2022年实验十四可编程的计数、定时器芯片实验分享 .pdf

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1、实验十四 8253 可编程计数器 / 定时器实验要求一、实验目的 1 、掌握 8253的主要性能及其初始化编程。 2 、学会根据实验要求设计8253的接口电路。二、实验技术准备8253主要功能有：（1）一片上有三个独立的16位计数器通道。（2）每个计数器都可以按照二进制或十进制计数。（3）每个计数器的计数速率可达2MHz 。（4）每个通道有 6种工作方式，可由程序设置和改变。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 82

2、53内部结构名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 8253管脚图注：实验箱上使用的是8254 芯片， 8254 芯片是 8253 芯片的增强型，管脚完全相同。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 实验箱上的8254 芯片电源和数据线均已连接

3、好，实验时连接好读写控制模块信号芯片即可工作。 8253的端口选择表 CS RD WR A1 A0 寄存器选择和操作 0 1 0 0 0 写入计数器 0 0 1 0 0 1 写入计数器 1 0 1 0 1 0 写入计数器 2 0 1 0 1 1 写入控制寄存器 0 0 1 0 0 读计数器 0 0 0 1 0 1 读计数器 1 0 0 1 1 0 读计数器 2 0 0 1 1 1 无操作（三态） 1 禁止（三态） 0 1 1 无操作（三态）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

4、第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 8253控制字格式计数值 N与输出波形关系方式 N与输出波形的关系 0 写入计数值 N后，经过 N1个CLK 脉冲输出变高 1 单拍脉冲的宽度为 N个CLK 脉冲名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 2 每N个CLK 脉冲，输出一个宽度为 CLK 周期的脉冲 3 写入N后, 输出:1)1/2N 个CLK 高电平 ,1/2N 个CLK 低电平(N为偶数 )2

5、)(N+1)/个CLK 高电平 ,(N-1)/2个CLK 低电平(N为奇数) 4 写入N后过N+1个CLK,输出宽度为 1个CLK 脉冲 5 门控触发后 , 过N+1个CLK,输出宽度为 1个CLK 脉冲门控输入信号的作用方式 GATE 低或变为低上升沿高 0 禁止计数允许计数 1 1) 启动计数2) 下一个 CLK 脉冲使输出变低 2 1) 立即计数 2) 立即使输出变高1) 重新装入计数值2) 启动计数允许计数 3 1) 禁止计数 2) 立即使输出变高启动计数允许计数 4 禁止计数允许计数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

6、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 5 启动计数8253有六种不同的工作方式：方式 0计数结束产生中断方式方式 1可编程单次脉冲方式方式 2分频工作方式方式 3方波方式方式 4软件触发选通方式方式 5硬件触发选通方式我们要求通过对 方式0、方式1的实验，来了解和掌握 8253主要性能及其初始化编程。1、 方式0 计数器结束中断方式当选定 8253工作于方式 0，并对选定的计数器写入控制字时，该计数器的输出端 OUT 立即变为低电平。要使计数器能够进行计数，门控信号GATE 必须为高。若 CPU 利用输出指令向计数器

7、写入计数值时（N=5），名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 写WRn 的上升沿把计数值写入计数寄存器。在WRn 上升沿后的下一个时钟脉冲CLK 的下降沿时，才把计数值N写入计数寄存器执行单元CE 。在 CLK到来时开始减 1计数。总共要经过 N+1 个CLK 脉冲后计数器减为0， 这时 OUT引脚由低电平变为高电平。利用由低电平变为高电平正跳变信号向CPU发出中断请求。方式 0波形图2、 方式1 可编程单稳态输出方

8、式名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 当CPU 用控制字设定计数器工作于方式1时，计数器的输出 OUT 立即变为高电平，在 CPU 装入计数值 N后，必须等到 GATE 由低电平到高电平的跳变，产生一个上升沿后，才能在下一个时钟脉冲CLK 的下降沿将 N值装入计数器执行单元，同时输出端OUT 由高电平向低电平跳变，以后每来一个时钟脉冲，计数器就开始减1操作，当计数器的值减为0时， OUT 产生由低到高的正跳变。这样

9、，在 OUT 的引脚得到一个负的单脉冲，单脉冲的宽度可以由程序控制，宽度等于时钟脉冲宽度乘以计数器N的值。方式1波形图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 实验内容 : 第一题：8253方式 0：用消抖电路产生的脉冲作为CLK 信号， OUT 接LED 。程序运行5秒后将计数器的余值显示在屏幕上。分析计数常数N与CLK 的关系（要求在5秒钟内产生 LCK 脉冲若干次）。硬件测试：1、硬件接线完毕检查无误后，点击工具栏

10、中的“工具软件”，选“接口调试工具”。2、在数据发送框里，选“ IO 地址”，在“起始地址”栏里先填写8254 控制字 地址，在右边输入框内填写 控制字 ，再点击“发送数据”。（写 8254 控制字）3、在数据发送框里，选“ IO 地址”，在“起始地址”栏里先填写选中计数器地址，在右边输入框内填 写计数值 ，再点击“发送数据”。（填写计数器值 ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 4、在数据接收框里，选“ IO

11、地址”，在“起始地址”栏里填写选中计数器 地址，按动消抖脉冲按钮一次，产生一个计数脉冲，再点击“接收数据”，在右边输出框内为填入计数器的值。5、再按动消抖脉冲按钮一次，产生一个计数脉冲，再点击“接收数据”，在右边输出框内为计数器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - （N-1）的值。第二题：8253方式1：计数器 1工作在方式 1，CLK1 和GATE1 信号由消抖电路产生， OUT1 接LED ，验证CLK1 、G

12、ATE1 和OUT1 三者关系。要求： CLK1 、GATE1分别接 LED监视，初态LED均灭。思考题：在不改动源程序的条件下，如何控制GATE 信号的再次插入，来加宽输出脉冲的宽度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 实验要求：1、画出正确的逻辑图；2、写出正确的源程序并加以必要的注释；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -