微機(jī)接口-8253定時(shí)器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選文檔浙江工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱8253定時(shí)器實(shí)驗(yàn)姓名學(xué)號班級教師日期可編輯精選文檔一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容計(jì)數(shù)器方式2 實(shí)驗(yàn)： 將 8253 芯片的計(jì)數(shù)器0 的工作方式設(shè)置為方式2，計(jì)數(shù)器初值為N，用手動(dòng)開關(guān)逐個(gè)輸入單脈沖，編程使計(jì)數(shù)值在屏幕上顯示，并同時(shí)用TPC-USB 平臺(tái)上的LED燈觀察 OUT0 電平變化(當(dāng)輸入第N 倍數(shù)個(gè)脈沖后OUT0 變低電平，LED 燈由亮變滅，其余脈沖 OUT0 都是高電平，LED 燈都處于亮狀態(tài))。計(jì)數(shù)器方式3 實(shí)驗(yàn)： 將計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1 的工作方式分別設(shè)置為方式3，計(jì)數(shù)初值設(shè)為1000 ，并同時(shí)用TPC-USB 平臺(tái)上的LED

2、燈觀察 OUT1 電平變化(頻率1Hz) 。1.2 實(shí)驗(yàn)要求(1) 具有一定的匯編編程的基礎(chǔ)，能編寫一些基本語句來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程圖，寫出對應(yīng)代碼；(2) 要了解 8253 定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳，了解芯片的硬件連接方法、時(shí)序關(guān)系、各種模式的編程及應(yīng)用，能熟練地對其進(jìn)行編程；(3) 熟悉實(shí)驗(yàn)平臺(tái)TPC-USB 了解各個(gè)接口的名稱與功能，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)能快速并正確地連接好實(shí)驗(yàn)電路；(4) 計(jì)數(shù)器方式2 實(shí)驗(yàn)：連接PC 與 TPC-USB 平臺(tái)，用微機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件運(yùn)行程序，用手動(dòng)開關(guān)逐個(gè)輸入單脈沖，在屏幕上能一次顯示計(jì)數(shù)值，當(dāng)輸入第N 倍數(shù)個(gè)脈沖后OUT0 變低電平，TPC-USB

3、 平臺(tái)上的LED 燈由亮變滅，其余脈沖OUT0 都是高電平，LED 燈都處于亮狀態(tài)；(5) 計(jì)數(shù)器方式3 實(shí)驗(yàn)： 連接 PC 與 TPC-USB 平臺(tái)， 用微機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件運(yùn)行程序，TPC-USB平臺(tái)上的LED 燈能周期性地亮滅，頻率為1Hz。可編輯精選文檔可編輯:、實(shí)驗(yàn)原理與硬件連線2.1實(shí)驗(yàn)原理1、8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu):D7-D0(計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)器1CS計(jì)數(shù)器2-一-二 r ' Z控制字 寄存器讀/寫控制 邏輯A0 A1 RDXWR*數(shù)據(jù)總線緩沖器CLKGATE OUTCLK1GATE.OUTCLKGGATE>OUT圖1 8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(1)數(shù)據(jù)總線緩沖器：三態(tài)雙

4、向8位寄存器，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，可寄存以下3種數(shù)據(jù):? CPU向8253/8254 寫入的工作方式命令字；? CPU向計(jì)數(shù)寄存器寫入的計(jì)數(shù)初值；? 從計(jì)數(shù)器讀出的當(dāng)前計(jì)數(shù)值。讀/寫控制邏輯：接收CPU發(fā)來的讀、寫、片選和地址信號，選擇相應(yīng)的寄存器，進(jìn)行讀寫操作(3)控制字寄存器:接收CPU發(fā)來的控制字(只寫)控制字的功能：?選擇計(jì)數(shù)器；?確定計(jì)數(shù)器的工作方式；?確定計(jì)數(shù)初值的格式（高低 8位或16位）；? 確定計(jì)數(shù)格式：二進(jìn)制或 BCD格式。(4)計(jì)數(shù)器02 :3個(gè)結(jié)構(gòu)相同、相互獨(dú)立的計(jì)數(shù)器。每個(gè)計(jì)數(shù)器包含一個(gè)16位初值寄存器、一個(gè)16位減1計(jì)數(shù)器和一個(gè)16位輸出鎖存器。計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖

