8254定时/计数器应用_8254aa电路原理

 8254定时/计数器应用实验

1  实验目的

1. 掌握8254的工作方式及应用编程。

2. 掌握8254典型应用电路的接法。

2  实验设备

PC机一台，TD-PITE实验装置一套。

3  实验内容

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，使每当按动‘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。

4  实验原理

8254是Intel公司生产的可编程间隔定时器。是8253的改进型，比8253具有更优良的性能。8254具有以下基本功能：

（1）有3个独立的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内容外，还可以读出状态寄存器的内容。

（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=f_CLKi÷f_OUTi、其中f_CLKi是输入时钟脉冲的频率，f_OUTi是输出波形的频率。

图4.27是8254的内部结构框图和引脚图，它是由与CPU的接口、内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结束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4.27  8254的内部接口和引脚

8254的控制字有两个：一个用来设置计数器的工作方式，称为方式控制字；另一个用来设置读回命令，称为读回控制字。这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。控制字格式如表4.3—4.5所示。

表4.3  8254的方式控制字格式

表4.4  8254读出控制字格式

表4.5  8254状态字格式

 

8254实验单元电路图如下图所示：

 

图4.28  8254实验电路原理图

5  实验步骤

1.  计数应用实验

编写程序，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”。

实验步骤：

（1）实验接线如图4.29所示。

（2）编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。

（3）运行程序，按动KK1＋产生单次脉冲，观察实验现象。

（4）改变计数值，验证8254的计数功能。

 

图4.29  8254计数应用实验接线图

实验程序清单（A82541.ASM）

A8254    EQU  06C0H   ;8254计数器0端口地址
B8254    EQU  06C2H   ;8254计数器1端口地址
C8254    EQU  06C4H   ;8254计数器2端口地址
CON8254  EQU  06C6H   ;8254 控制寄存器端口地址
 
SSTACK	SEGMENT STACK
		DW 32 DUP(?)
SSTACK	ENDS
 
CODE		SEGMENT
		ASSUME CS:CODE, SS:SSTACK
START:	PUSH DS
		MOV AX, 0000H
		MOV DS, AX
		MOV AX, OFFSET IRQ7		;取中断入口地址
		MOV SI, 003CH				;中断矢量地址
		MOV [SI], AX				;填IRQ7的偏移矢量
		MOV AX, CS				;段地址
		MOV SI, 003EH
		MOV [SI], AX				;填IRQ7的段地址矢量
		CLI                         ；中断屏蔽clear interrupt
		POP DS
 
		;初始化主片8259
		MOV AL, 11H				；0001 0001 级联，边沿触发，要ICW4
		OUT 20H, AL				;ICW1
		MOV AL, 08H				；0000 1000 中断类型号从8开始
		OUT 21H, AL				;ICW2
		MOV AL, 04H				；0000 0100 
		OUT 21H, AL				;ICW3
		MOV AL, 01H				；0000 0001 非缓冲方式，8086/8088配置
		OUT 21H, AL				;ICW4
		MOV AL, 6FH				;OCW1 0110 1111 IR7,IR4引脚的中断开放
		OUT 21H, AL
 
		;8254
		MOV DX, CON8254
		MOV AL, 10H				;0001 0000计数器0，方式0
		OUT DX, AL
		MOV DX, A8254
		MOV AL, 04H
		OUT DX, AL
		STI                         ；开中断
 
AA1:		JMP AA1					；无限循环
 
IRQ7:	MOV DX, A8254
		MOV AL, 04H				;0000 0100
		OUT DX, AL
		MOV AH, 02H				;M 4DH
		MOV DL, 4DH
		INT 21H						
		MOV AH, 02H
		MOV DL, 20H			
		INT 21H			
		MOV AL, 20H
		OUT 20H, AL				;中断结束命令
		IRET
CODE		ENDS
		END  START

 

2.  定时应用实验

编写程序，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。

实验步骤：

（1）接线图如图4.30所示。

（2）根据实验内容，编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。

（3）单击按钮，运行实验程序，8254的OUT1会输出1s的方波。

（4）用示波器观察波形的方法：单击虚拟仪器菜单中的按钮或直接单击工具栏的按钮，在新弹出的示波器界面上单击按钮运行示波器，就可以观测出OUT1输出的波形。

实验程序清单（A82542.ASM）

A8254    EQU  06C0H   ;8254计数器0端口地址
B8254    EQU  06C2H   ;8254计数器1端口地址
C8254    EQU  06C4H   ;8254计数器2端口地址
CON8254  EQU  06C6H   ;8254 控制寄存器端口地址
 
SSTACK	SEGMENT STACK
		DW 32 DUP(?)
SSTACK	ENDS
CODE		SEGMENT
		ASSUME CS:CODE
START:	MOV DX, CON8254			;8254
		MOV AL, 36H				;0011 0110计数器0，方式3
		OUT DX, AL
		MOV DX, A8254
		MOV AL, 0E8H                ；03E8H  --> 1000
		OUT DX, AL
		MOV AL, 03H
		OUT DX, AL
		MOV DX, CON8254			;8254
		MOV AL, 76H				;0111 0110计数器1，方式3
		OUT DX, AL
		MOV DX, B8254
		MOV AL, 0E8H                ；03E8H  --> 1000
		OUT DX, AL
		MOV AL, 03H
		OUT DX, AL
AA1:		JMP AA1
CODE		ENDS
		END  START

 

  图4.30  8254定时应用实验接线图

附表  输入/输出接口编址

附表  INT 10H 使用说明

附表 INT 21H使用说明