定时与计数的本质 定时：本质上是对时间基准的计数，将固定周期作为标准进行累积 计数器：对非周期性脉冲信号累计，通过加1或减1实现 定时器：对周期性时钟信号计数，按输入周期产生定时输出
实现方式对比
|------------|------|--------------|
| 硬件电路 | 专用电路 | 通用性、灵活性差 |
| 软件方式 | 程序实现 | 占用CPU时间 |
| 可编程定时器/计数器 | 程序控制 | 灵活，可与CPU并行工作 |
8253主要功能 3个独立的16位计数器, 每个计数器有 6种工作方式（通过程序设置）、可按二进制或BCD码计数 计数速率高达 2MHz 所有引脚电平与TTL兼容（单电源+5V）
引脚
GATE：硬件输入引脚，不能通过软件指令直接触发，没有对应的寄存器位，CPU 无法执行一条指令（如 OUT 或 MOV）来直接改变 GATE 引脚的电平。
只有在系统电路中通过额外硬件桥接（如通过 OUT 指令控制 8255 输出低电平或高电平），才能用软件操作间接改变 GATE 状态。所以下文暂且将GATE上升沿归于硬件。
| CLK0~CLK2 | 计数器0~2的时钟输入 |
|---|---|
| GATE0~GATE2 | 计数器0~2的门控信号 |
| OUT0~OUT2 | 计数器0~2的输出 |
| CS | 片选信号 |
| RD/WR | 读/写控制 |
| A1, A0 | 地址线，选择寄存器 |
控制线
| CS | RD | WR | A1 | A0 | 操作 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 写入计数器#0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 写入计数器#1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 写入计数器#2 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 写入控制寄存器 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 读计数器#0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 读计数器#1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 读计数器#2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 无操作（三态） |
| 1 | × | × | × | × | 禁止（三态） |
控制字（CW，Control Word）
当控制线为CS=0, WR=0, RD=1, A1=1, A0=1，数据总线上的 8 位数值才会被解释为控制字 写入控制寄存器。
选择计数器(SC1 SC0)：指定该控制字配置哪个计数器
读写操作 (RL1 RL0)：定义如何读写16位的计数器初值
工作方式(M2 M1 M0)：选择6种工作方式之一
计数制式(BCD)：选择计数值是二进制（0）还是BCD码（1）
| SC1 SC0 (D7 D6) | 00 | 选择计数器0 |
|---|---|---|
| 01 | 选择计数器1 | |
| 10 | 选择计数器2 | |
| 11 | 无意义 | |
| RL1 RL0 (D5D4) | 00 | 锁存命令（用于读操作） |
| 01 | 只读/写低8位 | |
| 10 | 只读/写高8位 | |
| 11 | 先读/写低8位，后读/写高8位 | |
| M2 M1 M0 (D3D2D1) | 000 | 方式0 |
| 001 | 方式1 | |
| ×10 | 方式2 | |
| ×11 | 方式3 | |
| 100 | 方式4 | |
| 101 | 方式5 | |
| BCD (D0) | 0 | 二进制计数 |
| 1 | BCD码计数 |
Operating Mode
下文缩写含义：
CR, Count Register，计数初值寄存器。
CE, Counting Element，即减1计数器。
0：事件计数（软件触发）
8253内部没有中断控制电路，可以用OUT信号作为中断请求信号（OUT上升沿）。
| 启动方式 | 写入计数初值（软件触发） |
|---|---|
| OUT | 计数期间输出低电平，计数结束变高电平并保持 |
| GATE | GATE=0暂停计数，GATE=1恢复计数 |
| 计数过程中传入新的初值 | 立即有效。重新开始计数（8位，另外8位置0）写第1个字节暂停，写第二个字节后有效（16位） |
| 计数值使用 | 只计一遍，无重装. 只有在写入另一个计数值时，OUT变低，才开始新的计数 |
时序特点：
写入控制字CW后，OUT变低
写入初值后，经过一个CLK脉冲，初值装入CE开始减1计数，即计数初值若为N，在N+1个CLK脉冲后输出信号OUT变为高电平
CE=0时，OUT变高并保持
例：计数器1，方式0，只写低8位，二进制，计数值128
MOV AL, 50H ; 控制字：01 01 000 0B
OUT 07H, AL ; 写入控制寄存器
MOV AL, 80H ; 计数值128
OUT 05H, AL ; 写入计数器1
1：可编程单稳态触发（硬件触发）
| 启动方式 | GATE上升沿触发（硬件） |
|---|---|
| 输出波形 | 若初值N，输出宽度为 N个CLK周期的负脉冲 |
| GATE | 上升沿可重新触发，重新开始计数 |
| 新初值 | 下一轮有效（需新的GATE上升沿，即当原来计数还没结束，就终止原来的计数过程，开始新的一轮计数） |
