整理8253定时器实验Word格式.docx
《整理8253定时器实验Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《整理8253定时器实验Word格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
教师
日期
一、实验内容与要求
1.1实验内容
计数器方式2实验：
将8253芯片的计数器0的工作方式设置为方式2，读/写格式设置为01，写入时只写入计数器初值低8位，高8位置0，采用二进制格式计数。
计数器初值为N（N>
=0FH），用手动开关逐个输入单脉冲，编程使计数值在屏幕上显示，并同时用TPC-USB平台上的LED灯观察OUT0电平变化（当输入第N倍数个脉冲后OUT0变低电平，LED灯由亮变灭，其余脉冲OUT0都是高电平，LED灯都处于亮状态）。
计数器方式3实验：
将计数器0、计数器1的工作方式分别设置为方式3，计数初值设为1000，并同时用TPC-USB平台上的LED灯观察OUT1电平变化（频率1Hz）。
1.2实验要求
（1）具有一定的汇编编程的基础，能编写一些基本语句来实现实验。
实验前根据实验流程图，写出对应代码；
（2）要了解8253定时/计数器芯片内部结构和外部引脚，了解芯片的硬件连接方法、时序关系、各种模式的编程及应用，能熟练地对其进行编程；
（3）熟悉实验平台TPC-USB了解各个接口的名称与功能，进行实验时能快速并正确地连接好实验电路；
（4）计数器方式2实验：
连接PC与TPC-USB平台，用微机实验软件运行程序，用手动开关逐个输入单脉冲，在屏幕上能一次显示计数值，当输入第N倍数个脉冲后OUT0变低电平，TPC-USB平台上的LED灯由亮变灭，其余脉冲OUT0都是高电平，LED灯都处于亮状态；
（5）计数器方式3实验：
连接PC与TPC-USB平台，用微机实验软件运行程序，TPC-USB平台上的LED灯能周期性地亮灭，频率为1Hz。
二、实验原理与硬件连线
2.1实验原理
TPC-USB平台上有一块8253定时/计数器芯片，PC可以通过8253芯片进行计数和定时。
（1）8253定时/计数器芯片的内部结构：
8253定时/计数器芯片的内部结构如图1所示。
图18253内部结构
数据总线缓冲器：
三态双向8位寄存器，与系统数据总线相连，可寄存以下3种数据：
CPU向8253/8254写入的工作方式命令字；
CPU向计数寄存器写入的计数初值；
从计数器读出的当前计数值。
读/写控制逻辑：
接收CPU发来的读、写、片选和地址信号，选择相应的寄存器，进行读写操作。
控制字寄存器：
接收CPU发来的控制字（只写）。
控制字用来选择计数器并确定计数器的工作方式、读写格式（高低8位或16位）和计数格式（二进制或BCD格式）。
计数器0~2：
3个结构相同、相互独立的计数器。
每个计数器包含一个16位初值寄存器、一个16位减1计数器和一个16位输出锁存器，如图2所示。
计数工作之前，首先要向计数器装入计数初值。
这个初值存放在初值寄存器中，此后该值被送入减1计数器。
当允许计数条件满足时，在时钟脉冲CLK的作用下，开始进行计数减1，计数直至计数值减为0时，OUT端输出结束信号，输出信号的波形由工作方式决定。
由于计数单元的计数值随时在变化，如果需要获得计数过程中的计数值，不能直接从减1计数单元中读出，必须先将当前值锁存后，再从输出锁存器中读出。
图28253计数器内部结构
（2）8253工作方式
8253/8254的每个计数器有6种工作方式：
方式0——计数期间低电平输出（GATE高电平时计数）；
方式1——计数期间低电平输出（GATE上升沿重新计数）；
方式2——周期性输出负脉冲；
方式3——周期性输出方波；
方式4——软件触发输出单脉冲；
方式5——硬件触发输出单脉冲。
本次实验的工作方式是方式2、方式3.
