微機(jī)原理匯編實(shí)驗(yàn)五

微機(jī)原理與接口技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：___8254定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)姓名:學(xué)號(hào):同組：實(shí)驗(yàn)日期:一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握8254的工作方式及應(yīng)用編程。(2)掌握8254的典型應(yīng)用電路接法。二、實(shí)驗(yàn)器材PC微機(jī)一臺(tái)、TD-PIT+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)定時(shí)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。編寫程序，應(yīng)用8254的定時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)一個(gè)秒表計(jì)時(shí)并在屏幕上顯示。（2)計(jì)數(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。編寫程序，應(yīng)用8254的計(jì)數(shù)功能，用開(kāi)關(guān)模擬計(jì)數(shù)，使每當(dāng)按動(dòng)KK1-五次后，產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)中斷，并在屏幕上顯示一個(gè)字符“5”。(3)修改程序，應(yīng)用8254的定時(shí)功能，用開(kāi)關(guān)模擬計(jì)數(shù)，使每當(dāng)按動(dòng)KK1-十次后，產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)中斷，并在屏幕上顯示一個(gè)字符“A”。實(shí)驗(yàn)方案（簡(jiǎn)要總結(jié)）8254基本實(shí)驗(yàn)1：8254是Intel公司生產(chǎn)的可編程間隔定時(shí)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3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器；(2)每個(gè)計(jì)數(shù)器可按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD）計(jì)數(shù)；(3)每個(gè)計(jì)數(shù)器可編程工作于6種不同工作方式；(4)8254每個(gè)計(jì)數(shù)器允許的最高計(jì)數(shù)頻率為10MHz（8253為2MHz）；(5)8254有讀回命令（8253沒(méi)有），除了可以讀出當(dāng)前計(jì)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(jì)數(shù)脈沖可以是有規(guī)律的時(shí)鐘信號(hào)，也可以是隨機(jī)信號(hào)。計(jì)數(shù)初值公式為n=fCLKi÷fOUTi、其中fCLKi是輸入時(shí)鐘脈沖的頻率，fOUTi是輸出波形的頻率。圖5-1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(gè)計(jì)數(shù)器組成。8254的工作方式如下述：(1)方式0：計(jì)數(shù)到0結(jié)束輸出正躍變信號(hào)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)選通方式。8254的控制字有兩個(gè)：一個(gè)用來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)器的工作方式，稱為方式控制字；另一個(gè)用來(lái)設(shè)置讀回命令，稱為讀回控制字。這兩個(gè)控制字共用一個(gè)地址，由標(biāo)識(shí)位來(lái)區(qū)分?？刂谱指袷饺绫?-1所示。讀回控制字格式如表5-2所示。當(dāng)讀回控制字的D4位為0時(shí)，由該讀回控制字D1～D2位指定的計(jì)數(shù)器的狀態(tài)寄存器內(nèi)容將被鎖存到狀態(tài)寄存器中。狀態(tài)字格式如表實(shí)驗(yàn)步驟： 編寫程序，將8254的計(jì)數(shù)器2設(shè)置為方式3，用1.8432MHz作為CLK2時(shí)鐘，計(jì)數(shù)值為64H，OUT2輸出位18.432KHZ的時(shí)鐘。將OUT2連接到計(jì)數(shù)器0的CLK0，設(shè)置計(jì)數(shù)器0也工作在方式3，計(jì)數(shù)值為18432，相當(dāng)于18432分頻，則在OUT0得到1Hz的輸出。a)確認(rèn)從PC機(jī)引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。b)首先運(yùn)行CHECK程序，查看I/O空間始地址。c)利用查出的地址編寫程序，然后編譯鏈接。d)參考圖5-2所示連接實(shí)驗(yàn)線路。e)運(yùn)行程序，看數(shù)據(jù)燈顯示是否正確。8254基本實(shí)驗(yàn)2：計(jì)數(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：編寫程序，將8254的計(jì)數(shù)器0設(shè)置為方式3，計(jì)數(shù)值為十進(jìn)制5，用微動(dòng)開(kāi)關(guān)KK1-作為CLK0時(shí)鐘，OUT0連接INTR，每當(dāng)KK1-按動(dòng)5次后產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，在屏幕上顯示字符“5”。參考程序流程如圖5-3所示。單元中GATE0已經(jīng)連接了一個(gè)上拉電阻，所以GATE0不用連接。實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟如下。