5、所示:計(jì)數(shù)開始前需寫入初值。同時(shí)該值被送入減1計(jì)數(shù)0計(jì)數(shù)過程中,初值寄存器中的值保持不變。16位計(jì)數(shù)初值寄存器每個(gè)CLK計(jì)數(shù)減U1。減為0時(shí)，OUT控制單元16位減1計(jì)數(shù)器UCLK GATE OUT器。MAX = 216-1端輸出波形。鎖存減1計(jì)數(shù)器的值，以供讀出和查詢。16位當(dāng)前計(jì)數(shù)值所存器條件滿足時(shí)，若想獲取當(dāng)前計(jì)數(shù)值，不能直接從減1計(jì)數(shù) 器讀出，而是必須先鎖存，再從鎖存器讀出。2、8253的工作方式：8253A 一共有6種工作方式：方式0 計(jì)數(shù)期間低電平輸出（GATE高電平時(shí)計(jì)數(shù)）方式1 計(jì)數(shù)期間低電平輸出（GATE上升沿重新計(jì)數(shù)）方式2周期性輸出負(fù)脈沖方式3周期性輸出方波方式4軟件觸發(fā)

6、輸出單脈沖方式5硬件觸發(fā)輸出單脈沖6種工作方式的區(qū)別在于：?輸出波形不同。?啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的觸發(fā)方式不同。? 計(jì)數(shù)過程中門控信號GATE對計(jì)數(shù)操作的影響不同本次實(shí)驗(yàn)要用到的是方式2和方式3:(1)方式2 周期性輸出負(fù)脈沖：1)向計(jì)數(shù)器寫入方式2控制字后，WR的上升沿使OUT信號變高。寫入初值后，在 CLK下降沿進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。減為1時(shí)，OUT變低并維持一個(gè)周期，然后又變高，并自動(dòng)裝入初2) GATE為高電平允許計(jì)數(shù)，為低電平終止計(jì)數(shù)。待GATE恢復(fù)高電平后，計(jì)數(shù)器將按原來設(shè)定的計(jì)數(shù)值重新計(jì)數(shù)。工作時(shí)序如圖3所示。圖3 方式2特點(diǎn)2工作時(shí)序圖4方式2特點(diǎn)3工作時(shí)序(2)方式3 周期性輸出方波：初值為偶

7、數(shù)的工作時(shí)序如圖 5所示。寫入方式字后，OUT信號變高。寫入初值后開始 減1計(jì)數(shù)；減到n/2時(shí)，OUT變低繼續(xù)計(jì)數(shù)；減到0時(shí)，OUT變高，并自動(dòng)裝入初值重3、8253的編程：8253 的方式控制字:計(jì)教器 讀寫格式工作方式教制0：二進(jìn)制編碼1: BCD編碼D D, D$ D* D3 Di D |000:001：方式1 X1O:方太2X11：方式3 100：方式4101:方式5實(shí)驗(yàn)中：對應(yīng)的方式控制字：00010100B=14H;對應(yīng)的方式控制字：00110110B=36H對應(yīng)的方式控制字：01110110B=76H計(jì)數(shù)器方式2實(shí)驗(yàn)：將計(jì)數(shù)器0設(shè)置為方式2計(jì)數(shù)器方式3實(shí)驗(yàn)：將計(jì)數(shù)器0設(shè)置為方式3

