前言

定時器可以理解為一個特殊的中斷。計數器和定時器其實只是功能上的不同以及度量單位的不同，定時器里面肯定是有計數的。

【1】定時處理方法

1、定時的方法：

1、軟件定時方式（不是很準確，會被其他中斷打斷計數過程）
■CPU干預
■指令執行時間作間隔
2、不可編程的硬件定時方式（就像保險絲熔斷一樣，并不是由程序控制的）
■方式固定
■硬件設定參數
3、可編程的硬件定時方式
■程序設定、程序控制
■中斷.

2、定時和計數器

區別：對不同信號的計數
定時器：對時鐘信號進行計數，所計數的脈沖具有周期性
計數器：對外部脈沖進行計數，所計數的脈沖周期性、非周期性都可能呈現。
計數和及時本質是相同的，他們都是對一個輸入脈沖進行計數，如果輸入脈沖的頻率一定，那么記錄脈沖的個數與所需的時間是一一對應的關系。例如輸入脈沖頻率為2Mhz，那么計數2x10 ⁶

也就是1秒

【2】8253計數/定時器

1、特點：

1、可編程(工作方式/計數值)
2、三個獨立的計數器通道
3、對初值進行減1計數
4、二進制/BCD計數初值
5、計數對象的最高頻率為2MHz

2、芯片引腳以及電路：

由引腳可以看出，數據位是8位的，也就是說不能超過255；如果計數值超過255要分兩次寫。
讀寫控制電路以及三個計數器通道：

CLK(輸入時鐘)
OUT(輸出時鐘)
GATE(控制門)：高電平有效，是計數器的開關
訪問8253的信號由兩組產生：
1、從十六根總線拿出兩個接A0、A1 ，進行端口尋址：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）外加一些邏輯電路構成CS片選信號

3、連接方式：

注意，控制寄存器是不可以讀的。

4、工作原理：

控制寄存器：決定工作模式（定時還是計數）
狀態寄存器：決定工作狀態
初值寄存器：計數的初值
計數輸出寄存器：CPU從中讀當前的計數值
計數器：執行計數操作，CPU不能訪問


工作原理：對CLK信號進行減1處理
首先，CPU把控制字寫入控制寄存器，計數初始值寫入初值寄存器。
計數從初值開始，每當CLK信號出現一次，計數值減1，當計數值減到0，從OUT段輸出規定的信號。
CLK信號出現，計數器是否減1，由門控制信號GATE決定。
CLK是計數輸入信號，計數器對CLK端出現的脈沖個數進行計數：
CLK端可以輸入外部事件
CLK端可以介入固定頻率的時鐘信號，從而實現計時。
OUT信號在計數結束時發生變化：
可將OUT作為外部設備的控制信號
可將OUT作為向CPU申請中斷的信號
CPU可以從計數寄存器獨處當前計數值，讀前應向控制寄存器發出鎖存信號
定時/計數器初值的計算：
定時時間=時鐘脈沖周期 x 預置的計數初值
定時頻率=時鐘脈沖頻率 / 預置的計數初值

5、寄存器配置

a、初始化操作（三個通道單獨初始化）

1、寫入控制字
選擇計數通道
設置工作方式
初值的訪問方式
確定初值的數制(二進制/BCD)
計數器清零、OUT初始化
2、寫入初值
例題1：設三個計數器的CR/OI端口地址為70H、71H、72H，控制寄存器端口地址73H。計數器0，工作模式2，CR/OL僅 使用低8位，=初值為100，計數值使用二進制
分析：
1、根據要求配置控制寄存器：0001 x100，這里x我們認為是0，所以配置字為14H
2、計數值100轉為16進制：64H

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

例題2：例:設三個計數器的CR/OL端口地址為70H、71H、72H,控制寄存器端口地址73H。計數器1，工作模式1, CR/OL使用16位，
初值為1234，計數值使用BCD
分析：
1、根據要求配置控制寄存器：0111 0011，所以配置字為73H
2、計數值1234H，為16位，而輸出一次只能是8位，所以，分高低位分批次輸出