a)確認(rèn)從PC機(jī)引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。b)首先運(yùn)行CHECK程序，查看I/O空間始地址。c)利用查出的地址編寫程序，然后編譯鏈接。d)參考圖5-4所示連接實(shí)驗(yàn)線路。e)運(yùn)行程序，按動(dòng)KK1-微動(dòng)開(kāi)關(guān)，觀察是否5次后屏幕顯示字符“5”。f)可以改變計(jì)數(shù)初值，從而實(shí)現(xiàn)不同要求的計(jì)數(shù)。8254拓展實(shí)驗(yàn)：要求：調(diào)整計(jì)數(shù)值、方式值。修改相關(guān)代碼，使其用于計(jì)數(shù)的寄存器值變?yōu)?1次（16進(jìn)制0AH），并修改相關(guān)的COUNT顯示代碼，使得程序顯示的數(shù)字變?yōu)锳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及體會(huì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果8254基本實(shí)驗(yàn)1：1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書連線如圖所示：2）進(jìn)入DOS系統(tǒng)運(yùn)行tddebug軟件，獲取得到各I/O端口端口號(hào)如圖所示3）輸入?yún)R編語(yǔ)言代碼如圖所示：注意：修改IOY0的端口號(hào)為0DC00H4）編譯、連接文件后，運(yùn)行程序結(jié)果如圖所示D0亮：D0滅：結(jié)果：觀察到編號(hào)為D0的LED數(shù)據(jù)周期性點(diǎn)亮和熄滅。周期為1秒，頻率為1Hz。結(jié)論：成功進(jìn)行了8254計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn)，編號(hào)為D0的LED數(shù)據(jù)周期性點(diǎn)亮和熄滅。周期為1秒，頻率為1Hz。具有計(jì)時(shí)功能，實(shí)驗(yàn)成功。分析：程序代碼中的計(jì)數(shù)器2的輸出作為計(jì)數(shù)器0的輸入，兩個(gè)計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，則總的分頻系數(shù)為計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)初值，計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)初值。而最終的輸出頻率為輸入頻率1.8432。代碼原理為：先是初始化8254工作方式，選擇8254的計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)方式，然后裝入計(jì)數(shù)初值和分頻值。8254基本實(shí)驗(yàn)2:根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書連線如圖所示：編寫程序，編譯匯編后運(yùn)行程序按壓5次單次脈沖單元翹板：按壓20次單次脈沖單元翹板：結(jié)果：每按5次脈沖單元翹板，屏幕上就彈出一個(gè)數(shù)字5。結(jié)論：成功進(jìn)行了8254的計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)，每按5次脈沖單元翹板，屏幕上就彈出一個(gè)數(shù)字5，可以統(tǒng)計(jì)當(dāng)前用戶按了多少次按鍵。實(shí)驗(yàn)成功分析：在輸入發(fā)生10次下降沿時(shí)間后8254的OUT0輸出1，OUT0連接到INTR，所以觸發(fā)中斷，由于修改過(guò)中斷向量表，使得中斷向量了自己定義的MYISR中斷處理程序，所以該中斷將調(diào)用MYISR。8254拓展實(shí)驗(yàn)：調(diào)整計(jì)數(shù)值、方式值。方法： 修改相關(guān)代碼，使其用于計(jì)數(shù)的寄存器值變?yōu)?0次，并修改相關(guān)的COUNT顯示代碼，使得程序顯示的數(shù)字變?yōu)锳（16進(jìn)制的10）。將原代碼中下面這一段的35H修改為41H（字母A的ASCII碼）：MYISRPROCNEARMOVAL,35HMOVAH,0EHINT10HMOVAL,20HINT10H 修改后：MYISRPROCNEARMOVAL,41HMOVAH,0EHINT10HMOVAL,20HINT10H將原代碼中有計(jì)數(shù)功能的下面這一段代碼中的的4修改為9（因?yàn)閺?按到9共有十次）：MOVDX,MY8254_COUNT0MOVAL,4OUTDX,AL 修改后：MOVDX,MY8254_COUNT0MOVAL,9OUTDX,AL輸入代碼如圖所示：編譯、連接后運(yùn)行程序按壓20次單次脈沖單元翹板：第十次按壓后屏幕顯示A，第20次按壓后屏幕又彈出一個(gè)A按壓40次單次脈沖單元后翹板：結(jié)果：每按10次脈沖單元翹板，屏幕上就彈出一個(gè)數(shù)字A。結(jié)論：成功進(jìn)行了8254的計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)，每按10次脈沖單元翹板，屏幕上就彈出一個(gè)字母A，代表16進(jìn)制數(shù)0AH，可以統(tǒng)計(jì)當(dāng)前用戶按了多少次按鍵。實(shí)驗(yàn)成功。分析：8254的中斷信號(hào)傳遞給PCI卡，PCI卡的中斷信號(hào)連到PC內(nèi)部8259中斷控制器上，CPU調(diào)用PCI中斷處理程序把8254產(chǎn)生的中斷信號(hào)傳遞給8259中斷控制器，等退出PCI中斷處理程序，CPU調(diào)用8254中斷處理程序執(zhí)行。這樣就可以解釋為什么程序中要修改中斷向量表中的中斷向量PCI_INTCSR，使其指向默認(rèn)的PCI中斷處理程序。 8259是中斷控制器，可以連接多個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的中斷源，CPU可以通過(guò)查詢8259是哪個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷源出發(fā)的中斷來(lái)調(diào)用對(duì)應(yīng)的中斷程序。實(shí)驗(yàn)心得通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)8254定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能和初始化有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，學(xué)到了典型電路的接法和學(xué)會(huì)定時(shí)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生方波的方法。