8、將計(jì)數(shù)器1設(shè)置為方式38253的初始化編程：初始化編程分兩步，即對所用到的計(jì)數(shù)器寫方式控制字；將計(jì)數(shù)初始值寫入相應(yīng)的計(jì)數(shù)器。方式控制字要送到控制端口，即對應(yīng)A1A0=11。計(jì)數(shù)初值要送到相應(yīng)的計(jì)數(shù)器端口：計(jì)數(shù)器0的初值要送到 A1A0=00所對應(yīng)的端口；計(jì)數(shù)器 1的初值要送到 A1A0=01所對應(yīng)的端口；計(jì) 數(shù)器2的初值要送到A1A0=10 所對應(yīng)的端口。2.2硬件連線 計(jì)數(shù)器方式2實(shí)驗(yàn)的連線如圖 6所示：CS接端口地址280H287H ,CLK0接單脈沖按鈕，GATE0接+5V 電源，OUT0接LED燈。280H圖6 TPC-USB平臺(tái)計(jì)數(shù)器方式2實(shí)驗(yàn)連線圖(2)計(jì)數(shù)器方式3實(shí)驗(yàn)的連線如圖

9、7所示：CS接端口地址 280H287H , GATE0、GATE1接+5V電 源，CLK1與OUT0連接，CLK0接1MHZ 的時(shí)鐘脈沖。U5 8253280HCSOUT1GATE1CLK1OUTCGATE01314+5V1011+5VCLK01MHZ圖7 TPC-USB平臺(tái)計(jì)數(shù)器方式3實(shí)驗(yàn)連線圖三、設(shè)計(jì)思路、步驟和程序流程圖3.1 設(shè)計(jì)思路本次實(shí)驗(yàn)做的是計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)，需要用到8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片，了解芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)后，理解芯片的計(jì)數(shù)原理，8253芯片的工作方式有多種，所做的實(shí)驗(yàn)是方式2和方式3,理解了工作方式后，便可根據(jù) 8253芯片的初始化編程步驟畫出程序流程圖，再根據(jù)流程圖，寫出實(shí)驗(yàn)

10、程序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)連接圖連接好電路，運(yùn)行程序，便可達(dá)到計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)的目的。本次實(shí)驗(yàn)采用方式2 而不是方式0 的原因：項(xiàng)計(jì)數(shù)器寫入方式2 控制字后，OUT 端輸出高電平作為起始電平。寫入計(jì)數(shù)初值后，計(jì)數(shù)器開始在CLK 時(shí)鐘下降沿進(jìn)行減1 計(jì)數(shù)；當(dāng)減到1 時(shí)， OUT 端將由高電平變?yōu)榈碗娖讲⒕S持一個(gè) CLK 周期寬度，然后OUT 又變?yōu)楦唠娖?。并自?dòng)重新裝入原計(jì)數(shù)初值，重新開始計(jì)數(shù)過程。這剛好與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相符，而方式0 是自動(dòng)減1 的，而且無法自動(dòng)重新裝入原計(jì)數(shù)初值。計(jì)數(shù)器方式3 實(shí)驗(yàn)的原理：計(jì)數(shù)器0 工作在方式3 下，方式3 的特點(diǎn)是輸出方波，由于初始值為 1000 ，所以相當(dāng)于CLK0 輸出 100

11、0 個(gè)脈沖后，OUT0 輸出一個(gè)方波；相對的，計(jì)數(shù)器1 也工作在方式3 下， 初始值也為1000 ，相當(dāng)于OUT0 輸出 1000 個(gè)方波后，OUT1 才輸出一個(gè)方波，歸結(jié)起來，CLK0 的頻率是OUT1 頻率的 1000000 倍，所以最后輸出的方波頻率為1HZ。3.2 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 按圖 6 連接好實(shí)驗(yàn)電路；(2) 根據(jù)圖8 流程圖編寫程序，并運(yùn)行；(3) 用手動(dòng)開關(guān)逐個(gè)輸入單脈沖，觀察屏幕顯示結(jié)果和TPC-USB 平臺(tái)上 LED 燈亮滅狀態(tài)；(4) 按圖7 連接好實(shí)驗(yàn)電路；(5) 根據(jù)圖9 流程圖編寫程序，并運(yùn)行；(6) 觀察TPC-USB 平臺(tái)上 LED 燈亮滅狀態(tài)，和亮滅的頻率。3

