8253实验.doc

PAGE  PAGE  PAGE 12 浙江工业大学计算机学院 实 验 报 告 一 实验名称8253实验 教 师 雷艳静 日 期 2014.12.15 一、实验内容与要求 1.1 实验内容 （1）计数器0方式2实验 将计数器0设置为方式2，计数器初值为任意数（二进制8位，实验中我们是24），将计数初值通过编程实现逐个的输出显示在屏幕上，而编程当中字符是ASCII码，我们要将其转换成十进制输出显示。手动开关输入单脉冲，通过编程计数初值就可以显示了，而且每输入一次单脉冲计数初值就减1。 （2）计数器方式3 将计数器0、计数器1分别设置为方式3，计数初值设为1000。实际上就是实现了8253的分频实验。实验内容相对简单，我们分别设置计数初值为16位，分两次读写，计数器0、计数器1工作于方式3，再用二进制格式计数，因为方式3的功能即为周期性输出方波，随着方波周期性的变化，引起电流的变化，实验中LED灯的闪烁变化就可以体现计数器0、计数器1分别写入时8253分频功能。 1.2 实验要求 （1）实验效果：程序执行后应该在屏幕上显示出我们事先在程序里写好的计数初值，手动每按一次单脉冲开关，计数初值就在屏幕上减1显示一次，而且显示的是十进制数。 （2）实验效果：程序执行后我们可以观察事先在硬件上连接的好LED灯，LED灯一闪一灭变化。 二、实验原理与硬件连线 2.1 实验原理 TPC-USB平台上有一块8253定时/计数芯片，除了片选引脚，其他信号都已接好。 可编程的定时/计数器8253在硬件组成、外形引脚上都是兼容的。8253的内部有6个模块：数据总线缓冲、读/写控制逻辑、控制字寄存器和3个结构相同且完全独立的计数器。①数据缓冲器：是8253与系统数据总线连接的接口电路，它能寄存3个数据：CPU向8253写入工作方式的命令字；CPU向计数寄存器写入的计数初值；从计数器读出的当前计数值。②读/写控制逻辑：用来接收CPU发出的读/写信号、片选信号和内部端口地址信号，选择读出或写入寄存器，并且确定数据传输的方向。③控制字寄存器：用来暂存CPU送来的控制字，用来选择计数器并确定该计数器的工作方式、读写格式和计数的数制。④计数器0~2：计数器的操作是相互独立的，每个计数器包含一个16位减1计数单元、16位计数初值寄存器和16位输出锁存器。计数器工作之前，首先要向计数器装入计数初值，这个计数初值存放在初值寄存器中，然后送到减1计数单元。当允许计数条件满足后，在时钟脉冲CLK的作用下，开始进行减1计数直至计数值减到0，由OUT输出结束信号，输出信号的波形由工作方式决定。 （1）计数器工作之前，首先要向计数器装入计数初值，这个计数初值存放在初值寄存器中，然后送到减1计数单元。当允许计数条件满足后，在时钟脉冲CLK的作用下，开始进行减1计数直至计数值减到0，由OUT输出结束信号，输出信号的波形由工作方式决定。而方式2周期性输出负脉冲。在实验中我们设定计数器0计数初值，程序执行中这个计数初值保证了不会变化，再通过编程将字符读出，这时手动开关输入单脉冲，计数初值逐个输出在屏幕上，不断输入单脉冲，计数初值不断减1输出。 （2）设置计数器0、计数器1分别工作在方式3，计数初值相同，其实两个计数器执行的操作相同，功能也相同，它们的联合计数实现了LED灯的亮灭变化，也就是实现了分频的功能。 2.2 硬件连线 （1）实验中需要设置8253的计数器和工作方式，把方式控制字、计数初值送端口，所以8253的CS端应连接280H，工作方式2应送CLK负脉冲到8253芯片，GATE连接高电平允许计数，OUT输出端连接逻辑电平开关。硬件连接图如图2.1： 图 2.1 （2）和实验（1）一样，要连接8253芯片的端口CS，因为这里有两个计数器：计数器0和计数器1，所以分别有两个GATE连接高电平允许计数，计数器1 OUT输出端连接LED灯，观察其变化，计数器0 OUT输出端连计数器1 CLK时钟负脉冲，计数器0连1MHz。硬件连接图如图2.2： 图2.2 三、设计思路、步骤和程序流程图 3.1 设计思路 （1）实验一 ①首先设置8253为计数器0，工作方式为2，即14H，方式控制字送控制口a 283H。然后将计数初值送端口b保存。 ②读出端口280H的计数初值，计数初值是8位数据。 ③因为输入的计数初值是两位十进制数字，输出时要逐个输出，也就是要先