微型计算机原理作业第八章 习题与思考题.docx
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微型计算机原理作业第八章习题与思考题
第八章习题与思考题
典型例题解析
一、填空题
1.当8253工作在周期性方波输出方式时，若计数初值为偶数，则输出 ①方波，若计数初值为奇数，则输出 ②方波。
分析：
8253工作于方式3时输出连续方波，当计数初值n为偶数时，输出方波的高、低电平持续时间均为nTCLK/2，当计数初值n为奇数时，输出方波的高电平持续时间为（n+1）TCLK/2，低电平持续时间为（n+1）TCLK/2。
答：
①对称 ②非对称
2．8253内部寄存器地址有 ①个I/O端口，其中 ②个是定时/计数通道端口。
分析：
8253有两条地址线A1、A0，用来选中片内4个端口，其中3个是计数通道地址。
答：
①4 ②3
3．8253的计数通道0（端口地址为POTR0）用于计数，要求计满30输出一信号，假定计数器工作于BCD计数方式，则写入计数初值的指令为MOV L， 和OUT PORT0，AL
分析：
8253在初始化写入计数初值时，若采用BCD码计数，计数初值必须以计数结果的十进制数加上“H”表示。
例如计数值为10，必须写为10H。
答：
30H
二、选择题
1．8253的哪种工作方式能产生连续方波输出（ ）。
A.方式0 B.方式1 C.方式2 D.方式3
分析：
8253有6种工作方式，其中产生连续波形的是方式2和方式3，方式3产生连续方波
答：
D
2．8253每个计数器的最大计数初值是（ ）。
A.65536 B.FF00H C.0000H D.FFFFH
分析：
8253每个计数器的计数范围是1～65536，当计数初值为0000H时，计满65536，减1计数器减为0。
答：
C
3.若8253定时/计数器处于计数过程中，当CPU对它装入新的计数初值时，其结果将是（ ）。
A.8253定时/计数器禁止编程
B.8253定时/计数器允许编程，并改变当前的计数过程
C.8253定时/计数器允许编程，但不改变当前的计数过程
D.8253定时/计数器允许编程，是否影响当前的计数过程随工作方式而变
分析：
8253定时/计数器具有3个独立的16位计数通道，它们可以分别工作在6种不同的工作方式。
有的工作方式在计数过程中，如果CPU装入新的初值，则将立即影响本次计数过程，如方式0、方式4；有的工作方式将等待本次计数过程结束后才有效，如方式2、方式3；而有的工作方式将由外部的触发信号触发后才有效
答：
D
4.当8353定时/计数器工作在（ ）下时，需要由外部脉冲触发开始计数。
A.方式0B.方式1C.方式2D.方式3E.方式4F.方式5
分析：
8253的任何一种工作方式都是在写入计数初值后才开始计数。
方式0、2、3和4是在写入计数初值后，立即开始计数过程。
而方式1和方式5需要由外部触发脉冲触发启动才能开始计数，即所谓“硬件启动”。
答：
B F
三、简答题
1．试述可编程定时/计数器8253的特点。
答：
8253是一种可编程定时/计数器，有3个16位计数器，称为3个计数通道。
每个计数通道有3个引脚──计数输入CLK，作为计时基准输入或计数脉冲输入；门控输入GATE，用作启动或禁止计数器工作；输出信号OUT，以相应的电平或脉冲波形指示计数的完成。
8253有6种工作方式，不同的工作方式可以由方式控制字选择。
8253有两种计数方式──二进制计数，计数范围为1～65536（写入计数初值0时，为65536）；十进制计数，计数范围为1～10000（写入计数初值0时，为10000）。
在6种工作方式中，只有方式2和方式3的输出波形是连续波形。
2．试比较8253方式0与方式4、方式1与方式5有什么区别？
答：
方式0为计数结束产生中断方式，方式4为软件触发选通方式。
两种方式下的计数方式基本相同，门控信号GATE的作用也是相同的。
两种方式的区别在于输出信号OUT的波形。
在方式0下，当写入控制字时，OUT信号变为低电平，在计数期间内一直保持低电平，当计数到0时，输出才变为高电平，并且一直保持到重新装入初值和复位时为止。
而方式4下，写入控制字时，OUT信号变为高电平，当计数到0时，输出维持一个时钟周期的负脉冲，再恢复为高电平。
方式1为可编程单稳脉冲方式，方式5为硬件触发选通方式。
两种方式的区别在于输出信号OUT的波形。
在方式1下，当写入控制字时，OUT信号变为高电平，并保持不变，在门控信号GATE出现上升之后的下一个时钟周期的下降沿，OUT信号变为低电平，并一直保持到计数到0时才恢复为高电平。
而方式5下，写入控制字时，OUT信号变为高电平，并一直保持高电平，当计数到0时，输出维持一个时钟周期的负脉冲，再恢复为高电平。
四、应用题
例8-1将8253的计数器1作为5ms定时器，设输入时钟频率为200kHz，试编写8253的初始化程序。
设计数器1的端口地址为3F82H，控制口地址为3F86H。
解：
（1）计算计数初值n
计数初始值n与要求定时的时间t及时钟脉冲周期TCLK之间的关系是：
n＝t/TCLK＝t×CLK
已知输入时钟CLK频率为200kHz，则计数初值n为：
n＝5ms×200kHz＝1000
（2）确定控制字
按题意选计数器1，按BCD码计数，工作于方式0，由于计数初值n＝1000，D5D4应为11，于是8253的控制字为：
01110001B=71H。
（3）初始化程序如下：
MOVAL，71H；置计数器1控制字
MOVDX，3F68H；控制口地址
OUTDX，AL；写入方式控制字
MOVDX，3F82H；计数器1端口地址
MOVAL，00；先写低字节
OUTDX，AL
MOVAL，10H；再写高字节
OUTDX，AL
例8-2写出读8253的计数器2的16位计数器当前值的程序，设8253的端口地址为90H～93H。
解：
要读8253计数器当前值，必须先发锁存命令，按8253的方式控制字规定，读计数器2的锁存命令为：
10 00 0000 = 80H
计数器号 锁存计数值 任意
程序如下：
MOVAL，80H；发锁存命令
OUT93H，AL
IN AL，92H ；读计数值低8位
MOVBL，AL
IN AL，92H ；读计数值高8位
MOVBH，AL
例8-3在某产品包装流水线中，一个包装箱能装入24个罐。
在装箱时，希望在流水线上每通过24罐时，流水线暂停4秒，等待封箱打包完毕，然后继续装箱。
试用一片8253完成包装流水线控制中的定时和计数功能。
假设8253端口地址为8CH～8FH，采用的时钟频率为2KHz。
试说明实现方法，并编制8253的初始化程序。
（1）分析
根据题意，有两个工作要做：
一是对24罐计数；一是对4秒钟停顿定时，并且两者之间又是相互关联的。
因此，可用8253的一个计数通道作为计数器，用于对24个罐的计数；用另一个通道作为定时器，定时时间为4秒。
用作为计数器用的通道输出的负脉冲信号的上升沿，启动作为定时器用的通道定时4秒，同时使流水线暂停；用定时器的定时时间到的信号重新启动流水线。
（2）实现方法
选用8253的计数通道1作为计数器，按方式2工作，使门控信号GATE＝1（高电平，允许计数），十进制计数，计数初值为24；计数通道2作为定时器，按方式1工作，十进制计数，时钟频率CLK2为2KHz，定时时间4秒。
将通道1的输出端OUT1连到通道2的GATE2，即GATE2由通道1的输出OUT1控制。
利用流水线的传感器得到的罐的计数脉冲，加到CLK1端，，当计数值达到23时，通道1的输出OUT1为低电平，在第24个罐通过流水线的传感器时，OUT1变高，使GATE2变高，计数通道2开始进行4秒钟的定时。
OUT2的下降沿使流水线暂停，通道1也停止计数，经4秒钟后变高，其上升沿使流水线重新启动，继续工作，通道1又开始计数。
（3）初始化程序
计数通道1：
计数初值n＝24
方式控制字：
01010101B＝55H
计数通道2：
定时常数n＝t×CLK＝4s×2KHz＝8000
方式控制字：
10110011B＝B3H
MOVAL，55H；置计数器1方式控制字
OUT8FH，AL；写入方式控制字
MOVAL，24H；写入计数初值24
OUT8DH，AL
MOVAL，B3H；置计数器2方式控制字
OUT8FH，AL；写入方式控制字
MOVAX，8000H；写入计数初值8000
OUT8EH，AL；先写低字节
MOVAL，AH
OUT8EH，AL ；再写高字节
本例是8253作计数器使用同时又作定时器使用，并且把计数器的结束信号去启动定时器的开始，两者相互作用。
