實(shí)驗(yàn)十四 可編程的計(jì)數(shù)、定時(shí)器 8253芯片實(shí)驗(yàn)

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1、 實(shí)驗(yàn)十四 8253 可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器實(shí)驗(yàn)要求 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、掌握8253的主要性能及其初始化編程。 2、學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)8253的接口電路。 二、實(shí)驗(yàn)技術(shù)準(zhǔn)備 8253主要功能有： （1）一片上有三個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道。 （2）每個(gè)計(jì)數(shù)器都可以按照二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)。 （3）每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可達(dá)2MHz。 （4）每個(gè)通道有6種工作方式，可由程序設(shè)置和改變。 1 / 15 8253內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8253管

2、腳圖 注：實(shí)驗(yàn)箱上使用的是8254芯片，8254芯片是8253芯片的增強(qiáng)型，管腳完全相同。 實(shí)驗(yàn)箱上的8254芯片電源和數(shù)據(jù)線均已連接好，實(shí)驗(yàn)時(shí)連接好讀寫控制模塊信號(hào) 芯片即可工作。 8253的端口選擇表 CS RD WR A1 A0 寄存器選擇和操作 0 1 0 0 0 寫入計(jì)數(shù)器＃0 0 1 0 0 1 寫入計(jì)數(shù)器＃1 0 1 0

3、 1 0 寫入計(jì)數(shù)器＃2 0 1 0 1 1 寫入控制寄存器 0 0 1 0 0 讀計(jì)數(shù)器＃0 0 0 1 0 1 讀計(jì)數(shù)器＃1 0 0 1 1 0 讀計(jì)數(shù)器＃2 0 0 1 1 1 無操作（三態(tài)） 1 禁止（三態(tài)） 0 1 1 無操作（三態(tài)） 8253控制字格式

4、 計(jì)數(shù)值N與輸出波形關(guān)系 方式 N與輸出波形的關(guān)系 0 寫入計(jì)數(shù)值N后，經(jīng)過N＋1個(gè)CLK脈沖輸出變高 1 單拍脈沖的寬度為N個(gè)CLK脈沖 2 每N個(gè)CLK脈沖，輸出一個(gè)寬度為CLK周期的脈沖 3 寫入N后,輸出:1)1/2N個(gè)CLK高電平,1/2N個(gè)CLK低電平(N為偶數(shù))2)(N+1)/個(gè)CLK高電平,(N-1)/2個(gè)CLK低電平(N為奇數(shù)) 4 寫入N后過N+1個(gè)CLK,輸出寬度為1個(gè)CLK脈沖 5 門控觸發(fā)后,過N+1個(gè)CLK,輸出寬度為1個(gè)CLK脈沖 門控輸入信號(hào)的作用 方式

5、 GATE 低或變?yōu)榈? 上升沿 高 0 禁止計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù) 1 1)啟動(dòng)計(jì)數(shù) 2)下一個(gè)CLK脈沖使輸出變低 2 1)立即計(jì)數(shù) 2)立即使輸出變高 1)重新裝入計(jì)數(shù)值 2)啟動(dòng)計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù) 3 1)禁止計(jì)數(shù) 2)立即使輸出變高 啟動(dòng)計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù) 4 禁止計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù) 5 啟動(dòng)計(jì)數(shù)

6、 8253有六種不同的工作方式： 方式0——計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷方式 方式1——可編程單次脈沖方式 方式2——分頻工作方式 方式3——方波方式 方式4——軟件觸發(fā)選通方式 方式5——硬件觸發(fā)選通方式 我們要求通過對(duì)方式0、方式1的實(shí)驗(yàn)，來了解和掌握8253主要性能及其初始化編程。 1、 方式0 計(jì)數(shù)器結(jié)束中斷方式 當(dāng)選定8253工作于方式0，并對(duì)選定的計(jì)數(shù)器寫入控制字時(shí)，該計(jì)數(shù)器的輸出端OUT立即變?yōu)榈碗娖?。要使?jì)數(shù)器能夠進(jìn)行計(jì)數(shù)，門控信號(hào)GATE必須為高。若CPU利用輸出指令向計(jì)數(shù)器寫入計(jì)數(shù)值

