8254定時與計數(shù)器實驗

1、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;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次后產(chǎn)生中斷請求，在屏幕上顯示字符“M”；定時應(yīng)

2、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的改良型，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10MHz8253為2MHz。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

3、讀出狀態(tài)內(nèi)存器的內(nèi)容(5) 計數(shù)脈沖可以是有規(guī)律的時鐘信號，也可以是隨機信號。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:方式0:計數(shù)到0結(jié)束輸出正躍變信號方式。方式1:硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式。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。圖2-18254內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖07vtc弟WRRD04csAlD2AOD1CLK2DOgClKd時THOUTOCLK1GATEDGATE1GNOQ

4、UTlJi1520ia8254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。控制字格式如表所示。表2-18254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Wj8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2-28254讀出控制字格式D7

5、D6D5D4D3D2D1D0110-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0D7”一D6；D5”D4D3D2D1D0rOUT0GATE0oCLK0uD7VCCD6WRD5RDD4CS3Al境AOD1CLK2DQUT2CLK0GATL2OLFTOClKIGATEDGATE1GNDOUTl847910WR-RDCSA1A0CLK1.8432MHZ8251-TRCLKVCCCLK1GATE1OUT1表2-38254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列圖所示:

6、VCCI4.7K圖2-28254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、OUT0相連，8254單元的CLK0與單次脈沖單元的KK1+相連，如圖2-3;XD0XD7系XA1統(tǒng)XA2凹IOW#心IOR#線IOY0D0.CLK0.D7A0A1WRRDCSOUT0KK1+單次脈沖單元8254單元MIR7圖2-3計數(shù)應(yīng)用實驗連線圖(2)定時應(yīng)用實驗:8254單元中的OUT0連接到系統(tǒng)總線與825

7、4單元類似于(1)中進(jìn)行連線，然后將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。XD0系統(tǒng)總線XD7XA1XA2IOW#IOR#IOY0D0OUT0.D7A0CLK1A1GATE1WRRDOUT1CS-VCC1s方波輸出CLKCLK0825稗元XD0XD7D0.D7IOW#IOR#IOY3WRRDCSIN0ABCCLKCLKA/D轉(zhuǎn)換單元圖2-48254定時應(yīng)用實驗接線圖(1) 三、設(shè)

8、計思路、步驟和程序流程圖3.1設(shè)計思路計數(shù)應(yīng)用實驗：將8254的計數(shù)器0設(shè)置為方式0,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；編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)；單擊RUN按鈕，運行實驗

9、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;改變計數(shù)值，驗證8254的計數(shù)功能。1. 定時應(yīng)用實驗按圖2-4連接實驗線路；編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)；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(2)定時應(yīng)用實驗:程序流程圖如圖2-7開始圖2-6計數(shù)應(yīng)用實驗中斷程序流程圖圖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IOYOEQU0600HA8254EQUIOYO+00H*2B825

10、4EQUIOYO+01H*2C8254EQUIOYO+02H*2CON8254EQUIOYO+03H*2SSTACKSEGMENTSTACKDW32DUPSSTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,SS:SSTACKSTART:PUSHDSMOVAX,0000HMOVDS,AXMOVAX,OFFSETIRQ7MOVSI,003CHMOVSI,AXMOVAX,CSMOVSI,003EHMOVSI,AXCLIPOPDS;初始化主片8259MOVAL,11H;初始化ICW1OUT20H,ALMOVAL,08H;初始化ICW2OUT21H,ALMOVAL,04H；初始化ICW

11、3OUT21H,ALMOVAL,01H；初始化ICW4OUT21H,ALMOVAL,6FH;OCW1OUT21H,AL;8254MOVDX,CON8254MOVAL,10HOUTDX,ALMOVDX,A8254MOVAL,04HOUTDX,ALSTIAA1:JMPAA1IRQ7:MOVDX,A8254MOVAL,04HOUTDX,ALMOVAX,014DHINT10HMOVAX,0120HINT10HMOVAL,20HOUT20H,ALIRETCODEENDSENDSTART(2)定時應(yīng)用實驗代碼A8254EQU0600HB8254EQU0602HC8254EQU0604HCON8254EQU

12、0606HCODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVDX,CON8254MOVAL,27HOUTDX,ALMOVDX,A8254MOVAL,10HOUTDX,ALMOVDX,CON8254MOVAL,67HOUTDX,ALMOVDX,B8254MOVAL,10HOUTDX,ALAA1:JMPAA1CODEENDSENDSTART4.2執(zhí)行結(jié)果(1)計數(shù)應(yīng)用實驗的實驗結(jié)果如圖個空格。2-8,每按5次KK1+，就會打印一個M,并且輸出一E栽成功iF71圖2-8計數(shù)應(yīng)用實驗圖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