8253的这种组合在实际应用中很常见。
例8-4采样频率可编程的数据采集系统设计。
要求采样频率可选，并且采样次数也可选。
分析：
（1）采样频率。
可利用定时器的输出信号（OUT）作为A/D转换器的转换启动信号（START）进行控制。
为此，把计数器0设置为方式2，其输出OUT0引脚连到A/D转换器的START上，作为转换启动信号（脉冲启动转换），进行采样。
若设输入时钟频率CLK0＝F，计数初值为L，则输出信号OUT0的频率为F/L，这也就是A/D的采样频率
fAD＝F/L （8.2）
（2）采样持续时间的控制。
把计数器1设置为方式1，其输出OUT1经非门反相后连到计数器0的门控信号GATE0上，作为采样定时控制，高电平允许采样，低电平禁止采样。
另外，将计数器2设置为方式3，其输出OUT2作为计数器1的时钟（即计数器1、2为级联），对采样持续时间的定时进行调节。
若设计数器1和计数器2的计数初值分别为M和N，则根据这两个计数器之间的关系（CLK1＝OUT2），可得采样持续时间
TAD＝MN/F （8.3）
（3）采样次数。
将采样持续时间与采样频率相乘，就得到采样次数
nAD＝fAD×TAD＝MN/L （8.4）
由此可知：
要利用定时/计数器作数据采集，对数据采集系统的采样速度和采样次数进行控制，只需使用式（8.2）求出A/D的采样频率；使用式（8.4）求出采样的次数。
设计：
（1）硬件设计。
使用1片定时/计数器8253来实现对A/D转换器的控制，其电路原理如图8.4所示。
图中的开关K作为系统启动。
将开关K打向+5V时，就会启动8253的3个计数器同时开始工作，从而触发A/D转换器以每秒F/L个采样点的频率进行数据采集，采样MN/L次后自动停止。
采样的模拟信号经A/D转换送到8255A中，用中断或查询方式读入CPU。
8.4 8253用于数据采集系统
（2）软件设计。
设8253的端口地址为80H～83H，初始值L、N小于256；M为16位，计数格式均为二进制码。
对此8253进行初始化的程序段如下：
MOVAL，14H；设计数器0为工作方式2，只送低字节，二进制码
OUT83H，AL
MOVAL，L；写入计数器0的计数初值L
OUT80H，AL
MOVAL，72H；设计数器1为工作方式2，送高/低字节，二进制码
OUT83H，AL
MOVAX，M；写入计数器1的计数初值M
OUT81H，AL；先送低字节
MOVAL，AH
OUT81H，AL；后送高字节
MOVAL，96H；设计数器2为工作方式3，只送低字节，二进制码
OUT83H，AL
MOVAL，N；写入计数器1的计数初值N
OUT82H，AL
本例是将8253作频率发生器同时作定时器使用。
其中，计数器0作频率发生器，其输出脉冲作A/D的转换启动信号；计数器1和计数器2串联起来用作定时器，提供A/D转换持续时间的定时。
习题与思考题
一、填空题
1．8253芯片称之为芯片。
2．定时/计数器用于内部定时是指 ，用于外部定时是指 。
3．定时方法通常有 和。
4．软件定时的方法就是。
5．利用可编程定时/计数器来实现定时或延时属于方法。
6．Intel8253具有 个独立的 位计数器。
7．8253每个计数器有 种不同的工作方式，由控制字的 位确定。
8．8253每个计数器的计数值为位。
9．可编程定时/计数器8253的控制字为个字节。
10．8253中的每个计数器可以作为二进制和进制计数器用。
11．在对8253进行任何操作前，都必须先向8253写入一个，以确定8253的工作方式。
12．8253共有（ ）个端口地址。
13．可编程定时/计数器8253中，每个计数器具有相同的结构，都由3个模块组成，它们分别是、、和。
14.定时/计数器的门控信号是由送来的，可作为对的控制信号。
15.采用可编程定时/计数器，其定时与计算功能可由 设定，设定后与微处理器 工作。
16.8253在进行计数时，实际上是对 信号线上的信号进行计数。
17．当需要利用8253产生对称性方波时，应选的工作方式为 ，把它作为一个可编程的单稳态电路使用时，应工作在 下。
18.如果16位计数值编程进入8253，那么计数值的 字节首先被编程。
19.设8253芯片中一计数器端口地址为40H，控制端口地址为43H，计数器为2MHz，，当计数器初值减为0时，产生中断信号。
