1、第四章第四章 8088的总线操作和时序的总线操作和时序1 概述概述2 8088的总线的总线3 相关电路知识相关电路知识4 8088典型时序分析典型时序分析5 IBM PC/XT的的CPU系统系统6 计数器和定时器电路计数器和定时器电路1 概述概述 一、指令周期、总线周期和T状态 二、CPU的时序和存储器以及外设的时序 三、学习CPU时序的目的一、指令周期、总线周期和一、指令周期、总线周期和T状态状态 指令的执行：取指令、译码和执行指令的执行：取指令、译码和执行 指令周期：执行一条指令所需要的时间指令周期：执行一条指令所需要的时间 总线周期：总线周期：CPUCPU从存储器或输入输出端口，存从存储
2、器或输入输出端口，存取一个字节所需时间取一个字节所需时间 每个总线周期包括每个总线周期包括4 4个个T T状态，每个状态，每个T T状态是状态是80888088中处理动作的最小单位（时钟周期）中处理动作的最小单位（时钟周期） 80888088的时钟频率为的时钟频率为5Mz5Mz，一个，一个T T状态为状态为200ns200ns，在在IBM-PCIBM-PC中，时钟频率为中，时钟频率为4.77MHz4.77MHz，一个，一个T T状态状态为为210ns210ns基本的总线周期：存储器读或写；输基本的总线周期：存储器读或写；输入输出端口的读或写；中断响应入输出端口的读或写；中断响应二、二、CPU的
3、时序和存储器以及外设的时序的时序和存储器以及外设的时序 总线周期的组成：总线周期的组成：80888088的基本总线周期的基本总线周期为为4 4个时钟周期，每个时钟周期间隔称为个时钟周期，每个时钟周期间隔称为一个一个T T状态。状态。总线周期总线周期总线周期总线周期T1T1T2T3T4T2T3T4地址地址缓 冲缓 冲数 据数 据CLKAD总线周期总线周期总线周期总线周期T1T1T2T3T4T2T3T4地址地址缓 冲缓 冲数 据数 据CLKADT1 状态：状态：BIU将将RAM或或I/O地址放在地址地址放在地址/数据复用总线数据复用总线A/D）上。）上。T2 状态：状态：读总线周期：读总线周期：A
4、/D总线为接收数据做准备。改变线路的方向。总线为接收数据做准备。改变线路的方向。写总线周期：写总线周期： A/D总线上形成待写的数据，且保持到总线周期的总线上形成待写的数据，且保持到总线周期的结束结束(T4)。 T3, T4:T3, T4:对于对于读或写总线周期，读或写总线周期，AD总线上均为数据。总线上均为数据。问题：问题：CPU时序、存储器时序和时序、存储器时序和I/O端端口的时序之间的配合口的时序之间的配合 （1）早期的计算机设计中，是在设计早期的计算机设计中，是在设计CPUCPU和和存储器以及外设时协调解决的存储器以及外设时协调解决的 （2 2）目前，解决方法：在）目前，解决方法：在C
5、PUCPU中设计一条准备中设计一条准备就绪就绪READYREADY输入线（存储器或输入线（存储器或I/OI/O端口输给端口输给CPUCPU的状态线），的状态线），CPUCPU在在T3T3状态的前沿采样该信号，状态的前沿采样该信号，当当RAM或或I/O接口速度不够时，接口速度不够时，T3与与 T4 之间之间可插入等待状态可插入等待状态 Tw 。Ti : Ti : 当当BIUBIU无访问操作数和取指令的任务时，无访问操作数和取指令的任务时，80868086不执行总线操作，总线周期处于空闲状态不执行总线操作，总线周期处于空闲状态 Ti Ti 。基本的总线周期时序分析基本的总线周期时序分析 T1 T2
6、 T3 T4 T1 T2 T3 Tw Tw Tw T4 T1 T2总线周期总线周期若干个 80888088基本的总线周期基本的总线周期由由4 4个个T T状态组成，记为：状态组成，记为：T T1 1、 T T2 2、 T T3 3、 T T4 4等待时钟周期等待时钟周期T Tw w，在总线周期的，在总线周期的T T3 3和和T T4 4之间插入，总线处于等之间插入，总线处于等待状态待状态 T1 T2 T3 T4 Ti Ti T1 T2 T3 Tw Tw Tw T4 Ti Ti 总线周期总线周期若干个12个 8086 8086 基本总线周期基本总线周期空闲时钟周期空闲时钟周期T Ti i，在两个
7、总线周期之间插入，总线处于，在两个总线周期之间插入，总线处于空闲状态空闲状态三、学习CPU时序的目的 1、了解时序有利于我们深入理解指令的执行过程 2、有利于适当选用指令 3、对于CPU、存储器和I/O端口时序配合有深刻理解 4、在控制过程中实时操作的需要2 8088的总线的总线 一、8088的两种组态 二、8088的引线一、8088的两种组态 当把当把8088CPU8088CPU与存储器和外设构成一个计算机与存储器和外设构成一个计算机系统时，根据所连的存储器和外设的规模，系统时，根据所连的存储器和外设的规模，80888088可以有两种不同的组态：可以有两种不同的组态：最小组态：系统的地址总线
8、由最小组态：系统的地址总线由CPU的的AD0-AD7,A8-A15,A16-A19通过地址锁存器通过地址锁存器8282构成；数据总线可以直构成；数据总线可以直接供给，也可以通过发送接供给，也可以通过发送/接收接口片子接收接口片子8286供给；控制供给；控制总线直接供给。总线直接供给。最大组态：通过总线控制器最大组态：通过总线控制器8288来形成各种总线周期，来形成各种总线周期，控制信号由控制信号由8288供给。供给。IBM PC/XT工作在最大模式工作在最大模式两种组态方式的实现：通过MN/MX引脚选择是处于小工作模式(MN)还是处于大工作模式(MX)。同样是40根引脚，但是在不同工作模式时，
9、部分引脚的定义又有所不同。二、二、8088的引线的引线A12A14A13A9A11A10A8 A15SSO HIGH8088(1)1) 电源、地、时钟信号电源、地、时钟信号4040Vcc +5VVcc +5V1 1和和2020GNDGND1919CLK CLK 5MHz5MHz，占空比，占空比1/31/3(2)(2) 处理器控制信号处理器控制信号2121RESETRESET：输入，高电平有效，复位信号。使微处理器输入，高电平有效，复位信号。使微处理器 停止现行操作，并进行初始化：停止现行操作，并进行初始化：CSCS置为置为FFFFHFFFFH，其余寄存器清零、指令队列清空。其余寄存器清零、指令
10、队列清空。2222READYREADY：输入，高电平有效，准备就绪引脚。当进行输入，高电平有效，准备就绪引脚。当进行 总线操作时，该引脚有效才可以完成数据传总线操作时，该引脚有效才可以完成数据传 送操作，否则会一直等待该引脚为有效状态。送操作，否则会一直等待该引脚为有效状态。2323TEST TEST ：输入，低电平有效，测试引脚。当它有效输入，低电平有效，测试引脚。当它有效 时，可以使微处理器退出时，可以使微处理器退出WAITWAIT指令的执行。指令的执行。3333MN/MXMN/MX：工作方式选择引脚。接高电平表示工作在小工作方式选择引脚。接高电平表示工作在小 模式，低电平表示工作在大模式
11、。模式，低电平表示工作在大模式。(一一)、引脚的功能、引脚的功能(一一)、引脚的功能（续）、引脚的功能（续）1717NMINMI：输入，上升沿有效，不可屏蔽中断请求引脚输入，上升沿有效，不可屏蔽中断请求引脚1818INTRINTR：输入，高电平有效，可屏蔽中断请求引脚输入，高电平有效，可屏蔽中断请求引脚3232RDRD：输出，三态，低电平有效，读控制引脚输出，三态，低电平有效，读控制引脚(3)(3) 复用总线引脚复用总线引脚9 91616ADAD0 0ADAD7 7：地址地址/ /数据分时复用引脚，双向，三态数据分时复用引脚，双向，三态38-3538-35A A16 16 AA19 19 /S
12、/S3 3SS6 6：地址地址/ /状态分时复用引脚，输出，三态状态分时复用引脚，输出，三态(4)(4) 在不同工作方式下定义不同的引脚在不同工作方式下定义不同的引脚3131HOLDHOLDRQ/GTRQ/GT0 03030HLDAHLDARQ/GTRQ/GT1 12929WRWRLOCKLOCK 写控制信号变成总线封锁信号写控制信号变成总线封锁信号2828M/IOM/IOS S2 22727DT/RDT/RS S1 12626DENDENS S0 02525ALEALEQSQS1 12424INTAINTAQSQS0 03434- -SSO HIGHSSO HIGH 最小组态最小组态 最大组
13、态最大组态（二）、（二）、8086与与8088在引脚上的区别在引脚上的区别8086微处理器微处理器8088微处理器微处理器 16位位AD复用复用8位位AD复用复用 BHE高八位数据总线允许高八位数据总线允许不用不用 M/IO引脚选择引脚选择 M/IO引脚选择引脚选择 存储器存储器/接口电路接口电路 存储器存储器/接口电路接口电路3 相关电路知识相关电路知识常用两种基本电路：三态门和常用两种基本电路：三态门和D触发器触发器一、三态门一、三态门（一）（一）NMOS的三态门电路分析的三态门电路分析TAF+5VT为低电平时输出为高阻抗(三态)T为高电平时输出为输入的反相TAF表示反相或低电平有效（二）