8254同8253一樣，方式2和3是周期的，可以自動(dòng)循環(huán)的工作方式；方式0,1,4,5則是單穩(wěn)態(tài)的，非周期的工作方式。在周期形式下可根據(jù)輸出波形不同選擇方式2（負(fù)脈沖）和方式3（方波）；在非周期中根據(jù)輸出波形不同選擇方式0,1（計(jì)數(shù)期間為低，計(jì)數(shù)到0時(shí)上升）和方式4,5（負(fù)脈沖）；方式0,1可繼續(xù)通過(guò)觸發(fā)方式不同選擇方式0（軟觸發(fā)）和方式1（硬觸發(fā)）；方式4,5可繼續(xù)通過(guò)觸發(fā)方式不同選擇方式4（軟觸發(fā)）和方式5（硬觸發(fā)）通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)8254計(jì)數(shù)器方式3的初值自動(dòng)重裝有了更加形象的認(rèn)識(shí)。本次實(shí)驗(yàn)是我第一次用匯編語(yǔ)言編寫程序，與高級(jí)語(yǔ)言的使用相比，使用匯編語(yǔ)言的過(guò)程中我要更加關(guān)注寄存器的狀態(tài)，也就是更加關(guān)注程序在機(jī)器內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以此才能使得匯編程序正確的運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)程序清單相關(guān)代碼：8254基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1代碼：;************根據(jù)查看端口資源修改下列符號(hào)值*******************IOY0EQU9C00H;**************************************************************MY8254_COUNT0EQUIOY0+00H*4;8254計(jì)數(shù)器0端口地址MY8254_COUNT1EQUIOY0+01H*4;8254計(jì)數(shù)器1端口地址MY8254_COUNT2EQUIOY0+02H*4;8254計(jì)數(shù)器2端口地址MY8254_MODEEQUIOY0+03H*4;8254控制寄存器端口地址STACK1SEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACK1ENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVAL,0B6H;計(jì)數(shù)器2，方式3OUTDX,ALMOVDX,MY8254_COUNT2;裝入計(jì)數(shù)初值MOVAL,64H;100分頻OUTDX,ALMOVAL,00HOUTDX,ALMOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVAL,36H;計(jì)數(shù)器0，方式3OUTDX,ALMOVDX,MY8254_COUNT0;裝入計(jì)數(shù)初值MOVAL,00H;18432分頻OUTDX,ALMOVAL,48HOUTDX,ALQUIT:MOVAX,4C00H;結(jié)束程序退出INT21HCODEENDSENDSTART8254基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2代碼：;************根據(jù)CHECK配置信息修改下列符號(hào)值******************INTR_IVADDEQUH;INTR對(duì)應(yīng)的中斷矢量地址INTR_OCW1EQU0A1H;INTR對(duì)應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW1地址INTR_OCW2EQU0A0H;INTR對(duì)應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW2地址INTR_IMEQU0F7H;INTR對(duì)應(yīng)的中斷屏蔽字PCI_INTCSREQU9438H;PCI卡中斷控制寄存器地址IOY0EQU9C00H;**************************************************************MY8254_COUNT0EQUIOY0+00H*4;8254計(jì)數(shù)器0端口地址MY8254_COUNT1EQUIOY0+01H*4;8254計(jì)數(shù)器1端口地址MY8254_COUNT2EQUIOY0+02H*4;8254計(jì)數(shù)器2端口地址MY8254_MODEEQUIOY0+03H*4;8254控制寄存器端口地址STACK1SEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACK1ENDSDATASEGMENTCS_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAKDB?;保存INTR原中斷屏蔽字的變量STR1DB'COUNT:$';顯示的字符串DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXCLIMOVDX,PCI_INTCSRSUBDX,19HINAL,DXMOVDX,PCI_INTCSR;初始化PCI卡中斷控制寄存器MOVAX,1F00H;向PCI_INTCSR中寫入003F1F00HOUTDX,AXADDDX,2MOVAX,003FHOUTDX,AXMOVAX,0000H;替換INTR的中斷矢量MOVES,AXMOVDI,INTR_IVADDMOVAX,ES:[DI]MOVIP_BAK,AX;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址MOVAX,OFFSETMYISRMOVES:[DI],AX;設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口偏移地址ADDDI,2MOVAX,ES:[DI]MOVCS_BAK,AX;保存INTR原中斷處理程序入口段地址MOVAX,SEGMYISRMOVES:[DI],AX;設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口段地址MOVDX,INTR_OCW1;設(shè)置中斷屏蔽寄存器，打開(kāi)INTR的屏蔽位INAL,DXMOVIM_BAK,AL;保存INTR原中斷屏蔽字ANDAL,INTR_IMOUTDX,ALSTIMOVDX,OFFSETSTR1;顯示字符串MOVAH,9MOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVAL,10H;計(jì)數(shù)器0，方式0OUTDX,ALMOVDX,MY8254_COUNT0;裝入計(jì)數(shù)初值MOVAL,4OUTDX,ALWAIT1:MOVAH,1;判斷是否有按鍵按下INT16HJZWAIT1;無(wú)按鍵則跳回繼續(xù)等待，有則退出QUIT:CLIMOVDX,PCI_INTCSR;恢復(fù)PCI卡中斷控制寄存器MOVAX,0000HOUTDX,AXMOVAX,0000H;恢復(fù)INTR原中斷矢量MOVES,AXMOVDI,INTR_IVADDMOVAX,IP_BAK;恢復(fù)INTR原中斷處理程序入口偏移地址MOVES:[DI],AXADDDI,2MOVAX,CS_BAK;恢復(fù)INTR原中斷處理程序入口段地址MOVES:[DI],AXMOVDX,INTR_OCW1;恢復(fù)INTR原中斷屏蔽寄存器的屏蔽字MOVAL,IM_BAKOUTDX,ALSTIMOVAX,4C00H;返回到DOSINT21HMYISRPROCNEAR;中斷處理程序MYISRMOVAL,35HMOVAH,0EHINT10HMOVAL,20HINT10HMOVDX,MY8254_COUNT0;重裝計(jì)數(shù)初值MOVAL,4OUTDX,ALOVER:MOVDX,PCI_INTCSR;清PCI卡中斷控制寄存器標(biāo)志位SUBDX,19HINAL,DXMOVDX,PCI_INTCSRADDDX,2MOVAX,003FHOUTDX,AXMOVDX,INTR_OCW2;向PC機(jī)內(nèi)部8259發(fā)送中斷結(jié)束命令MOVAL,20HOUTDX,ALMOVAL,20HOUT20H,ALIRETMYISRENDPCODEENDSENDSTART8254拓展實(shí)驗(yàn);************根據(jù)CHECK配置信息修改下列符號(hào)值******************INTR_IVADDEQUH;INTR對(duì)應(yīng)的中斷矢量地址INTR_OCW1EQU0A1H;INTR對(duì)應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW1地址INTR_OCW2EQU0A0H;INTR對(duì)應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW2地址INTR_IMEQU0F7H;INTR對(duì)應(yīng)的中斷屏蔽字PCI_INTCSREQU9438H;PCI卡中斷控制寄存器地址IOY0EQU9C00H;**************************************************************MY8254_COUNT0EQUIOY0+00H*4;8254計(jì)數(shù)器0端口地址MY8254_COUNT1EQUIOY0+01H*4;8254計(jì)數(shù)器1端口地址MY8254_COUNT2EQUIOY0+02H*4;8254計(jì)數(shù)器2端口地址MY8254_MODEEQUIOY0+03H*4;8254控制寄存器端口地址STACK1SEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACK1ENDSDATASEGMENTCS_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAKDB?;保存INTR原中斷屏蔽字的變量STR1DB'COUNT:$';顯示的字符串DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXCLIMOVDX,PCI_INTCSRSUBDX,19HINAL,DXMOVDX,PCI_INTCSR;初始化PCI卡中斷控制寄存器MOVAX,1F00H;向PCI_INTCSR中寫入003F1F00HOUTDX,AXADDDX,2MOVAX,003FHOUTDX,AXMOVAX,0000H;替換INTR的中斷矢量MOVES,AXMOVDI,INTR_IVADDMOVAX,ES:[DI]MOVIP_BAK,AX;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址MOVAX,OFFSETMYISRMOVES:[DI],AX;設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口偏移地址ADDDI,2MOVAX,ES:[DI]MOVCS_BAK,AX;保存INTR原中斷處理程序入口段地址MOVAX,SEGMYISRMOVES:[DI],AX;設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口段地址MOVDX,INTR_OCW1;設(shè)置中斷屏蔽寄存器，打開(kāi)INTR的屏蔽位INAL,DXMOVIM_BAK,AL;保存INTR原中斷屏蔽字ANDAL,INTR_IMOUTDX,ALSTIMOVDX,OFFSETSTR1;顯示字符串MOVAH,9MOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVA