8254定時與計數(shù)器實驗

1、精選文檔XX學(xué)院實 驗 報 告實驗名稱 姓 名 學(xué) 號 班 級 教 師 日 期 一、實驗內(nèi)容與要求1.1 實驗內(nèi)容本次實驗分為如下2個子實驗：(1) 計數(shù)應(yīng)用實驗：編寫程序，應(yīng)用8254的計數(shù)功能，使用單次脈沖模擬計數(shù)，使每當(dāng)按下KK1+5次后，產(chǎn)生一次計數(shù)中斷，并在屏幕上顯示一個字符M；(2) 定時應(yīng)用實驗：編寫程序，應(yīng)用8254的定時功能，產(chǎn)生一個1s的方波，并用本裝置的示波器功能來觀察。1.2 實驗要求本次實驗中2個子實驗的實驗要求如下：(1) 計數(shù)應(yīng)用實驗：將8254的計數(shù)器0設(shè)置為方式3，計數(shù)值為十進(jìn)制數(shù)4，用單次脈沖KK1+作為CLK0時鐘，OUT0連接MIR7，每當(dāng)KK1+按動5

2、次后產(chǎn)生中斷請求，在屏幕上顯示字符“M”；(2) 定時應(yīng)用實驗：將8254的計數(shù)器0和計數(shù)器1都設(shè)置為方式3，用信號源1MHz作為CLK0時鐘，OUT0為波形輸出1ms方波，再通過CLK1輸入，OUT1輸出1s方波。二、實驗原理與硬件連線2.1 實驗原理8254是Intel公司生產(chǎn)的可編程間隔定時器。是8253的改進(jìn)型，比8253具有更優(yōu)良的性能。8254具有以下基本功能：(1) 有三個地理的16位計數(shù)器。(2) 每個計數(shù)器可按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD）計數(shù)。(3) 每個計數(shù)器可編程工作于6種不同的工作方式。(4) 8254每個計數(shù)器允許的最高計數(shù)頻率為10MHz（8253為2MHz）。(5)

3、8254有讀回命令（8253,沒有），除了可以讀出當(dāng)前計數(shù)單元的內(nèi)容外，還可以讀出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容(6) 計數(shù)脈沖可以是有規(guī)律的時鐘信號，也可以是隨機(jī)信號。計數(shù)初值公式為：n=fCLKi÷fOUTi，其中fCLKi是輸入時鐘脈沖的頻率，fOUTi是輸出波形的頻率。圖2-1是8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和引腳圖，它是由與CPU的接口，內(nèi)部控制電路和三個計數(shù)器組成。8254的工作方式如下述：(1) 方式0：計數(shù)到0結(jié)束輸出正躍變信號方式。(2) 方式1：硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式。(3) 方式2：頻率發(fā)生器方式。(4) 方式3：方波發(fā)生器。(5) 方式4：軟件觸發(fā)選通方式。(6) 方式5：硬件觸發(fā)選

4、通方式圖2-1 8254內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖8254的控制字有兩個：一個用來設(shè)置計數(shù)器的工作方式，成為方式控制字；另一個用來設(shè)置讀回命令，稱為讀回控制字。這兩個控制字共用一個地址，由標(biāo)示位來區(qū)分。控制字格式如表4.5.1-4.5.3所示。表2-1 8254的方式控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0計數(shù)器選擇讀/寫格式選擇工作方式選擇計數(shù)碼制選擇00-計數(shù)器001-計數(shù)器110-計數(shù)器211-讀出控制字標(biāo)志00-鎖存計數(shù)值01-讀/寫低8位10-讀/寫高8位11-先讀寫低8位，再讀寫高8位000-方式0001-方式1010-方式2011-方式3100-方式5101-方式50-二進(jìn)制數(shù)1-十進(jìn)制數(shù)表2

5、-2 8254讀出控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0110-鎖存計數(shù)值0-鎖存狀態(tài)信息計數(shù)器選擇（同方式控制字）0表2-3 8254狀態(tài)字格式D7D6D5D4D3D2D1D0OUT引腳現(xiàn)行狀態(tài)1-高電平0-低電平計數(shù)初值是否裝入1-無效計數(shù)2-計數(shù)有效計數(shù)器方式（同方式控制字）8254實驗單元電路圖如下圖所示：圖2-2 8254實驗電路原理圖2.2 硬件連線(1) 計數(shù)應(yīng)用實驗：系統(tǒng)總線XD0XD7分別與8254單元D0D7相連，系統(tǒng)總線XA1XA2分別與8254單元A0A1相連，系統(tǒng)總線的IOW#、IOR#、IOY0(0600H)、MIR7分別于8254單元的WR、RD、CS、OUT

