微机接口芯片（2）—— 可编程定时/计数接口芯片 8253/8254

• 总结微机原理课学习的若干芯片
• 教材——《微机原理与接口技术》

文章目录

• ​​〇、思维导图​​
• ​​一、定时/计数 概述​​
• ​​二、8253/8254 内部结构及引脚信号​​

• ​​1. 主要功能​​
• ​​2. 内部结构和外部引脚​​

• ​​（1）结构图​​
• ​​（2）组成​​

• ​​三、8253/8254的工作方式​​

• ​​1. 方式0：中断信号发生器​​
• ​​2. 方式1：单稳负脉冲信号发生器​​
• ​​3. 方式2：速率信号发生器​​
• ​​4. 方式3： 方波信号发生器​​
• ​​5. 方式4：软件触发的选通信号发生器​​
• ​​6. 方式5：硬件触发的选通信号发生器​​

• ​​四、8253/8254编程方法​​

• ​​1. 控制字​​
• ​​2. 初始化​​
• ​​3. 示例​​

• ​​五、8253应用(典型PC机应用实例)​​

• ​​（1）示例1：​​
• ​​（2）示例2：​​

〇、思维导图

• 导图使用mindmaster绘制
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一、定时/计数 概述

• 实际应用中，经常用到定时或计数控制，如定时中断、定时检测、定时扫描、各种计数等。
• 实现定时控制的三种基本方法
• intel的8253/8254是微机系统中应用较多的定时计数器，8253工作频率最高2.6MHz；8254工作频率为10~12MHz，二者除了频率和少数几处不同外几乎没有差别。

二、8253/8254 内部结构及引脚信号

• 8254具有3个功能相同又相互独立的16位减法计数器，每一个计数器可以进行二进制计数和BCD码计数，每个计数通道具有6钟功能各异的工作方式。

1. 主要功能

2. 内部结构和外部引脚

（1）结构图

（2）组成

1. 数据总线缓冲器：

1. 通用可编程接口芯片的共有部分，用来和系统数据总线相连的8位双向三态驱动器，8253/8254可以通过他读写总线数据

2. 读写逻辑

1. 通用可编程接口芯片的共有部分，接受cpu发来的控制信号、片选信号或命令选择信号等，再通过它产生对内部各部件的读写
2. 相关引脚
   

3. 控制寄存器

1. 用于存放CPU发来的控制字，以确定计数器的工作方式

4. 3个计数器

1. 计数器0/1/2是相互独立的16位减法计数器。既可进行二进制计数，又能进行十进制（BCD）计数，这由控制字决定。
2. 计数器引脚

三、8253/8254的工作方式

1. 方式0：中断信号发生器

1. 写完初值N，经过N+1个CLK脉冲后，OUT变化
3. 计数器不会自动重装初值，也不会重新计数



4. 
   

2. 方式1：单稳负脉冲信号发生器

1. 初始值设为N，产生N个clk宽度的负脉冲
3. 计数器不会自动重装初值，也不会重新计数



4. 
   

3. 方式2：速率信号发生器

1. 初始值设为N，产生N个clk宽度的连续波信号
3. 自动重装并重新计数



4. 
   

4. 方式3： 方波信号发生器

1. 初始值设为N，产生周期为N倍时钟周期的方波信号（占空比等于或约等于1：1）

2. 自动重装并重新计数

   

5. 方式4：软件触发的选通信号发生器

1. 在N个clk的延时后生成一个clk宽度的负脉冲（选通信号）
2. 不自动重装，不计数

6. 方式5：硬件触发的选通信号发生器

1. 在N个clk的延时后生成一个clk宽度的负脉冲（选通信号）
2. 不自动重装，不计数（和方式4的区别仅在于触发方式不同）

1. 控制字

2. 初始化

3. 示例

2. 题目：



3. 
   
5. 分析：
2. 计数初值分析



3. 
   
4. 控制字
   （1）OUT0（计数器0）输出方波（方式3），计数值80（低8位写80，二进制计数）：​​0001 0110B​​ （2）OUT1（计数器1）输出连续脉冲（方式2），计数值4000（16位写4000，二进制计数）：​​0111 0100B​​ （3）OUT2（计数器2）输出单个脉冲（方式1），计数值0（16位写0，二进制计数）：​​1011 0010B​​
8. 代码：



9. 
   

（1）示例1：

• 8088微机中使用了一片8253，用OUT0产生时钟信号，OUT1产生DMA通道0用于DRAM刷新控制信号，OUT2产生方波信号，通过驱动和滤波器后推动扬声器，相关原理图如下，编写8253初始化程序



• 分析：

  1. OUT0产生时钟信号，就是方波，工作方式为3。GATE恒高电平满足。要求55ms产生一次中断，即每秒约18.206次，又fclk输入为1.19318MHz，所以计数值为​​1.19318*10^6/18.206 = 65536​​，所有计数初值写0，用16位长二进制计数
  2. OUT1产生连续脉冲，工作方式为2。GATE恒高电平满足。要求每15.08us启动刷新DRAM，计数初值为​​1.19318*15.08 = 18​​，低8位二进制计数即可
  3. OUT2产生1KHz方波，工作方式为3。GATE恒高电平，即8255PB0输出高电平发声，输出低电平静音。计数初值​​1.19318M/1K = 1193​​，16位二进制计数
• 示例代码：

（2）示例2：