让计算机按乐谱演奏,左旭坤（zxk78）,计算机发声原理,原理：,8255,的,PB,口工作在方式,0,输出；,8253,的定时器,2,工作在方式,3,由,8255,的,PB0,和,PB1,控制定时器,2,启动和扬声器启动,即：,PB0=1,：,定时器,2,启动；,PB1=1,：,扬声器启动,8255,的,PB,口地址：,61H,8253,的控制口地址：,43H,8253,的定时器,2,地址：,42H,左旭坤（zxk78）,发声频率设置：,定时器,2,工作在方式,3,（方波发生器），可产生不同频率的方波，由此方波控制扬声器就可得到频率不同的声波。,（前提条件是,8255,的,PB0,和,PB1,都为,1,）,已知，当计数值为,533H,时，定时器,2,发出的声音频率为,896HZ,，,则产生其它频率的计数值为：,533H*896/,给定频率,=123280/,给定频率,假定给定的发声频率放在,DI,寄存器中，则下列指令可以得到送往定时器,2,的计数值：,MOV DX,12H,MOV AX,3280H,DIV DI,该段程序执行后，,AX,中存放的就是送往定时器,2,的计数值。,左旭坤（zxk78）,发声音长（声音持续时间）设置：,定时器,2,发出的方波频率可以控制声音频率；调节定时器,2,的工作时间，则可以控制发声的音长。,通过延时指令可将音长设为,1ms,的,n,倍：,MOV BX,n,WAIT:MOV CX,22480,DELAY:LOOP DELAY,DEC BX,JNZ WAIT,左旭坤（zxk78）,发声子程序设计,OUT 42H,AL,MOV AL,AH,OUT 42H,AL,;,向定时器,2,写入计数值,IN AL,61H,MOV AH,AL,OR AL,3,OUT 61H,AL,;,使,PB0,和,PB1,输出,1,，其余,PB,口不变,;,启动发声,WAIT1:MOV CX,22480,DELAY1:LOOP DELAY1,DEC BX,JNZ WAIT1,;,延时，控制音长,MOV AL,AH,OUT 61H,AL,;PB0=PB1=0,，,关定时器和扬声器,POP DI,POP DX,POP CX,POP BX,POP AX,RET,GENSOUND ENDP,通用发声子程序如右所示。该,GENSOUND,子程序能产生,19Hz65535Hz,的声音（声音频率事先存放在,DI,中），实际上因为人能听到的声音最多是,20000Hz,，,所以,DI,中的值不能设的太大。,另外，,BX,中应该事先存放好延时倍数（这一步可以在主程序中完成）,利用,GENSOUND,发声子程序，就可以按乐谱编写乐曲演奏程序了,GENSOUND PROC NEAR,PUSH AX,PUSH BX,PUSH CX,PUSH DX,PUSH DI,MOV AL,0B6H,OUT 43H,AL,;,设置,8253,方式,3,MOV DX,12H,MOV AX,3280H,DIV DI,;,计算计数初值,左旭坤（zxk78）,乐曲程序设计,乐曲是按照一定的高低、长短和强弱关系组成的音调，在一首乐曲中，每个音符的音高和节拍与频率和音长有关,：,音高与频率的关系：,低音：高音：,1=131Hz,（,中）,1=262,2=147 2=294,3=165 3=330,4=175 4=349,5=196 5=392,6=220 6=440,7=247 7=493,（中）,1=262,（高）,1=523,左旭坤（zxk78）,乐曲程序设计,乐曲是按照一定的高低、长短和强弱关系组成的音调，在一首乐曲中，每个音符的音高和节拍与频率和音长有关,：,节拍与音长的关系,在,4/4,拍中，全音符持续,4,拍、二分音符持续两拍、四分音符持续一拍、八分音符持续半拍；若每拍延时,0.25,秒，则：,全 音 符：,1,秒,二分音符：,0.5,秒,四分音符：,0.25,秒,有了音高与频率的关系，以及节拍与音长的关系；我们就可以对照乐谱来编写乐曲程序了。,左旭坤（zxk78）,乐曲程序设计,编写乐曲程序可以分为四个步骤：,（,1,）为乐曲编写频率表,(,MUS_FREQ,),和音长时间表,(,MUS_TIME,),：,DATA SEGMENT,MUS_FREQ DW 330,392,330,294,330,392,330,294,330,DW 330,392,330,294,262,294,330,392,294,DW 262,262,220,196,196,220,262,294,330,262,DW-1,MUS_TIME DW 3 DUP(500),250,250,500,250,250,1000,DW 2 DUP(500,500,250,250),1000,DW 3 DUP(500,250,250,),1000,DATA ENDS,-1,作为乐曲结束符号,左旭坤（zxk78）,乐曲程序设计,（,2,）分别将两个表的偏移地址放入,SI,和,BP,：,LEA SI,MUS_FREQ,LEA BP,DS:MUS_TIME,（,3,）,从表中按顺序取出音符的频率放入,DI,；,取出音符的音长放入,BX,：,MOV DI,SI,MOV BX,DS:BP,（,4,）,调用,GENSOUND,子程序发出音调。,左旭坤（zxk78）,乐曲程序设计,LEA SI,MUS_FREQ,;SI,频率表首地址,LEA BP,DS:MUS_TIME,;BP,音长表首地址,FREG1:,MOV DI,SI,;,当前音符的频率,DI,CMP DI,-1,;,判断是否是结束符号,JE,END_MUS1,;,结束符，转到,END_MUS1,MOV BX,DS:BP,;,当前音符的音长,BX,CALL GENSOUND,;,调用发声子程序,ADD SI,2,ADD BP,2,;SI,和,BP,分别指向下一个音,;,符的频率和音长,JMP,FREG1,;,转到,FREG1,，,继续发声,END_MUS1:,NOP,MOV AH,4CH,INT 21H,;,程序结束,DATA SEGMENT,MUS_FREQ DW 330,392,330,294,330,392,330,294,330,DW 330,392,330,294,262,294,330,392,294,DW 262,262,220,196,196,220,262,294,330,262,DW-1,MUS_TIME DW 3 DUP(5000),2500,2500,5000,2500,2500,10000,DW 2 DUP(5000,5000,2500,2500),10000,DW 3 DUP(5000,2500,2500),10000,DATA ENDS,STCK SEGMENT,STK DB 200 DUP(?),TOP EQU LENGTH STK,STCK ENDS,CODE SEGMENT,ASSUME DS:DATA,SS:STCK,CS:CODE,CODE ENDS,END,START,START:,MOV AX,DATA,MOV DS,AX,MOV AX,STCK,MOV SS,AX,MOV AX,TOP,MOV SP,AX,思考,:,按键发声,左旭坤（zxk78）,思考题：,8253,的,6,种工作方式中，哪几种工作方式需要,GATE,信号启动计数？,8253,的,6,种工作方式中，哪几种工作方式可自动循环计数？,若想使,8253,的,OUT,端口输出连续的对称方波，最好采样那种工作方式？计数初值取什么数比较合适？,若想使用,8253,的,OUT,产生一次定时中断信号，采样那种方式比较合适？,试编程，将,8253,计数器,0,设置为模式,1,；计数初值为,3000H,；（,8253,的计数器,0,端口地址,:40H,；,控制寄存器端口地址：,43H,）,画出乐曲程序的流程图,左旭坤（zxk78）,