14、三态门符号（二）三态门符号三态门具有单向导通和三态的特性。TAFTAFTAF双向，用于双向，用于数据总线数据总线单向，用于地单向，用于地址总线址总线（三）常用集成电路芯片（三）常用集成电路芯片74LS系列的74LS245 ， 74LS244 ，Intel系列的8286等。二、二、D触发器触发器（一）常用的（一）常用的D触发器触发器D QC QD QC Q电平锁存电平锁存上升沿锁存上升沿锁存电平锁存：高电平通过，低电平锁存电平锁存：高电平通过，低电平锁存上升沿锁存：通常用负脉冲触发锁存上升沿锁存：通常用负脉冲触发锁存负脉冲的上升沿负脉冲的上升沿D QC QSetClr带有异步置位清零的电平控制的
15、锁存器带有异步置位清零的电平控制的锁存器LE 电平锁存引脚OE 输出允许引脚74LS373具有三态输出的TTL电平锁存器STB 电平锁存引脚OE 输出允许引脚Intel 8282具有三态输出的电平控制锁存器三、在总线中的应用三、在总线中的应用 三态门：功率放大、导通开关 D触发器：信号保持，也可用作导通开关。 器件共用总线时，一般使用三态电路。在需要使用总线的时候打开三态门；不使用总线的时候关闭三态门，使之处于高阻抗状态。常用的总线复用技术：分时复用：时分技术分频复用：频分技术多路分离总线：多路分离总线：进行读写操作时，必须使地址保持进行读写操作时，必须使地址保持有效，采用锁存器对地址进行锁存
16、有效，采用锁存器对地址进行锁存缓冲系统：缓冲系统：总线引脚负载超过总线引脚负载超过10个器件，必须经过缓个器件，必须经过缓冲，驱动高容量总线冲，驱动高容量总线习题习题 1、8088/8086微处理器对RESET复位信号的复位脉冲宽度有何要求？复位后内部寄存器的状态如何？ 2、简要说明8088/8086系统是如何实现总线多路分离原则的，它们有何异同点？分别说明8088/8086微处理器的哪些总线是典型的经过多路分离的？ 3、8088/8086系统在哪种情况下会需要缓冲？如何实现缓冲？ 4、8088/8086系统的最小模式和最大模式是由哪个引脚信号来决定的？它们之间的主要区别是什么？4 8088典
17、型时序分析（最小组态）典型时序分析（最小组态） 一、读写总线周期（存储器和I/O） 二、中断响应周期 三、系统复位周期 8088最小方式下读写总线周期时序。最小方式下读写总线周期时序。ALE 信号在信号在 T1 出现，表明一个总线周出现，表明一个总线周期开始，选通外部地址锁存器，锁存期开始，选通外部地址锁存器，锁存AD总线上的地址信息。总线上的地址信息。在在RD#、WR#等信号的配合下，等信号的配合下，T3、T4期间完成数据访问。期间完成数据访问。T3 上升沿检测上升沿检测READY信号是否有效，信号是否有效，无效时在无效时在T3与与T4间插入等待状态间插入等待状态Tw。8088最小组态下读总
18、线周期时序最小组态下读总线周期时序CLKCLKT4T4T3T3T2T2T1T1A19/S6- A16/S3A19/S6- A16/S3AddrAddrStatus Status 输出输出AddrAddr输出输出DATA DATA 输入输入AD7-AD0AD7-AD0ALEALERDRDDT/RDT/RDENDEN8 80 08 88 8读读总总线线周周期期基基本本定定时时BUS CYCLEBUS CYCLELOW = I/O READ , HIGH= MEM READLOW = I/O READ , HIGH= MEM READIO/MIO/MAddrAddrA15-A8A15-A8（最小组态
19、）（最小组态）8088最小组态下写总线周期时序最小组态下写总线周期时序( (最小组态最小组态) )CLKCLKT4T4T3T3T2T2T1T1AddrAddrStatus Status 输出输出AddrAddr输出输出DATADATA输出输出AD7-AD0AD7-AD0ALEALEWRWRDT/RDT/RDENDEN8 80 08 88 8写写总总线线周周期期基基本本定定时时一个总线周期一个总线周期A19/S6-A16/S3A19/S6-A16/S3LOW = MEMORY READ, HIGH= I/O WriteLOW = MEMORY READ, HIGH= I/O WriteIO/M
