實驗十四 可編程的計數(shù)、定時器 8253芯片實驗

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1、 實驗十四 8253 可編程計數(shù)器/定時器實驗要求 一、實驗?zāi)康? 1、掌握8253的主要性能及其初始化編程。 2、學(xué)會根據(jù)實驗要求設(shè)計8253的接口電路。 二、實驗技術(shù)準備 8253主要功能有: (1)一片上有三個獨立的16位計數(shù)器通道。 (2)每個計數(shù)器都可以按照二進制或十進制計數(shù)。 (3)每個計數(shù)器的計數(shù)速率可達2MHz。 (4)每個通道有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:實驗箱上使用的是8254芯片,8254芯片是8253芯片的增強型,管腳完全相同。 實驗箱上的8254芯片電源和數(shù)據(jù)線均已連接好,實驗時連接好讀寫控制模塊信號 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 寫入計數(shù)器#0 0 1 0 0 1 寫入計數(shù)器#1 0 1 0

3、 1 0 寫入計數(shù)器#2 0 1 0 1 1 寫入控制寄存器 0 0 1 0 0 讀計數(shù)器#0 0 0 1 0 1 讀計數(shù)器#1 0 0 1 1 0 讀計數(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 寫入計數(shù)值N后,經(jīng)過N+1個CLK脈沖輸出變高 1 單拍脈沖的寬度為N個CLK脈沖 2 每N個CLK脈沖,輸出一個寬度為CLK周期的脈沖 3 寫入N后,輸出:1)1/2N個CLK高電平,1/2N個CLK低電平(N為偶數(shù))2)(N+1)/個CLK高電平,(N-1)/2個CLK低電平(N為奇數(shù)) 4 寫入N后過N+1個CLK,輸出寬度為1個CLK脈沖 5 門控觸發(fā)后,過N+1個CLK,輸出寬度為1個CLK脈沖 門控輸入信號的作用 方式

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

6、 8253有六種不同的工作方式: 方式0——計數(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 我們要求通過對方式0、方式1的實驗,來了解和掌握8253主要性能及其初始化編程。 1、 方式0 計數(shù)器結(jié)束中斷方式 當選定8253工作于方式0,并對選定的計數(shù)器寫入控制字時,該計數(shù)器的輸出端OUT立即變?yōu)榈碗娖?。要使計?shù)器能夠進行計數(shù),門控信號GATE必須為高。若CPU利用輸出指令向計數(shù)器寫入計數(shù)值

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

8、,才能在下一個時鐘脈沖CLK的下降沿將N值裝入計數(shù)器執(zhí)行單元,同時輸出端OUT由高電平向低電平跳變,以后每來一個時鐘脈沖,計數(shù)器就開始減1操作,當計數(shù)器的值減為0時,OUT產(chǎn)生由低到高的正跳變。 這樣,在OUT的引腳得到一個負的單脈沖,單脈沖的寬度可以由程序控制,寬度等于時鐘脈沖寬度乘以計數(shù)器N的值。 方式1波形圖 實驗內(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,OUT接LED。程序運行5秒后將計數(shù)器的余值顯示在屏幕上。分析計數(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”欄里先填寫選中計數(shù)器地址, 在右邊輸入框內(nèi)填寫計數(shù)值,再點擊“發(fā)送數(shù)據(jù)”。(填寫計數(shù)器值) 4、 在數(shù)據(jù)接收框里,選“IO地址”,在“起始地址”欄里填寫選中計數(shù)器地址,按動消抖脈沖按鈕一次, 產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖,再點擊“

10、接收數(shù)據(jù)”,在右邊輸出框內(nèi)為填入計數(shù)器的值。 5、 再按動消抖脈沖按鈕一次,產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖,再點擊“接收數(shù)據(jù)”,在右邊輸出框內(nèi)為計數(shù)器 (N-1)的值。 第二題: 8253方式1:計數(shù)器1工作在方式1,CLK1和GATE1信號由消抖電路產(chǎn)生,OUT1接LED,驗證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:在不改動源程序的條件下,如何控制GATE信號的 再次插入,來加寬輸出脈沖的寬度。 實驗要求: 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:最好仔細閱讀后才下載使用,萬分感謝! 7、 8、

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