试计算下列程序所决定的中断周期是 。
MOVAL，00110110B
OUT43H，AL
MOVAL，0FFH
OUT40H，AL
OUT40H，AL
20．在IBMPC/XT微机中使用的8253-5定时器/计数器的三个通道的工作方式分别是，通道0工作在 ；通道1工作在 ；通道2工作在 。
21.利用8253应用系统产生频率为200KHz的信号波形，若时钟频率为10MHz，则计数初值为（）。
22.8253定时计数器的计数范围为（）H。
二、选择题
1．8253/8254计数器工作期间，CPU重新对定时器编程是（ ）。
A．在任何情况下都禁止
B．在任何情况下都允许的，且影响当前计数
C．在任何情况下都允许的，且不影响当前计数
D．在任何情况下都允许的，且影响程度随方式而变
2.定时器3个通道的编程顺序是（ ）
A．完全随机的，但必须设置好一个通道后再设置另一个通道
B．完全固定的，从通道0开始到通道2
C．完全随机的，但必须先初始化方式字
D．完全随机的，但必须先预置计数初值
3．在8253的6种工作方式中,能够自动重复工作的两种方式是：
（ ）。
A．方式1，方式2 B．方式2，方式3
C．方式2，方式4 D．方式3，方式5
4．计数器与定时器的工作原理是（ ）。
A．不完全相同的 B．根本不同的 C．相同的 D．互不相关的
5．向8253写入的计数初值写到了（ ）中。
A．预置（初值）寄存器 B．计数器0C．减一计数寄存器 D．控制字寄存器
6．在对8253进行任何操作前，都必须先向8253写入一个（ ），以确定8253的工作方式。
A．控制字 B．计数初值 C．状态字 D．指令
7．启动8253的计数器开始减一计数的方式有（ ）。
A．软件方式B．硬件方式C．软件和硬件方式D．门控信号
8．若要求8253通道1工作在可编程单脉冲二进制计数方式时，其方式控制字为（ ）。
A．01010000 B．01010010C．01010001D．10010011
9．可以从8253的（ ）寄存器中读出减1计数器的值。
A．控制寄存器B．计数初值寄存器C．减计数单元D．输出锁存寄存器
10.在微机中，产生系统时钟的时间时钟基准使用了8253定时/计数器的（ ）。
A.通道0 B.通道1 C.通道2 D.通道3
11.8253可编程定时/计数器工作在方式0，在初始化编程时，一旦写入控制字后（ ）。
A.输出信号端OUT变为低电平B.输出信号端OUT变为高电平
C.输出信号保持原来的电位值D.立即开始计数
12.当8253可编程定时/计数器工作在方式0时，控制信号GATE变为低电平，对计数器的影响是（ ）。
A.结束本次计数循环，等待下一次计数的开始
B.暂时停止现行计数工作
C.不影响本次计数，即计数器的计数工作不受该信号的影响
D.终止本次计数过程，立即开始新的计数循环
13.当8353可编程定时/计数器工作在（ ）时，可以产生方波信号。
A.方式0 B.方式1 C.方式2 D.方式3
14.8253引脚CS、RD、WR、A1A0为（ ）时，表示从计数器1读出计数值。
A.10111BB.00101BC.00111BD.00110B
15.通常在可编程16位定时器/计数器中,微处理器不能直接访问（ ）单元
A.控制寄存器B.计数初值寄存器
C.计数输出锁存器D.计数执行单元
16．8253初始化写入控制字后，若再写入初始值，要经过（ ），计数执行部件开始计数。
A.一个时钟上升沿 B.一个时钟下降沿
C.一个时钟上升沿和一个下降沿D.一个时钟周期
17．通常，8253是在时钟脉冲的（ ）时刻采样门控信号GATE。
A.上升沿 B.下降沿 C.高电平 D.低电平
18．8253工作于方式2和方式3时，门控信号为（ ）触发。
A.高电平 B.上升沿 C.高电平或上升沿 D.高电平或下降沿
19．8253工作于方式1时，输出负脉冲的宽度等于（ ）。
A.计数初值N个CLK脉冲宽度 B.计数初值N＋1个CLK脉冲宽度
C.计数初值N－1个CLK脉冲宽度D.计数初值（2N-1）/2个CLK脉冲宽度
20．8253工作于方式2时，若计数初值为N，每输入N个CLK脉冲，则输出（ ）。
A.正脉冲 B.低电平信号 C.高电平信号 D.一个负脉冲