20、IO/M LOW = I/O Write, HIGH=MEMORY READLOW = I/O Write, HIGH=MEMORY READA15-A8A15-A8二、中断响应周期二、中断响应周期8088中断响应时序中断响应时序T1第一个中断响应周期第一个中断响应周期第二个中断响应周期第二个中断响应周期T2T3T4T1T2T3T4CLKALEINTAAD7AD0TYPE当外部中断源，通过当外部中断源，通过INTR或或NMI引线向引线向CPU发出中断请发出中断请求信号，求信号，CPU在当前指令执行完以后，响应中断，在响在当前指令执行完以后，响应中断，在响应中断时，应中断时，CPU执行两个连续的
21、执行两个连续的中断响应周期中断响应周期可屏蔽中断（电平触发有可屏蔽中断（电平触发有效），只有在标志位效），只有在标志位I=1的的条件下，条件下，CPU才响应才响应非屏蔽中断（边非屏蔽中断（边沿触发有效）沿触发有效）使使AD0-AD7浮空，有两个浮空，有两个8259时，作时，作为主设备中断控制器准备级联地址，为主设备中断控制器准备级联地址，两个两个8259实现级联实现级联输入一个字节输入一个字节的中断向量的中断向量三、系统复位三、系统复位 8088的的RESET引线，可以用来启动或再启动系统引线，可以用来启动或再启动系统 ( (并对中断请求清零并对中断请求清零) ) ：RESET输入输入内部内部
22、RESETT1T2T3T4CLKBUS总线浮空总线浮空驱动输出到无效状态驱动输出到无效状态复复位位时时序序通常有以下两种情况会通常有以下两种情况会产生硬件复位信号产生硬件复位信号： a a电源开关打开电源开关打开 b b按下机箱上的按下机箱上的ResetReset按钮按钮分析微机系统启动过程：分析微机系统启动过程：(1)微处理器接收到微处理器接收到( (连续连续4 4个时钟周期以上的个时钟周期以上的) RESET) RESET信信号以后，进行初始化工作：号以后，进行初始化工作：CSCS置为置为0FFFFH0FFFFH，其余寄存，其余寄存器清零，指令队列清空。器清零，指令队列清空。(2)从存储器
23、从存储器0FFFF0H0FFFF0H处开始执行程序，一般在此处处开始执行程序，一般在此处放置一条跳转指令，例如：放置一条跳转指令，例如：JMP 0F000H:0E05BHJMP 0F000H:0E05BH跳到跳到系统复位程序开始的位置。系统复位程序开始的位置。(3)判断判断0040H:0072H0040H:0072H处的数据是否是处的数据是否是1234H1234H，如果是：，如果是：不进行不进行RAMRAM自检；否则进行自检；否则进行RAMRAM自检。自检。(4)从磁盘的从磁盘的0 0面面0 0道道1 1扇区装入引导程序，装到扇区装入引导程序，装到0000:7C00H0000:7C00H处，执
24、行引导程序。处，执行引导程序。(5)按引导程序的指令，顺序装入其他程序模块，完成操按引导程序的指令，顺序装入其他程序模块，完成操作系统的引导工作。作系统的引导工作。说明：在说明：在3、4之间还要检查在之间还要检查在C0000H开始的空间里是否还有其开始的空间里是否还有其他固化在他固化在ROM里的程序，如果有，并且校验正确，则先执行这里的程序，如果有，并且校验正确，则先执行这些程序。些程序。5 IBM PC/XT的的CPU系统系统8086CPU最小模式下的典型配置最小模式下的典型配置8086CPU最大最大工作模式下的工作模式下的典型配置典型配置 最大模式配置最大模式配置和最小模式配和最小模式配置
25、有一个主要置有一个主要的差别：的差别： 最大最大模式下多了模式下多了8288总线控制总线控制器器。 一、外围芯片一、外围芯片Intel8282 Intel8282 把把ADAD复用引脚连接到地复用引脚连接到地址总线上的址总线上的8 8位地址锁存器，位地址锁存器，Intel8286 Intel8286 把把ADAD复用引脚连接到数复用引脚连接到数据总线上的据总线上的8 8位数据缓冲器，位数据缓冲器，Intel8288 Intel8288 大模式下用于总线操作大模式下用于总线操作管理的总线控制器，管理的总线控制器，Intel8284AIntel8284A用于产生时钟信号、准用于产生时钟信号、准备就