7、時(shí)（N=5），寫WRn的上升沿把計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)寄存器。在WRn上升沿后的下一個(gè)時(shí)鐘脈沖 CLK的下降沿時(shí)，才把計(jì)數(shù)值N寫入計(jì)數(shù)寄存器執(zhí)行單元CE。在CLK到來時(shí)開始減1計(jì)數(shù)。總共要經(jīng)過N+1個(gè)CLK脈沖后計(jì)數(shù)器減為0，這時(shí)OUT引腳由低電平變?yōu)楦唠娖?。利用由低電平變?yōu)楦唠娖秸冃盘?hào)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。 方式0波形圖 2、 方式1 可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式 當(dāng)CPU用控制字設(shè)定計(jì)數(shù)器工作于方式1時(shí)，計(jì)數(shù)器的輸出OUT立即變?yōu)楦唠娖?，在CPU裝入計(jì)數(shù)值N后，必須等到GATE由低電平到高電平的跳變，產(chǎn)生一個(gè)上升沿后

8、，才能在下一個(gè)時(shí)鐘脈沖CLK的下降沿將N值裝入計(jì)數(shù)器執(zhí)行單元，同時(shí)輸出端OUT由高電平向低電平跳變，以后每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器就開始減1操作，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值減為0時(shí)，OUT產(chǎn)生由低到高的正跳變。 這樣，在OUT的引腳得到一個(gè)負(fù)的單脈沖，單脈沖的寬度可以由程序控制，寬度等于時(shí)鐘脈沖寬度乘以計(jì)數(shù)器N的值。 方式1波形圖 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容: 第一題： 8253方式0：用消抖電路產(chǎn)生的脈沖作為CLK信號(hào)，OUT接LED。程序運(yùn)行5秒后將計(jì)數(shù)器的余值顯示在屏幕上。分析計(jì)數(shù)常數(shù)N與CLK的關(guān)系（要求在5秒鐘內(nèi)產(chǎn)生LCK脈沖若干次）。

9、 硬件測試： 1、 硬件接線完畢檢查無誤后，點(diǎn)擊工具欄中的“工具軟件”，選“接口調(diào)試工具”。 2、 在數(shù)據(jù)發(fā)送框里，選“IO地址”，在“起始地址”欄里先填寫8254控制字地址， 在右邊輸入框內(nèi)填寫控制字，再點(diǎn)擊“發(fā)送數(shù)據(jù)”。（寫8254控制字） 3、 在數(shù)據(jù)發(fā)送框里，選“IO地址”，在“起始地址”欄里先填寫選中計(jì)數(shù)器地址， 在右邊輸入框內(nèi)填寫計(jì)數(shù)值，再點(diǎn)擊“發(fā)送數(shù)據(jù)”。（填寫計(jì)數(shù)器值） 4、 在數(shù)據(jù)接收框里，選“IO地址”，在“起始地址”欄里填寫選中計(jì)數(shù)器地址，按動(dòng)消抖脈沖按鈕一次， 產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，再點(diǎn)擊“

10、接收數(shù)據(jù)”，在右邊輸出框內(nèi)為填入計(jì)數(shù)器的值。 5、 再按動(dòng)消抖脈沖按鈕一次，產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，再點(diǎn)擊“接收數(shù)據(jù)”，在右邊輸出框內(nèi)為計(jì)數(shù)器 （N-1）的值。 第二題： 8253方式1：計(jì)數(shù)器1工作在方式1，CLK1和GATE1信號(hào)由消抖電路產(chǎn)生，OUT1接LED，驗(yàn)證CLK1、GATE1和OUT1三者關(guān)系。 要求：CLK1、GATE1分別接LED監(jiān)視，初態(tài)LED均滅。 思考題：在不改動(dòng)源程序的條件下，如何控制GATE信號(hào)的 再次插入，來加寬輸出脈沖的寬度。 實(shí)驗(yàn)要求： 1、 畫出正確的邏輯圖； 2、 寫出正確的源程序并加以必要的注釋； 3、 4、 5、 6、 溫馨提示：最好仔細(xì)閱讀后才下載使用，萬分感謝！ 7、 8、