21．8253工作于方式4时，若计数初值为N，则必须经过（ ）个CLK脉冲周期，输出OUT端产生一个负脉冲。
A.N B.N－1 C.N＋1 D.（N-1）/2
22．8253工作于方式5时，计数过程中GATE端又有一个上升沿触发，则经过（ ）后，计数执行部件将重新获得计数初值，并进行计数过程。
A.一个CLK B.下一个CLK
C.下一个CLK下降沿 D.下一个CLK上升沿
23.8253定时/计数器采用软件启动计数时，下列叙述正确的是（）。
A．当计数初值一写入计数器，就开始计数，而与GATE无关。
B．当计数初值一写入计数器，同时GATE=1才能启动计数。
C．当计数初值写入计数器，在GATE信号由0至1的上升沿时才开始计数。
D．当计数初值写入计数器，由方式命令字启动计数。
24.8253定时/计数器“硬件启动”的含义是
A．GATE由0→1，才开始计数
B．写入计数初值后开始计数
C．写入计数初值后，在GATE=1时开始计数
D．写入计数初值后，等到GATE由0→1，才开始计数
三、判断题
1．8253在工作方式设定时总是先写控制字再写计数初值。
（）
2．8253内部数据总线缓冲器是只可以写入计数初值和往控制寄存器设置控制字。
（）
3．从8253计数器中读出的计数值是读出瞬间的减1计数器的内容。
（）
4．8253的每个计数器，在不同的工作方式，计数为0时，从OUT都会输出一个相同的信号。
（ ）
5．若计数时钟频率为1MHz，8253的每个计数通道最大定时时间为0.5秒。
（）
6．8253每个计数器对CLK的计数是递减的。
（ ）
7．8253进行计数时最小值是0。
（ ）
8．8253方式控制字D0位为1时，表示写入计数值为BCD码，但写入时按十六进制数写入。
（ ）
9．8253工作于方式4时，若计数初值为2个字节，则第1个字节计数值即可触发计数过程。
（ ）
10．8253工作于方式1时，触发可以重复进行，而且不必重新写入初始值。
（ ）
四、问答题
1.定时器和计数器有什么相同和不同？
2.微机系统中有哪两种不同的定时类型？
各有何特点？
3．请说明8253各个计数通道中三个引脚信号CLK，OUT和GATE的功能。
4．8253在写入计数初值时，二进制计数和十进制计数有无区别?
若有，有何区别?
5．为什么要对8253写控制字？
8253的控制字包括哪些内容？
6．8253的控制字是否可以读出？
计数初值是否可以读出？
可以从8253读出什么内容？
7．8253的门控信号GATE对计数过程有什么影响？
当GATE=0时，哪几种计数方式会暂停计数？
8．当对8253写入控制字和初始值使8253开始计数，若正在计数过程中，又对其重新写入新的初始值，会怎样？
9．8253启动后开始计数，正在计数过程中可采用哪些方法中止计数？
10．试编写一个程序段，要求在计数操作进行过程中读取计数器2的内容，并把读取的数值装入AX寄存器，端口地址为304H～307H。
五、应用题
1.8253的通道0按方式3工作，时钟CLK0的频率为1MHz，要求输出方波的重复频率为40KHz，此时应如何写入计数初值。
2.8253的计数通道0连接如图8.5，试回答:
（1）计数通道0工作于何种工作方式，并写出工作方式名称；
（2）写出计数通道0的计数初值（要列出计算式）。
图8.58253计数通道0的连接
3.图8.6为采用8253产生定时中断信号，送8259A的IR2，已知CLK0=1MHz，要求每隔1小时发出一个中断请求，IR2的中断类型号为0AH，中断服务程序的入口地址为INTER，8253的端口地址为180H～183H，试编制8253的初始化程序，并把中断服务程序的入口地址送入中断向量表。
图8.68253产生定时中断
4.用8253利用软件产生一次性中断，最好采用什么方式?
若将计数值送到某端口计数寄存器后经过20ms产生一次中断，应如何设置编程?
设时钟频率CLK为2MHz。
5．以8086为CPU的某微机系统中使用了一块8253芯片，其通道端口地址为3E30H，3E32H，3E34H，控制口地址为3E36H，时钟频率为4MHz，要求完成如下功能：
利用计数器
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