26、绪信号、复位信号的电路备就绪信号、复位信号的电路。二、二、8284时钟发生驱动器时钟发生驱动器选择选择8284的的时钟源时钟源外部频率输外部频率输入信号入信号晶体振荡器晶体振荡器引脚，是连引脚，是连接外接晶体接外接晶体的接线端的接线端复位输入信复位输入信号，低电平号，低电平有效有效就绪同步选就绪同步选择输入信号择输入信号用来为用来为RDY1与与RDY2选择选择一级同步方一级同步方式或二级同式或二级同步方式步方式复位输出复位输出信号连接信号连接到到8086/8088RESET引脚上引脚上时钟输出时钟输出引脚，给引脚，给微处理器微处理器及其他部及其他部件提供件提供CLK输输入信号入信号外部设备外部
27、设备时钟引脚时钟引脚在一些多在一些多处理器系处理器系统中，该统中，该输出为其输出为其他他8284提提供供EFI输输入入总线就绪总线就绪输入信号，输入信号，通过与通过与AEN1和和AEN2引脚引脚联合以引联合以引起基于起基于8086/8088系统的等系统的等待状态待状态地址允许地址允许引脚分别引脚分别用来制约用来制约相应的总相应的总线就绪信线就绪信号号就绪输出引就绪输出引脚连接到脚连接到8086/8088的输入引脚的输入引脚READY上上二、二、8284时钟发生驱动器（续）时钟发生驱动器（续）1产生时钟信号产生时钟信号 F/C时钟输入选择时钟输入选择 X1、X2 外接晶体，供内部振荡器产生震荡频
28、率外接晶体，供内部振荡器产生震荡频率EFI外接时钟入端外接时钟入端PC机中机中14.31818MHz的外接晶体的外接晶体CLK=4.77MHz CLK内部时钟三分频信号，占空比内部时钟三分频信号，占空比1/3PCLK内部时钟六分频信号，占空比内部时钟六分频信号，占空比1/2 OSC内部时钟同频信号内部时钟同频信号CSYNC外部时钟的同频信号外部时钟的同频信号2211AENRDYAENRDYREADY2 准备就绪信号准备就绪信号ASYNC为低电平时，表示为低电平时，表示READY输出时插入一个时钟周期延时。输出时插入一个时钟周期延时。3产生复位信号产生复位信号电路如下所示：电路如下所示：Rese
29、t 按钮按钮8284A的的RES引脚引脚+5V三、三、8288总线控制器总线控制器状态状态译码译码和控和控制逻制逻辑辑命令命令输出输出控制控制输出输出三、三、8288总线控制器（续）总线控制器（续）（一）状态译码和控制逻辑（一）状态译码和控制逻辑S2S1S0操作定义引脚定义000中断响应INTA001读I/OIORC010写I/OIOWC AIOWC(延时写)011暂停100取指令MRDC101读内存MRDC110写内存MWTC AMWTC(延时写)111无效状态习题习题 一、如果一、如果8086/8088的的CLK输入是输入是4MHz，那一，那一个总线周期是多少？个总线周期是多少？ 二、简述
30、下列每个二、简述下列每个T状态的目的：状态的目的： 1）T1 2)T2 3)T3 4)T4 三、如果三、如果READY引脚接地，它将导致引脚接地，它将导致_状态状态插入到插入到8086/8088的总线周期。的总线周期。 四、四、8284A时钟发生器提供几种功能？时钟发生器提供几种功能？ 五、当用于五、当用于8088最大工作方式时，最大工作方式时，8288总线控总线控制器主要提供什么功能？制器主要提供什么功能？ 6 计数器和定时器电路计数器和定时器电路实现定时和计数有两种方法：实现定时和计数有两种方法： 硬件定时和软件定时硬件定时和软件定时软件定时是利用软件定时是利用CPUCPU每执行一条指令都
31、需要几个每执行一条指令都需要几个固定的指令周期的原理，运用软件编程的方式进固定的指令周期的原理，运用软件编程的方式进行定时。行定时。硬件定时，是利用专门的定时电路实现精确定时。硬件定时，是利用专门的定时电路实现精确定时。这种定时方式又可分为简单硬件定时和利用可编程这种定时方式又可分为简单硬件定时和利用可编程接口芯片实现定时。接口芯片实现定时。 一、概述一、概述（一）、主要功能（一）、主要功能 82538253内部有内部有3 3个完全相同、又相互独立的个完全相同、又相互独立的1616位减法计数位减法计数器。器。 可以用二进制或十进制计数。可以用二进制或十进制计数。 每个计数器的计数速率可高达每个
