8253工作方式区别、计数初值及应用

8253工作方式

方式0：
不是连续波形，产生中断；计数期间为低电平，结束为高电平。

方式1：
周期性波形，计数期间为低电平，其余为高电平。

方式2：
连续波形产生负脉冲，在最后一个计数期间为低电平，其余为高电平。

方式3：
周期性方波（占空比1:1）。

方式4：
单次波形输出，计数结束后输出一个CLK周期的低电平，其余为高电平，不能自动循环。

方式5：
单次波形输出，波形特征同方式4，但重置初值和GATE上升沿之后可重新计时。

工作方式之间的关系及计数初值

方式0和方式1：

方式0和方式1输出波形都是单次波形输出，输出低电平的宽度τ为时钟周期Tclx的整数倍。
方式0是软件控制启动，也就是计数初值一旦写入就开始减一计数，输出低电平的时间由计数初值决定，软件控制的单稳态触发器。
方式1是硬件控制启动，也就是计数初值写入不是马上计数，需要门控信号GATE由0→1上升沿才开始减一计数，硬件控制的单稳态触发器。
可以根据计数初值N得到低电平的宽度τ。已知输出低电平的宽度τ ,可以得到计数初值N，计算公式是:
方式0：τ= (N+1)×Tclk
方式1：τ =N×Tclk

方式2和方式3：

方式2和方式3输出的波形都是周期性波形输出Tout，方式2输出周期性、宽度为窄脉冲信号，方式3输出周期性方波信号。
二者的周期可以根据计数初值确定。已知输出周期，可以得到计数初值N，计算公式是：
方式2：Tout=N×Tclk
方式3：Tout=N×Tclk

方式4和方式5：

方式4和方式5输出的波形都是单次波形输出，输出窄脉冲的宽度等于时钟周期Tclx。
方式4和方式5分别是软件控制和硬件控制的单脉冲发生器。
可以根据计数初值N来确定何时输出窄脉冲。反过来，已知何时输出窄脉冲，可以得到计数初值N，计算公式是：
方式4: τ=N×Tclk
方式5: τ =N×Tclk

8253应用举例

采用8253作定时/计数器，其接口地址为0120H~0123H。输入8253的时钟频率为2MH。要求：

CNT0每10ms输出一个CLK周期宽的负脉冲；
CNT1输出10KHz的连续方波信号；
CNT2在定时5ms后产生输出高电平。

解题：
（1）确定计算初值：
分析：
计数器0每10毫秒输出一个负脉冲，要输出负脉冲，且为连续的计数方式，即工作方式2；
计数器1是方波信号，即工作方式3；
计数器2是定时后输出高电平，即工作方式0的工作特性，一般是用来产生中断。
根据各个工作方式的公式计算初值
计算初值的方法：
①计数初值=定时时间/时钟周期=T/Tclk
②计数初值=时钟频率/输出频率=fclk/f
CNT0：N=Tout/Tclk=10ms/(1/2MHz)=10ms/0.5μs=20000；
CNT1：N=Tout/Tclk=1/10KHz/(1/2MHz)=200
CNT2：N=T/Tclk=5ms/0.5μs=10000。
注：我想说一下，这里题目说的是定时时长，所以CNT2根据公式①可算得，CNT0，CNT1是根据上面部分内容里的公式计算的，但是我是疑惑了很久这个地方。
（2）确定控制字
计数值选择16位还是八位根据计数初值的大小确定，8位的边界为255
CNT0：方式2，16位计数值，00 11 010 0（34H）
CNT1：方式3，低8位计数值，01 01 011 0（56H）
CNT2：方式0，16位计数值，10 11 000 0（B0H）
(3)线路连接图

（4）初始化程序

CNT0：
MOV DX,0123H            ;初始化
MOV AL,34H
OUT DX,AL
MOV DX,0120H            ;写入计数初值
MOV AX,20000            ;使用AX寄存器，分为低8位和高8位，即AL和AH
OUT DX,AL
MOV AL,AH
OUT DX,AL
CNT1：
MOV DX,0123H            ;初始化
MOV AL,56H
OUT DX,AL
MOV DX,0121H            ;写入计数初值
MOV AX,200              ;这里AX可以直接写AL,200用八位寄存器就够
OUT DX,AL
CNT2：
MOV DX,0123H            ;初始化
MOV AL,B0H
OUT DX,AL
MOV DX,0122H            ;写入计数初值
MOV AX,10000
OUT DX,AL
MOV AL,AH
OUT DX,AL

补充：
时间周期与频率互为倒数关系（频率常用符号f或u），表示即：f=1/T；
单位：1Hz表示1s
1THz = 10³GHz 1GHz = 10³MHz 1MHz = 10³KHz 1KHz = 10³Hz
1秒=10³毫秒(ms) 1毫秒=10³ 微秒(μs) 1微秒=10³ 纳秒(ns) 1 纳秒=10³皮秒(ps) 1皮秒=10³飞秒(fs)