1）方式2——周期性输出负脉冲：
向计数器写入方式2控制字后，WR的上升沿使OUT信号变高。
写入初值后，在CLK下降沿进行减1计数。
减为1时，OUT变低并维持一个周期，然后又变高，并自动装入初值重新计数。
工作时序如图3所示。
图3方式2特点1工作时序
GATE为高电平允许计数，为低电平终止计数。
待GATE恢复高电平后，计数器将按原来设定的计数值重新计数。
工作时序如图4所示。
图4方式2特点2工作时序
若在计数过程中写入新的计数初值不会影响正在进行的计数过程，必须等计数器减到1之后，计数器才装入新的计数初值，并按新的初值进行计数。
工作时序如图5所示。
图5方式2特点3工作时序
2）方式3——周期性输出方波：
初值为偶数的工作时序如图6所示。
写入方式字后，OUT信号变高。
写入初值后开始减1计数；
减到n/2时，OUT变低继续计数；
减到0时，OUT变高，并自动装入初值重新计数。
图6方式3计数初值为偶数的工作时序
（3）8253的编程
首先向8253写入控制字，对所选的计数器的工作方式和计数格式进行设置；
然后向8253写入计数初值。
每个计数器在写完控制字和计数器初值之后，才能根据门控信号情况确定是否开始减1操作。
2.2硬件连线
计数器方式2实验连接图如图7所示，计数器方式3实验连接图如图8所示。
图7TPC-USB平台计数器方式2实验连接图
图8TPC-USB平台计数器方式3实验连接图
三、设计思路、步骤和程序流程图
3.1设计思路
本次实验做的是计数器实验，需要用到8253定时/计数器芯片，了解芯片的内部结构后，理解芯片的计数原理，8253芯片的工作方式有多种，所做的实验是方式2和方式3，理解了工作方式后，便可根据8253芯片的初始化编程步骤画出程序流程图，再根据流程图，写出实验程序。
根据实验连接图连接好电路，运行程序，便可达到计数和计时的目的。
3.2实验步骤
（1）按图7连接好实验电路；
（2）根据图9流程图编写程序，并运行；
（3）用手动开关逐个输入单脉冲，观察屏幕显示结果和TPC-USB平台上LED灯亮灭状态；
（4）按图8连接好实验电路；
（5）根据图10流程图编写程序，并运行；
（6）观察TPC-USB平台上LED灯亮灭状态，和亮灭的频率。
3.3程序流程图
图9TPC-USB平台计数器方式2实验流程图
图10TPC-USB平台计数器方式3实验流程图
四、程序清单与执行结果
4.1程序清单
（1）计数器方式2实验：
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAL,14H;
方式控制字00010100；
计数器0，读低8位
MOVDX,283H;
控制口
OUTDX,AL
计数器初值20
MOVDX,280H;
计数器0地址
LL:
读计数器初值
INAL,DX
MOVAH,0;
计数器清零
MOVDX,0
MOVCX,10;
除以10
DIVCX;
AX/CX,商在AL，余数在DX
ADDAL,30H
PUSHDX
MOVDL,AL;
显示十位
MOVAH,2
INT21H
POPDX;
显示个位
ADDDL,30H
MOVAH,02H
MOVDL,0AH;
回车换行
MOVDL,0DH
MOVAH,6;
判断是否有键按下
MOVDL,0FFH
JZLL
MOVAH,4CH
CODEENDS
ENDSTART
（2）计数器方式3实验：
CODESEGMENT
CODE
MOVDX,283H;
把控制寄存器地址放在DX寄存器中
MOVAL,36H;
设置控制字00110110（计数器0，方式3，
OUTDX,AL;
写两个字节，二进制计数）
MOVAX,1000H;
送初值
把计数器0地址放在DX寄存器中
OUTDX,AL
MOVAL,AH;
将AX的高8位存入AL寄存器中
MOVDX,283H
MOVAL,76H;
设置控制字01110110（计数器1，方式3，
MOVDX,281H
将AX的低8位送入DX端口
MOVAL,AH
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
4.2执行结果
连接好的实验电路图，如图11所示：
图11实验电路连接实物图
用手动开关逐个输入单脉冲，观察屏幕上显示的内容，计数从20开始，每按一次开关，计数减1，减到1后，又从20开始计数，如图12、13、14所示；
并同时用TPC-USB平台上的LED灯观察OUT0电平变化，当输入第20倍数倍数个脉冲后OUT0变低电平，LED灯由亮变灭，其余脉冲OUT0都是高电平，LED灯都处于亮状态，如图11所示。
图12、13、14屏幕计数从20到1再从20计数截图
连接好的实验电路图，如图15所示：
图15实验电路连接实物图
运行程序，观察TPC-USB平台上的LED灯观察OUT1电平变化，发现LED等周期性地亮灭，频率为1Hz。
亮状态如图15所示，灭状态如图16所示。
图16TPC-USB平台LED灯灭状态
五、程序调试说明和实验感想
5.1调试说明
代码编译通过后，运行时屏幕上显示的不是计数初值20，而是其他字符，是因为计数初值未送到计数器，所以计数器的初值是一个随机的数，改正代码，计数初值就是20，从20就开始计数，并周期性输出负脉冲。
5.2实验感想与收获
通过实验了解可编程定时/计数器芯片的硬件连接方法、内部结构、工作原理和工作方式，也熟悉了8253芯片的初始化编程，通过这次实验也回顾了汇编编程的部分基础知识
5.3实验特色
本实验计数器采用的是方式2,、方式3，可以周期输出电平信号，通过方式2实验可以周期计数，通过方式3实验可以进行定时。
在计数器方式2实验中，显示计数值时，用了除法，先输出十位数，再输出个位数，使计数值能在屏幕上正确输出。
5.4展望
升级会员 