MOV AL, 73H
OUT 73H, AL
MOV AX, 1234H	;此時是BCD碼的形式，所以是1234
OUT 71H, AL
MOV AL, AH
OUT 71H, AL

b、讀出命令

步驟：
1、發出鎖存命令，使當前計數值鎖存在OL中，而CE會繼續計數
2、用IN語句讀OL，獲得當前計數值
例題：設三個計數器的CR/OL端口地址為70H、71H、72H，控制寄存器端口地址73H。讀出計數器0的當前計數值，放在BX中
分析：
1、根據要求配置控制寄存器：0000 0000，0H
2、讀出的值分為兩次傳出，先低位后高位

MOV AL, 0H
OUT 73H, AL
IN AL, 70H	;從OL讀取低位字節
MOV BL, AL	
IN AL, 70H	;從OL讀取高位字節
MOV BH, AL 	;此時BX的內容就是計數器當前的計數值

c、GATE的作用

d、工作方式配置

在具體學習6種工作方式之前（第一次看是有點暈的），我先找了幾篇博客，了解一下大致特點以及6種方式的區別。
8253的六種工作方式
8253與8255的工作方式
硬件觸發什么意思？：觸發與否與gate門的狀態有關。

[1]方式0 計數結束中斷

計數器寫完計數值時，開始計數(軟件觸發)，相應的輸出信號OUT就開始變成低電平。當計數器減到零時，OUT立即輸出高電平。
門控信號高電平時，計數器工作；為低電平時，計數器停止工作，計數值保持不變。
在計數器工作期間，如果重新寫入新的計數值，計數器將按新寫入的計數值重新工作。

例題：向8253的A1A0= 11B的地址寫入0011 0000B，則表示計數器0設置成方式0，并且采用16位時常數，假設時常數為1500,則計數器0的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;	寫入8253的方式控制字
MOV AL,0011 0000B
OUT DX,AL;
MOV DX,COUNTA;	計數器0置入時常數
MOV AX,1500
OUT DX,AL
XCHG AL,AH
OUT DX,AL

[2]方式1 可編程單穩脈沖

寫入計數初值后，計數器開始工作。門控信號GATE上升沿有效，才開始工作(硬件觸發)，使輸出OUT變成低電平，直到計數器減到0后，輸出才變高電平。
在計數器工作期間，當GATE又出現一個上升沿時，計數器重新裝入原計數初值并重新開始計數。
如果工作期間對計數器寫入新的計數初值，則要等到當前的計數值記滿回零且門控信號再次出現上升沿后，才按新寫入的計數初值開始工作。

例題：向8253的A1A0= 11B的地址寫入0101 0010B，則表示計數器1設置成方式1，并且采用低8位時常數，假設時常數為15,則計數器1的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;	寫入8253的方式控制字
MOV AL,0101 0010B
OUT DX,AL;
MOV DX,COUNTA;	計數器1置入時常數
MOV AX,15
OUT DX,AL

[3]方式2 頻率發生器(分頻器)

方式2是一種具有自動裝入時間常數(計數初值N)的N分頻器。
特點：一次設置計數初值，計數器可自動重復進行減“1”操作，減“1”計數回“0”，可以輸出端輸出一負脈沖信號。
寫入計數初值后，GATE為高開始工作，計數器為0時，OUT輸出一個時鐘脈寬的負脈沖后自動回復高電平；同時自動重新裝入原計數初值，反復計數。
如果工作期間對計數器寫入新的計數初值，則要等到當前的計數值記滿回零后，才按新寫入的計數初值開始工作。
在計數器工作期間，當GATE為低則停止計數，待GATE恢復后計數器重新裝入原計數初值并重新開始計數。

例題：向8253的A1A0= 11B的地址寫入1001 0100B，則表示計數器2設置成方式2，并且采用低8位時常數，假設時常數為13,則計數器1的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;	寫入8253的方式控制字
MOV AL,1001 0100B
OUT DX,AL;
MOV DX,COUNTC;	計數器2置入時常數
MOV AX,13
OUT DX,AL

這樣在OUT2端就產生了CLK2的13分頻信號，若是通過邏輯電路實現起來比較麻煩

[4]方式3 方波輸出(周期性方波輸出)