6、0相連，8254單元的CLK0與單次脈沖單元的KK1+相連，如圖2-3；圖2-3 計數(shù)應(yīng)用實驗連線圖(2) 定時應(yīng)用實驗：系統(tǒng)總線與8254單元類似于(1)中進(jìn)行連線，然后將8254單元中的OUT0連接到CLK1，GATE1連接VCC，OUT1連接到A/D轉(zhuǎn)換單元的IN0。AD轉(zhuǎn)換單元A、B、C接地，并將D0D7接到系統(tǒng)總線XD0XD7上，并將WR、RD、CS、CLK分別連接到系統(tǒng)總線的IOW#、IOR#、IOY3(0680H)、CLK上。如圖2-4所示。 圖2-4 8254定時應(yīng)用實驗接線圖三、設(shè)計思路、步驟和程序流程圖3.1 設(shè)計思路(1) 計數(shù)應(yīng)用實驗：將8254的計數(shù)器0設(shè)置為方式0，

7、計數(shù)值為十進(jìn)制數(shù)4，用單次脈沖KK1作為CLK0時鐘，OUT0連接MIR7，首先讓程序進(jìn)入死循環(huán)等待中斷，每當(dāng)KK1按動5次后產(chǎn)生中斷請求，調(diào)用中斷程序，在屏幕上顯示字符“M”。(2) 定時應(yīng)用實驗：利用8254的兩個計數(shù)裝載過大的初始值，其中計數(shù)器0的OUT作為計數(shù)器1的CLK的輸入，當(dāng)兩個計數(shù)器的初值滿足一定條件時，計數(shù)器1的OUT即為1s方波，并可通過軟件的示波器直接觀察。3.2 實驗步驟(1) 計數(shù)應(yīng)用實驗：1. 按圖2-3連接電路；2. 編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)；3. 單擊RUN按鈕，運行實驗程序，每連續(xù)按動5次KK1+，在界面的輸出區(qū)會顯示字符M；4. 改變計數(shù)值，

8、驗證8254的計數(shù)功能。(2) 定時應(yīng)用實驗1. 按圖2-4連接實驗線路；2. 編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)；3. 運行程序，8254的OUT1會輸出1s的方波，用軟件自帶的示波器功能進(jìn)行觀察。3.3 程序流程圖(1) 計數(shù)應(yīng)用實驗：主程序流程圖如圖2-5圖2-5 計數(shù)應(yīng)用實驗主程序流程圖中斷程序流程圖如圖2-6圖2-6 計數(shù)應(yīng)用實驗中斷程序流程圖(2) 定時應(yīng)用實驗：程序流程圖如圖2-7圖2-7 定時應(yīng)用程序流程圖四、程序清單與執(zhí)行結(jié)果4.1 程序清單(1) 計數(shù)應(yīng)用實驗代碼IOYO EQU 0600HA8254 EQU IOYO+00H*2B8254 EQU IOYO+01H*

9、2C8254 EQU IOYO+02H*2CON8254 EQU IOYO+03H*2SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, SS:SSTACKSTART: PUSH DS MOV AX,0000H MOV DS,AX MOV AX,OFFSET IRQ7 MOV SI,003CH MOV SI,AX MOV AX,CS MOV SI,003EH MOV SI,AX CLI POP DS ;初始化主片8259 MOV AL,11H;初始化ICW1 OUT 20H,AL MOV AL,08H

10、;初始化ICW2 OUT 21H,AL MOV AL,04H;初始化ICW3 OUT 21H,AL MOV AL,01H;初始化ICW4 OUT 21H,AL MOV AL,6FH;OCW1 OUT 21H,AL ;8254 MOV DX,CON8254 MOV AL,10H OUT DX,AL MOV DX,A8254 MOV AL,04H OUT DX,AL STIAA1: JMP AA1IRQ7: MOV DX,A8254 MOV AL,04H OUT DX,AL MOV AX,014DH INT 10H MOV AX,0120H INT 10H MOV AL,20H OUT 20H,A

11、L IRETCODE ENDS END START (2) 定時應(yīng)用實驗代碼A8254 EQU 0600HB8254 EQU 0602HC8254 EQU 0604HCON8254 EQU 0606HCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV DX,CON8254MOV AL,27HOUT DX,ALMOV DX,A8254MOV AL,10HOUT DX,ALMOV DX,CON8254MOV AL,67HOUT DX,ALMOV DX,B8254MOV AL,10HOUT DX,ALAA1:JMP AA1CODE ENDSEND START4.2 執(zhí)行結(jié)果(1)

12、 計數(shù)應(yīng)用實驗的實驗結(jié)果如圖2-8，每按5次KK1+，就會打印一個M，并且輸出一個空格。圖2-8 計數(shù)應(yīng)用實驗(2) 定時應(yīng)用實驗的實驗結(jié)果如圖2-9和圖2-10，示波器會顯示如下波形。圖2-9 定時應(yīng)用實驗（方波）圖2-10 定時應(yīng)用實驗五、程序調(diào)試說明和實驗感想5.1 調(diào)試說明在實驗中，需要將8254計數(shù)器0和計數(shù)器1都設(shè)置為方式3，用信號源1MHz作為CLK0，OUT0為波形輸出1ms方波，再通過CLK1輸入，這樣OUT1才會輸出1s方波。5.2 實驗感想與收獲通過本次實驗，對8254的計數(shù)器有了深入的了解；對8254的內(nèi)部接口和引腳有了充分的認(rèn)識；對8254的工作方式、應(yīng)用編程及其典型電路的接法有了全新的掌握。紙上