| 计数值使用 | 有条件重装（需GATE触发） |
写入控制字CW后OUT为高
写入初值后不立即计数，等GATE上升沿后的第一个CLK下降沿才开始
计数期间OUT为低电平， CE=0时结束变高电平
0和1的主要区别就是1多了一个用GATE上升沿驱动的重装初值，1可以有条件复活(多命，可以被Gate上升沿拉起)，0血量没了就out了（一命）。
2：频率发生器（分频器），软硬兼施
既可软件启动，又可硬件启动（软硬兼施）
占空比：高低电平的比例(高电平：低电平)。
| 启动方式 | 写入初值（软件）/GATE上升沿（硬件） |
|---|---|
| 输出波形 | 若初值N，周期性输出，占空比 (N-1):1 的矩形波 |
| GATE | GATE=0停止，GATE=1恢复，恢复时（即GATE上升沿）重新从初值开始 |
| 新初值 | 等当前计数结束，下一轮有效 |
| 计数值使用 | 自动重装，连续输出 |
写入控制字CW后OUT为高，下一个𝑾𝑹信号的上升沿写入计数初值，若GATE为高电平则在该𝑾𝑹信号之后的第一个时钟下降沿开始减1计数
CR内容自动重复装入CE，OUT端上就能连续地输出周期性分频信号（1/N），负脉冲宽度为1个CLK周期
改变计数初值，即可获得不同速率的OUT输出信号
在血量没了的情况下（CE=0），1是有条件复活，到2就变成自动复活（跟王者一样，不过2复活时间固定为1个CLK负脉冲）。
3：方波发生器，软硬兼施
| 启动方式 | 写入初值（软件）/GATE上升沿（硬件） |
|---|---|
| 输出波形 | 初值N，占空比约 N/2 : N/2（分奇偶）的方波 |
| GATE作用 | 同方式2 |
| 新初值 | 同方式2 |
| 计数值使用 | 同方式2 |
N为偶数时，高低电平各N/2个CLK
N为奇数时，高电平(N+1)/2，低电平(N-1)/2
主要应用：方波发生器、波特率发生器
2、3类似，不同就是OUT波形的占空比不同。
4：软件触发选通
| 启动方式 | 写入计数初值（软件触发） |
|---|---|
| 输出波形 | 计数期间高电平，结束时输出1个CLK宽度的负脉冲 |
| GATE作用 | GATE=0停止计数 |
| 新初值 | 同方式0 |
| 计数值使用 | 同方式0 |
与方式0的区别在于OUT波形：
0：OUT计数期间低电平，结束变高并保持
4：OUT计数期间高电平，结束输出一个负脉冲后恢复高
5：硬件触发选通
| 启动方式 | GATE上升沿触发 |
|---|---|
| 输出波形 | 计数期间高电平，结束时输出一个CLK宽度的负脉冲 |
| GATE作用 | 上升沿随时触发新计数 |
| 新初值 | 下一轮有效（需新的GATE上升沿） |
| 计数值使用 | 自动重装（需GATE触发） |
与方式1的区别：
1：计数期间输出宽负脉冲（N个CLK）
5：计数期间高电平，结束输出窄负脉冲（1个CLK）
To sum up:
| 方式0 | 方式1 | 方式2 | 方式3 | 方式4 | 方式5 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 功能 | 事件计数 | 单脉冲 | 频率发生器 | 方波发生器 | 软件触发 | 硬件触发 |
| 启动方式 | 写入初值 | GATE上升沿 | 写入初值或GATE↑ | 写入初值或GATE↑ | 写入初值 | GATE上升沿 |
| 中止计数 | GATE=0 | - | GATE=0 | GATE=0 | GATE=0 | - |
| 写入新初值 | 立即有效 | 下一轮 | 下一轮 | 下一轮 | 立即有效 | 下一轮 |
| 计数值使用 | 一次有效 | 自动重装 | 自动重装 | 自动重装 | 一次有效 | 自动重装 |
分组
|------|-------|---------------------|
| 软件触发 | 0 和 4 | 无自动重装；区别在OUT波形 |
| 硬件触发 | 1 和 5 | GATE上升沿启动；区别在输出脉冲宽度 |
| 自动重装 | 2 和 3 | 软硬兼可，持续输出；区别在占空比 |
8253初始化编程
① 写入计数器控制字 → 控制寄存器
② 写入计数值 → 对应计数器端口
-
三个通道控制字端口地址相同，由SC1、SC0区分
-
BCD计数时，指令中仍写十六进制表示的BCD数
-
例：计数初值50，BCD计数 → 写 50H
例1：计数器0，方式1，BCD计数，计数值5080H，端口F8H~FBH
; 控制字：0011 0011B = 33H
; SC=00(计数器0), RL=11(先低后高), M=001(方式1), BCD=1
MOV AL, 33H
OUT 0FBH, AL ; 写控制字
MOV AL, 80H ; 低8位
OUT 0F8H, AL
MOV AL, 50H ; 高8位
OUT 0F8H, AL例2：计数器0，方式3，输出2kHz方波，CLK=2.5MHz，BCD计数，端口80H~83H
计算计数值：
控制字：0011 0111B = 37H
-
SC=00, RL=11(先低后高), M=011(方式3), BCD=1
MOV AL, 37H ; 控制字
OUT 83H, AL
MOV AL, 50H ; 低8位 (50H = BCD的50)
OUT 80H, AL
MOV AL, 12H ; 高8位 (12H = BCD的12)
OUT 80H, AL ; 计数值 = 1250 (BCD)
为什么要锁存？
CPU读取16位计数值时，若计数器正在工作，高8位和低8位可能不属于同一个值，导致读取错误。
锁存方法
-
利用GATE信号使计数暂停
-
利用锁存控制字：RL1RL0 = 00