方式3工作方式與方式2基本相同，也具有自動裝入時間常數(計數初值)的功能。
不同之處在于：工作在3方式，引腳OUT輸出的不是一個時鐘周期的負脈沖，而是占空比為1:1或近似1:1的方波。當計數值為偶數時，輸出在前一半的計數過程中為高電平，在后一半的計數過程中為低電平；為奇數時高電平比低電平寬一個時鐘脈沖。

例題：向8253的A1A0= 11B的地址寫入0011 0110B，則表示計數器0設置成方式3，并且采用16位時常數，假設時常數為2000,則計數器0的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;	寫入方式控制字
MOV AL.0011 0110B
OUT DX,AL
MOV DX,COUNTA;	計數器置入時常數
MOV AX,2000
OUT DX,AL
XCHG AL,AH
OUT DX,AL

這樣在OUT0端就產生了CLK0的2000分頻的方波信號。

[5]方式4 軟件觸發選通

此方式設定后，輸出OUT就開始變為高電平，GATE為高時，當寫完計數值后開始計數。當計數器減到零后，OUT輸出一個寬度為一個時鐘脈沖的負脈沖，然后恢復高電平，并一直保持高電平。
門控信號GATE為高電平時，計數器工作，為低電平時，計數器停止工作，恢復為高電平后計數器又從原裝入的計數初值開始減1工作。
在計數器工作期間，如果重新寫入新的計數初值，不影響當前計數狀態，僅當當前計數值記完后，計數值才按寫入的計數值工作。

例題：向8253的A1A0= 11B的地址寫入0101 1000B，則表示計數器1設置成方式4，并且采用低8位時常數，假設時常數為75,則計數器1的初始化程序段如下:

MOV DX,COUNTD;	寫入方式控制字
MOV AL.0101 1000B
OUT DX,AL
MOV DX,COUNTA;	計數器置入時常數
MOV AL,75
OUT DX,AL

[6]方式5 硬件觸發選通

方式5的工作特點是由GATE上升沿觸發計數器開始工作。
在方式5工作方式下，當寫入計數初值后，計數器并不立即開始計數，而要由門控信號的上升沿啟動計數。
在計數過程中(或者計數結束后)，如果門控信號再次出現上升沿，計數器將從原裝入的計數初值重新計數。

需要注意的地方：
1、處理器寫入8253的計數初值只是寫入了預置寄存器，之后到來的第一個CLK輸入脈沖(需先由低電平變高，再由高電平變低)才將預置寄存器的初值送到減1計數器。
2、方式0: 一般用作請求中斷源.
方式1:一般用作輸出固定時長的方波,比如定時器.
方式2差不多,只不過他n計數為零的時候,他只產生一次負脈沖,可作為一次信號,作為分頻器使用.

特點總結

比較8254方式0與方式4、方式1與方式5的區別?

方式0與方式4
方式0 OUT 端計數過程中為低,計數值減為0時,輸出變高
方式4 OUT端計數過程中為高，計數值減為0時輸出寬度為1個CLK的負脈沖.
方式1與方式5
方式1 OUT端輸出寬度為n個CLK的低電平，計數值減為0時，輸出為高
方式5 OUT 端計數過程中為高，計數值減為0時輸出寬度為1個CLK的負脈沖

【3】8253計數/定時器與系統總線的接法

在已經設計好的8086系統總線的情況下，可以直接利用系統總線的信號與8253連接。

與最小系統相連

使用偶地址：

使用奇地址：
1、A0換成BHE’
2、D7~ D0換成D15~D8

與最大系統相連

使用偶地址：

使用奇地址：
1、A0換成BHE’
2、D7~ D0換成D15~D8

與PC機相連

此時實際上和最大系統是相似的，不過由于系統中存在DMA機構，所以必須使AEN=0，此時為非DMA操作。由于數據位只有8位，不分奇偶。

總結

關于這方面的應用其實就是書后習題，明天專門寫一章關于應用的筆記。
8253譯碼電路設計以及初始化編程講解

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Reference：

8253的六種工作方式
8253與8255的工作方式
關于6種工作方式更加詳細的過程請參考《微機原理與接口技術.樓順天版》P253——P263。