12、.3程序流程圖設(shè)置計(jì)數(shù)器0工作方式2送計(jì)數(shù)器初值讀計(jì)數(shù)器值顯示計(jì)數(shù)器值十位數(shù)顯示計(jì)數(shù)器值個(gè)位數(shù)NoTPC-USB平臺(tái)計(jì)數(shù)器方式2實(shí)驗(yàn)流程圖圖8 TPC-USB平臺(tái)計(jì)數(shù)器方式3實(shí)驗(yàn)流程圖四、程序清單與執(zhí)行結(jié)果4.1 程序清單(1) 計(jì)數(shù)器方式2 實(shí)驗(yàn)：code segmentassume cs: codestart:mov al,14hmov dx,283hout dx,almov al,14hmov dx,280hout dx,alAA:;mov al,0000000;mov dx,283h;out dx,almov dx,280hin al,dxcmp al,9jbe PRINTmov ah

13、,0mov bl,10div blpush axmov dl,aladd dl,30hmov ah,2;設(shè)置 8253 通道 0 為工作方式2,二進(jìn)制計(jì)數(shù);鎖存;讀鎖存器; 判斷是否小于9; 將十位的數(shù)字轉(zhuǎn)換成ASCII 碼;顯示十位int 21hpop axmov al,ahPRINT:add al,30h;將小于 9 的數(shù)字轉(zhuǎn)換成ASCII 碼mov dl,almov ah,2;顯示存在dl 中的個(gè)位int 21hmov dl,0dh;換行,回車mov ah,02hint 21hmov dl,0ahmov ah,02hint 21hmov ah,06h;判斷有無鍵按下mov dl,0ffh

14、int 21hjz AA;若無，則繼續(xù)計(jì)數(shù)輸出mov ah,4ch;否則，退出int 21hcode endsend start(1) 計(jì)數(shù)器方式3 實(shí)驗(yàn)：code segmentassume cs:codestart:mov dx,283h;向 8253 寫控制字mov al,36h;使計(jì)數(shù)器0 為工作方式3out dx,almov ax,1000mov dx,280h out dx,al mov al,ah out dx,almov dx,283hmov al,76h out dx,al mov ax,1000 mov dx,281h out dx,almov al,ah out dx,a

15、l mov ah,4ch int 21hcode endsend start4.2 執(zhí)行結(jié)果(1) 計(jì)數(shù)器方式2 實(shí)驗(yàn)：;寫入循環(huán)計(jì)數(shù)初值1000; 先寫入低字節(jié); 后寫入高字節(jié);使計(jì)數(shù)器1 為工作方式3;寫入循環(huán)計(jì)數(shù)初值1000;先寫低字節(jié);后寫高字節(jié);程序退出連接好的實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖10 所示：圖10計(jì)數(shù)器方式2實(shí)驗(yàn)電路連接實(shí)物圖用手動(dòng)開關(guān)逐個(gè)輸入單脈沖，觀察屏幕上顯示的內(nèi)容，計(jì)數(shù)從 20開始，每按一次開關(guān)，計(jì) 數(shù)減1 ,減到1后，又從20開始計(jì)數(shù)，如圖12、13、14所示；并同時(shí)用TPC-USB平臺(tái)上的 LED燈觀察OUT0電平變化，當(dāng)輸入第 20倍數(shù)個(gè)月沖后 OUT0變低電平，LED燈