32、计数器的计数速率可高达2MHz2MHz 工作方式工作方式(6(6种）和计数常数编程设置。种）和计数常数编程设置。在接口电路设计中，常用到定时、计数、分频单元。在接口电路设计中，常用到定时、计数、分频单元。Intel 8253Intel 8253采用采用NMOSNMOS工艺，工艺，DIPDIP封装，封装，24pin24pin最高计数时钟频率为最高计数时钟频率为2MHz2MHz。（二）、二）、8253-PIT的内部结构的内部结构8253与与CPU数据数据总线连接总线连接的的8位三位三态缓冲器态缓冲器8253内部内部操作的控操作的控制部分：制部分：片选信号片选信号控制；选控制；选择读写操择读写操作端
33、口；作端口；控制数据控制数据传送方向传送方向此寄存器只此寄存器只能写入而不能写入而不能读出，用能读出，用于于8253的初的初始化编程时始化编程时写入控制字写入控制字决定通道工决定通道工作方式作方式每个计数器各有三根I/O线 CLK：时钟信号输入 OUT：计数器输出 GATE：门控信号，用于启动或允许计数器工作16位当前计数值锁存器位当前计数值锁存器16位减位减1计数器计数器16位计数初值寄存器位计数初值寄存器锁存后读锁存后读出当前值出当前值装入装入/读出初值读出初值MSBOUT减减1至至0时时LSBMSBLSB&CLKGATE计数通道内部逻辑图计数通道内部逻辑图（三）、（三）、8253-PIT
34、的引线的引线D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1CSVcc地电源线控制线数据线CLK0GATE0OUT0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2GATE2OUT2计数器0 号计数器1 号计数器2 号91110151413181617876543212223192212412 说明：说明：1 1、每个计数器各有三根、每个计数器各有三根I/OI/O线线 CLKCLK：时钟信号输入：时钟信号输入 OUTOUT：计数器输出：计数器输出 GATEGATE：门控信号，用于启动或允许计数器工作：门控信号，用于启动或允许计数器工作2 2、通过对控制寄
35、存器写操作，来设置工作方式。、通过对控制寄存器写操作，来设置工作方式。3 3、有、有A A1 1A A0 0两条地址线，在两条地址线，在PCPC机中的端口地址是机中的端口地址是40H43H40H43H。A A1 1A A0 0端口端口定义定义000040H40H0#0#计数器计数器010141H41H1#1#计数器计数器101042H42H2#2#计数器计数器111143H43H控制寄存器控制寄存器二、二、8253-PIT的控制字的控制字D7D6D5D4D3D2D1D0工作方式选择工作方式选择000=000= 方式方式 0 0001=001= 方式方式 1 1010=010= 方式方式 2 2
36、011=011= 方式方式 3 3100=100= 方式方式 4 4101=101= 方式方式 5 5计数器选择计数器选择00=00= 通道通道0 0 控制寄存器控制寄存器01=01= 通道通道1 1 控制寄存器控制寄存器10=10= 通道通道2 2 控制寄存器控制寄存器11=11= 不用不用数据读数据读/ /写格式写格式00=00=锁定当前计数值锁定当前计数值01=01=读读 / /写计数器低写计数器低 8 8 位位10=10=读读/ /写计数器高写计数器高8 8 位位11=11=先读先读 / /写计数器低写计数器低8 8位位再再读读/ /写计数器高写计数器高8 8位位0=0=二进制二进制1
37、=1=二二十进制十进制数制选择数制选择习题习题 1、有几种定时方法？如何实现？各有何特点？ 2、查阅555定时器、INTEL8253/8254定时（计数）器资料？ 3、试述8253主要功能？ 4、试述8253内部结构及各部分功能？ 5、8253计数器的当前计数值是如何读出的？三、三、8253-PIT的工作方式的工作方式本节以下各例均设本节以下各例均设82538253占用端口地址占用端口地址40H43H40H43H。方式方式0 0 低电平输出（减低电平输出（减1 1计数到计数到0 0时发中断请求时发中断请求 ）WRn#OUTPUT(中断）中断）43210n=4WRm#OUTPUT(中断）中断）G
