8254定时与计数器实验.docx
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8254定时与计数器实验
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实验报告
实验名称
姓名
学号
班级
教师
日期
一、实验容与要求
1.1实验容
本次实验分为如下2个子实验：
（1）计数应用实验：
编写程序，应用8254的计数功能，使用单次脉冲模拟计数，使每当按下‘KK1+’5次后，产生一次计数中断，并在屏幕上显示一个字符‘M’；
（2）定时应用实验：
编写程序，应用8254的定时功能，产生一个1s的方波，并用本装置的示波器功能来观察。
1.2实验要求
本次实验中2个子实验的实验要求如下：
（1）计数应用实验：
将8254的计数器0设置为方式3，计数值为十进制数4，用单次脉冲KK1+作为CLK0时钟，OUT0连接MIR7，每当KK1+按动5次后产生中断请求，在屏幕上显示字符“M〞；
（2）定时应用实验：
将8254的计数器0和计数器1都设置为方式3，用信号源1MHz作为CLK0时钟，OUT0为波形输出1ms方波，再通过CLK1输入，OUT1输出1s方波。
二、实验原理与硬件连线
2.1实验原理
8254是Intel公司生产的可编程间隔定时器。
是8253的改良型，比8253具有更优良的性能。
8254具有以下根本功能：
（1）有三个地理的16位计数器。
（2）每个计数器可按二进制或十进制〔BCD〕计数。
（3）每个计数器可编程工作于6种不同的工作方式。
（4）8254每个计数器允许的最高计数频率为10MHz〔8253为2MHz〕。
（5）8254有读回命令〔8253,没有〕，除了可以读出当前计数单元的容外，还可以读出状态存放器的容
（6）计数脉冲可以是有规律的时钟信号，也可以是随机信号。
计数初值公式为：
n=fCLKi÷fOUTi，其中fCLKi是输入时钟脉冲的频率，fOUTi是输出波形的频率。
图2-1是8254的部结构框图和引脚图，它是由与CPU的接口，部控制电路和三个计数器组成。
8254的工作方式如下述：
（1）方式0：
计数到0完毕输出正跃变信号方式。
（2）方式1：
硬件可重触发单稳方式。
（3）方式2：
频率发生器方式。
（4）方式3：
方波发生器。
（5）方式4：
软件触发选通方式。
（6）方式5：
硬件触发选通方式
图2-18254部结构图
8254的控制字有两个：
一个用来设置计数器的工作方式，成为方式控制字。
表2-18254的方式控制字格式
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
计数器选择
读/写格式选择
工作方式选择
计数码制选择
00-计数器0
01-计数器1
10-计数器2
11-读出控制字标志
00-锁存计数值
01-读/写低8位
10-读/写高8位
11-先读写低8位，再读写高8位
000-方式0
001-方式1
010-方式2
011-方式3
100-方式5
101-方式5
0-二进制数
1-十进制数
表2-28254读出控制字格式
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
1
0-锁存计数值
0-锁存状态信息
计数器选择〔同方式控制字〕
0
表2-38254状态字格式
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
OUT引脚现行状态
1-高电平
0-低电平
计数初值是否装入
1-无效计数
2-计数有效
计数器方式〔同方式控制字〕
8254实验单元电路图如如下图所示：
图2-28254实验电路原理图
2.2硬件连线
（1）计数应用实验：
系统总线XD0~XD7分别与8254单元D0~D7相连，系统总线XA1~XA2分别与8254单元A0~A1相连，系统总线的IOW#、IOR#、IOY0（0600H）、MIR7分别于8254单元的WR、RD、CS、OUT0相连，8254单元的CLK0与单次脉冲单元的KK1+相连，如图2-3；
图2-3计数应用实验连线图
（2）定时应用实验：
系统总线与8254单元类似于
（1）中进展连线，然后将8254单元中的OUT0连接到CLK1，GATE1连接VCC，OUT1连接到A/D转换单元的IN0。
AD转换单元A、B、C接地，并将D0~D7接到系统总线XD0~XD7上，并将WR、RD、CS、CLK分别连接到系统总线的IOW#、IOR#、IOY3（0680H）、CLK上。
如图2-4所示。
图2-48254定时应用实验接线图
三、设计思路、步骤和程序流程图
3.1设计思路
（1）计数应用实验：
