实验十 可编程的计时定时器 8253芯片.docx

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实验十可编程的计时定时器8253芯片

实验十8253可编程计数器/定时器芯片

一、实验目的

1、掌握8253的主要性能及其初始化编程。

2、学会根据实验要求设计8253的接口电路。

二、实验技术准备

8253主要功能有：

（1）一片上有三个独立的16位计数器通道。

（2）每个计数器都可以按照二进制或十进制计数。

（3）每个计数器的计数速率可达2MHz。

（4）每个通道有6种工作方式，可由程序设置和改变。

8253内部结构

8253管脚图

注：

实验箱上使用的是8254芯片，8254芯片是8253芯片的增强型，管脚完全相同。

实验箱上的8254芯片电源和数据线均已连接好，实验时连接好读写控制模块信号

芯片即可工作。

8253的端口选择表

CS

RD

WR

A1

A0

寄存器选择和操作

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）

0

1

1

×

×

无操作（三态）

8253控制字格式

计数值N与输出波形关系

方式

N与输出波形的关系

0

写入计数值N后，经过N＋1个CLK脉冲输出变高

1

单拍脉冲的宽度为N个CLK脉冲

2

每N个CLK脉冲，输出一个宽度为CLK周期的脉冲

3

写入N后,输出:

1）1/2N个CLK高电平,1/2N个CLK低电平（N为偶数）2）（N+1）/个CLK高电平,（N-1）/2个CLK低电平（N为奇数）

4

写入N后过N+1个CLK,输出宽度为1个CLK脉冲

5

门控触发后,过N+1个CLK,输出宽度为1个CLK脉冲

门控输入信号的作用

方式

GATE

低或变为低

上升沿

高

0

禁止计数

允许计数

1

1）启动计数

2）下一个CLK脉冲使输出变低

2

1）立即计数

2）立即使输出变高

1）重新装入计数值

2）启动计数

允许计数

3

1）禁止计数

2）立即使输出变高

启动计数

允许计数

4

禁止计数

允许计数

5

启动计数

8253有六种不同的工作方式：

方式0——计数结束产生中断方式

方式1——可编程单次脉冲方式

方式2——分频工作方式

方式3——方波方式

方式4——软件触发选通方式

方式5——硬件触发选通方式

我们要求通过对方式0、方式1的实验，来了解和掌握8253主要性能及其初始化编程。

1、方式0计数器结束中断方式

当选定8253工作于方式0，并对选定的计数器写入控制字时，该计数器的输出端OUT立即变为低电平。

要使计数器能够进行计数，门控信号GATE必须为高。

若CPU利用输出指令向计数器写入计数值时（N=5），写WRn的上升沿把计数值写入计数寄存器。

在WRn上升沿后的下一个时钟脉冲CLK的下降沿时，才把计数值N写入计数寄存器执行单元CE。

在CLK到来时开始减1计数。

总共要经过N+1个CLK脉冲后计数器减为0，这时OUT引脚由低电平变为高电平。

利用由低电平变为高电平正跳变信号向CPU发出中断请求。

方式0波形图

2、方式1可编程单稳态输出方式

当CPU用控制字设定计数器工作于方式1时，计数器的输出OUT立即变为高电平，在CPU装入计数值N后，必须等到GATE由低电平到高电平的跳变，产生一个上升沿后，才能在下一个时钟脉冲CLK的下降沿将N值装入计数器执行单元，同时输出端OUT由高电平向低电平跳变，以后每来一个时钟脉冲，计数器就开始减1操作，当计数器的值减为0时，OUT产生由低到高的正跳变。

这样，在OUT的引脚得到一个负的单脉冲，单脉冲的宽度可以由程序控制，宽度等于时钟脉冲宽度乘以计数器N的值。

方式1波形图

实验内容:

第一题：

8253方式0：

用消抖电路产生的脉冲作为CLK信号，OUT接LED。

程序运行5秒后将计数器的余值显示在屏幕上。

分析计数常数N与CLK的关系（要求在5秒钟内产生LCK脉冲若干次）。

硬件测试：

1、硬件接线完毕检查无误后，点击工具栏中的“工具软件”，选“接口调试工具”。

2、在数据发送框里，选“IO地址”，在“起始地址”栏里先填写8254控制字地址，

在右边输入框内填写控制字，再点击“发送数据”。

（写8254控制字）

3、在数据发送框里，选“IO地址”，在“起始地址”栏里先填写选中计数器地址，

在右边输入框内填写计数值，再点击“发送数据”。

（填写计数器值）

4、在数据接收框里，选“IO地址”，在“起始地址”栏里填写选中计数器地址，按动消抖脉冲按钮一次，

产生一个计数脉冲，再点击“接收数据”，在右边输出框内为填入计数器的值。

5、再按动消抖脉冲按钮一次，产生一个计数脉冲，再点击“接收数据”，在右边输出框内为计数器

（N-1）的值。

第二题：

8253方式1：

计数器1工作在方式1，CLK1和GATE1信号由消抖电路产生，OUT1接LED，验证CLK1、GATE1和OUT1三者关系。

要求：

CLK1、GATE1分别接LED监视，初态LED均灭。

思考题：

在不改动源程序的条件下，如何控制GATE信号的

再次插入，来加宽输出脉冲的宽度。

实验要求：

1、画出正确的逻辑图；

2、写出正确的源程序并加以必要的注释；