38、ATE m=5543210WRl#OUTPUT(中断）中断）GATE984320l=9l=421区分这六种工作方式主区分这六种工作方式主要标志：要标志：1、输出波形不同；、输出波形不同；2、启动时触发方式不同；、启动时触发方式不同；3、计数过程中门控信号、计数过程中门控信号GATE对计数操作的控制对计数操作的控制不同不同方式方式0的工作特点的工作特点 计数器只计一遍而不能自动重复工作(一次性计数). 输出OUT在写完控制字后(WR的上升沿)变为低电平，并在写完计数初值后的N+1个CLK脉冲之后变为高电平。 在计数过程中，若GATE变低,则计数暂停；当GATE变高后，又接着计数。 在计数过程中，
39、可改变计数值。例：设例：设8253计数器通道计数器通道0工作于方式工作于方式0，用，用8位位二进制计数，其计数值为二进制计数，其计数值为50，二，二十进制，则十进制，则它的初始化程序段如下：它的初始化程序段如下：lMOV AL， ；设置控制字；设置控制字lOUT 43H，AL ；写入控制字寄存器；写入控制字寄存器lMOV AL， ；设置计数初值；设置计数初值lOUT 40H，AL ；写入计数初值寄存器；写入计数初值寄存器11H50思考题：使计数器T1工作在0方式，进行16位二进制计数，计数初值的高低字节分别为BYTEH和BYTEL。其初始化程序为（假设8253的3个计数器及控制器的端口地址分别
40、为304H，305H，306H和307H）方式方式1 低电平输出（可编程单脉冲输出）低电平输出（可编程单脉冲输出）开始计数开始计数CLKCLKWRWRGATEGATEOUT1OUT1GATEGATEOUT1OUT13 3 2 2 1 1 3 3 2 2 1 1 0 03 3 2 2 1 1 0 0重新开始计数重新开始计数不停计数不停计数CWCWLSBLSB例：设计数器通道例：设计数器通道1工作于方式工作于方式1，按二进制计数，按二进制计数，计数初值为计数初值为40H，它的初始化程序段为：，它的初始化程序段为：MOV AL， ；工作方式控制字；工作方式控制字OUT 43H，ALMOV AL， ；
41、送计数初值；送计数初值OUT 41H，AL62H 40H方式方式2 2 周期性负脉冲输出（频率发生器）周期性负脉冲输出（频率发生器）3213高电平高电平1CWLSBCLKWRGATE2OUTGATE2OUT自动重复计数自动重复计数321禁止计数禁止计数321重新开始计数重新开始计数例：设例：设8253计数器计数器0工作于方式工作于方式2，按二进制计数，按二进制计数，计数初值为计数初值为0304H。MOV AL，00110100B；设控制字，通道设控制字，通道0，先读，先读/写高写高8位；位； 再读写低再读写低8位，方式位，方式2，二进制。，二进制。OUT 43H，ALMOV AL，04H ；送
42、计数值低字节；送计数值低字节OUT 40H，AL MOV AL，03HOUT 40H，AL ；送计数值高字节；送计数值高字节方式方式3 周期性方波输出（方波发生器）周期性方波输出（方波发生器）CLKWRGATE3OUT3(N=奇数奇数)OUT3(N=偶数偶数)高电平高电平1543自动重复计数自动重复计数215（0）43CWLSB43214321例：设例：设8253计数器计数器2工作在方式工作在方式3，按二，按二十进制计数，计数初值为十进制计数，计数初值为4，则它的初始，则它的初始化程序段如下：化程序段如下：MOV AL，10010111B；计数器计数器2，只读，只读/写低写低8位，位， 工作方
43、式工作方式3，二，二十进制十进制OUT 43H，AL；控制字送控制字寄存器；控制字送控制字寄存器MOV AL，4；送计数初值；送计数初值OUT 42H，AL 方式方式4 单次负脉冲输出（软件触发选通）单次负脉冲输出（软件触发选通）高电平高电平1 1CWLSB3210CLK1禁止计数禁止计数3213210重新开始计数重新开始计数CLKWRGATE4OUT4GATE4OUT4方式方式4可应用于这样一种情况可应用于这样一种情况:经端口发送并行数据，经端口发送并行数据，经过一段时间延迟后，再发一个选通信号经过一段时间延迟后，再发一个选通信号,让接收系统让接收系统知道数据是有效的。知道数据是有效的。例：
44、设例：设8253计数器计数器1工作于方式工作于方式4，按二进，按二进制计数，计数初值为制计数，计数初值为3，则初始化程序段，则初始化程序段为：为：MOV AL， ；设置控制字寄存器；设置控制字寄存器OUT 43H，AL；送控制字；送控制字MOV AL， ；置计数初值；置计数初值OUT 41H，AL；送计数初值；送计数初值058H3方式方式5 单次负脉冲输出（硬件触发脉冲）单次负脉冲输出（硬件触发脉冲）3213210重新开始计数重新开始计数CWLSB3210 1CLKWRGATE5OUT5GATE5OUT5开始计数开始计数不停计数不停计数例：设例：设8253的通道的通道1工作于方式工作于方式5，