将8254的计数器0设置为方式0，计数值为十进制数4，用单次脉冲KK1＋作为CLK0时钟，OUT0连接MIR7，首先让程序进入死循环等待中断，每当KK1＋按动5次后产生中断请求，调用中断程序，在屏幕上显示字符“M〞。
（2）定时应用实验：
利用8254的两个计数装载过大的初始值，其中计数器0的OUT作为计数器1的CLK的输入，当两个计数器的初值满足一定条件时，计数器1的OUT即为1s方波，并可通过软件的示波器直接观察。
3.2实验步骤
（1）计数应用实验：
1.按图2-3连接电路；
2.编写实验程序，经编译、无误后装入系统；
3.单击RUN按钮，运行实验程序，每连续按动5次KK1+，在界面的输出区会显示字符‘M’；
4.改变计数值，验证8254的计数功能。
（2）定时应用实验
1.按图2-4连接实验线路；
2.编写实验程序，经编译、无误后装入系统；
3.运行程序，8254的OUT1会输出1s的方波，用软件自带的示波器功能进展观察。
3.3程序流程图
（1）计数应用实验：
主程序流程图如图2-5
图2-5计数应用实验主程序流程图
中断程序流程图如图2-6
图2-6计数应用实验中断程序流程图
（2）定时应用实验：
程序流程图如图2-7
图2-7定时应用程序流程图
四、程序清单与执行结果
4.1程序清单
（1）计数应用实验代码
IOYOEQU0600H
A8254EQUIOYO+00H*2
B8254EQUIOYO+01H*2
C8254EQUIOYO+02H*2
CON8254EQUIOYO+03H*2
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,SS:
SSTACK
START:
PUSHDS
MOVAX,0000H
MOVDS,AX
MOVAX,OFFSETIRQ7
MOVSI,003CH
MOV[SI],AX
MOVAX,CS
MOVSI,003EH
MOV[SI],AX
CLI
POPDS
;初始化主片8259
MOVAL,11H;初始化ICW1
OUT20H,AL
MOVAL,08H;初始化ICW2
OUT21H,AL
MOVAL,04H;初始化ICW3
OUT21H,AL
MOVAL,01H;初始化ICW4
OUT21H,AL
MOVAL,6FH;OCW1
OUT21H,AL
;8254
MOVDX,CON8254
MOVAL,10H
OUTDX,AL
MOVDX,A8254
MOVAL,04H
OUTDX,AL
STI
AA1:
JMPAA1
IRQ7:
MOVDX,A8254
MOVAL,04H
OUTDX,AL
MOVAX,014DH
INT10H
MOVAX,0120H
INT10H
MOVAL,20H
OUT20H,AL
IRET
CODEENDS
ENDSTART
（2）定时应用实验代码
A8254EQU0600H
B8254EQU0602H
C8254EQU0604H
CON8254EQU0606H
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,CON8254
MOVAL,27H
OUTDX,AL
MOVDX,A8254
MOVAL,10H
OUTDX,AL
MOVDX,CON8254
MOVAL,67H
OUTDX,AL
MOVDX,B8254
MOVAL,10H
OUTDX,AL
AA1:
JMPAA1
CODEENDS
ENDSTART
4.2执行结果
（1）计数应用实验的实验结果如图2-8，每按5次KK1+，就会打印一个‘M’，并且输出一个空格。
图2-8计数应用实验
（2）定时应用实验的实验结果如图2-9和图2-10，示波器会显示如下波形。
图2-9定时应用实验〔方波〕
图2-10定时应用实验
五、程序调试说明和实验感想
5.1调试说明
在实验中，需要将8254计数器0和计数器1都设置为方式3，用信号源1MHz作为CLK0，OUT0为波形输出1ms方波，再通过CLK1输入，这样OUT1才会输出1s方波。
5.2实验感想与收获
通过本次实验，对8254的计数器有了深入的了解；对8254的部接口和引脚有了充分的认识；对8254的工作方式、应用编程与其典型电路的接法有了全新的掌握。
纸上得来终觉浅，在对实验的实践中，实验前事先预习，实验中不断尝试，实验后总结复习，收获良多。
5.3实验特色
在计数应用实验中，通过改变计数输出字符‘M’，具有创新精神。
在定时应用实验中，通过输出不同方式的波形，融课所学于实验中，具有个人特色。
5.4展望
如果有充裕的时间，还可以实现输出类似莫尔斯电码的效果，如按1次KK1+输出长信号，按1次KK2+输出短信号，长短信号组成莫尔斯电码。
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