16、由亮變滅， 其余脈沖OUT0都是高電平，LED燈都處于亮狀態(tài)，如圖10所示。修上內(nèi)"-OriI* *陽朕I急/潮壬口正卷當(dāng)計(jì)數(shù)減到1時(shí)，輸出從高電平變成低電平，LED燈滅，如下圖11所示。之后再從20開始計(jì)數(shù)，如上圖1220這些圖所示。圖11計(jì)數(shù)值為01時(shí)的LED燈的情況當(dāng)鍵盤有鍵按下時(shí)，程序退出，如下圖 21所示:IT fk|工；fflncbs fnr ind殖學(xué) 一 D iswl"尸E:EXEC> tSEXEO圖21程序退出圖(2)計(jì)數(shù)器方式3實(shí)驗(yàn)：連接好的實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖22、23所示：運(yùn)行程序，觀察TPC-USB平臺(tái)上的LED燈觀察OUT1電平變化，發(fā)現(xiàn)LED

17、等周期性地亮滅，頻率為1Hz。五、程序調(diào)試說明和實(shí)驗(yàn)感想5.1 調(diào)試說明3的，在程序運(yùn)行時(shí)，就是無法達(dá)到理想的(1)因?yàn)榉绞?的實(shí)驗(yàn)比較簡單，我們先做的是方式實(shí)驗(yàn)結(jié)果，剛開始我還以為是代碼的問題，但在我按照流程圖從頭到尾比對之后，感覺代碼 應(yīng)該沒什么問題，而實(shí)驗(yàn)箱我們又沒什么辦法檢測它是不是正常工作，在考慮了幾分鐘之后，找不出問題的我們只好找老師來幫忙看看代碼是否有問題，如果代碼沒什么問題，那問題大 概就出在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上，結(jié)果老師一看，說代碼應(yīng)該沒什么問題，讓我們把代碼拷到另外講臺(tái) 上的設(shè)備上去試試。結(jié)果不出所料，是設(shè)備問題。在此我不得不對學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備感到深深 的無力感，因?yàn)閷W(xué)校里的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的

18、芯片每次實(shí)驗(yàn)基本都是10個(gè)里有5個(gè)左右是壞的，這對我實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行造成很大的阻礙，而且會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。(2)在經(jīng)過老師的指導(dǎo)之后， 我們重新寫了一份方式 2的實(shí)驗(yàn)代碼，結(jié)果運(yùn)行時(shí)輸出的是 F6、I5 之類的結(jié)果，對此我感覺應(yīng)該是和8259中斷實(shí)驗(yàn)時(shí)一樣的問題，寄存器的使用上出了問題，但當(dāng)時(shí)因?yàn)闀r(shí)間的緣故，我已經(jīng)來不及修改，只好回來之后再解決?；貋碇?，我沒有在原 來的基礎(chǔ)上對代碼進(jìn)行修改，而是憑借對實(shí)驗(yàn)的理解以及流程圖，重新又寫了一份，寫的時(shí) 候我特意注意了一下寄存器的使用，然后將寫好的新的和實(shí)驗(yàn)室寫的舊的進(jìn)行比較，從而確 定問題的大致所在，再進(jìn)行細(xì)致的處理。5.2 實(shí)驗(yàn)感想與收獲因?yàn)樯洗巫?259中斷實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備不足，再加上匯編基礎(chǔ)比較差，所以在代碼編寫方面花了 很多時(shí)間，于是這次就動(dòng)力點(diǎn)小心思，在晚上找到有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的代碼，拷貝過來，看懂，應(yīng) 付實(shí)驗(yàn)。又于方式 3這樣比較簡單的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)方法的確不會(huì)露餡，但對于方式2,這種方法就有點(diǎn)捉襟見肘了，特別是網(wǎng)上找的代碼不是十分精簡，盡管完善，但有點(diǎn)繞了，當(dāng)時(shí)沒繞出 來，浪費(fèi)了很多時(shí)間。后來老師呵斥我們之后，在臺(tái)上向我們講解實(shí)驗(yàn)的思路以及如何按照流程圖編寫匯編代碼 之后，我才發(fā)現(xiàn)其實(shí)這實(shí)驗(yàn)還是很簡單的嘛，我只要按照流程圖來就好了嘛，干嘛去投機(jī)取巧， 結(jié)果卻偷雞不成蝕把米呢。而且通過