45、按二进，按二进制计数，计数初值为制计数，计数初值为4000H，则它的初，则它的初始化程序段为：始化程序段为：MOV AL， ；通道；通道1，只读写高字，只读写高字 节，方式节，方式5，二进制计数。，二进制计数。OUT 43H，ALMOV AL，OUT 41H，AL ；送计数初值；送计数初值01101010B40H工作方式小结工作方式小结 8253有六种工作方式，在输出波形和启动方式上略有区别。 工作方式工作方式 输出波形的比较输出波形的比较 计数值计数值方式方式 0方式方式 1方式方式 2方式方式 3方式方式 4方式方式 5每次设置每次设置N0只设一次只设一次N0N0只设一次只设一次N0/N1
46、10只设一次只设一次NN/2 N/2 0/N0每次设置每次设置N0 1只设一次只设一次N0 1N0 1思考题思考题（8253的的3个计数器和控制字寄存器端口地址为个计数器和控制字寄存器端口地址为40H43H）例：设例：设8253计数器通道计数器通道0工作于方式工作于方式0，用，用8位二进制计数，位二进制计数，其计数值为其计数值为50，二，二十进制，则它的初始化程序段十进制，则它的初始化程序段例：设计数器通道例：设计数器通道1工作于方式工作于方式1，按二进制计数，计数，按二进制计数，计数初值为初值为40H，它的初始化程序段为：，它的初始化程序段为：例：设例：设8253计数器计数器0工作于方式工作
47、于方式2，按二进制计数，计数，按二进制计数，计数初值为初值为0304H。它的初始化程序段为。它的初始化程序段为例：设例：设8253计数器计数器2工作在方式工作在方式3，按二，按二十进制计数，十进制计数，计数初值为计数初值为4，则它的初始化程序段如下：，则它的初始化程序段如下：例：设例：设8253计数器计数器1工作于方式工作于方式4，按二进制计数，计数，按二进制计数，计数初值为初值为3，则初始化程序段为：，则初始化程序段为：例：设例：设8253的通道的通道1工作于方式工作于方式5，按二进制计数，按二进制计数，计数初值为计数初值为4000H，则它的初始化程序段为：，则它的初始化程序段为：lMOV
48、AL， ；设置控制字；设置控制字lOUT 43H，AL ；写入控制字寄存器；写入控制字寄存器lMOV AL， ；设置计数初值；设置计数初值lOUT 40H，AL ；写入计数初值寄存器；写入计数初值寄存器11H50MOV AL， ；工作方式控制字；工作方式控制字OUT 43H，ALMOV AL， ；送计数初值；送计数初值OUT 41H，AL62H 40HMOV AL，00110100B；设控制字，通道设控制字，通道0，先读，先读/写高写高8位；位； 再读写低再读写低8位，方式位，方式2，二进制。，二进制。OUT 43H，ALMOV AL，04H ；送计数值低字节；送计数值低字节OUT 40H，A
49、L MOV AL，03HOUT 40H，AL ；送计数值高字节；送计数值高字节四、四、8253-PIT的编程的编程 （一）、初始化编程 （二）、读出操作（一）、初始化编程 初始化编程顺序 设置控制字写入计数初值注意：必须按控制字注意：必须按控制字D5,D4位规定的位规定的格式进行写入。格式进行写入。（二）、（二）、8253的读出操作的读出操作（1）读之前先停止计数（2）读之前先送计数值锁存命令六、六、IBM PC/XT中的定时器中的定时器/计数器应用计数器应用在在PC机中使用机中使用1片片8253。三个计数器的。三个计数器的CLK端输入端输入PCLK的二分的二分频信号频信号:14.31818M
50、Hz / 3 / 2 / 2 =1.1931816MHz (1）计数器）计数器0：用于产生实时时钟信号：用于产生实时时钟信号（2）计数器）计数器1：用于产生动态存储器刷新的地址更新信号：用于产生动态存储器刷新的地址更新信号（3）计数器）计数器2：产生扬生器的发音驱动信号：产生扬生器的发音驱动信号0#计数器用于定时中断（方式计数器用于定时中断（方式3，初值，初值0）MOV AL, 00110110BOUT 43H, ALMOV AL, 0OUT 40H, ALOUT 40H, AL8253.OUT0连接到连接到8259.IR0，每隔，每隔55ms产生一次定时中断，产生一次定时中断，中断服务程序将
