微机原理实验3-8253频率测量实验..doc

实验二 8253原理及其在数字计数器中的应用 实验目的 了解电子计数器工作原理 了解测频原理 了解8253定时器/计数器的功能及接口方法 掌握8253的应用编程 二、实验任务 分析本实验板8253硬件接口电路原理，它与微机的系统的接口方式，所使用的端口地址 熟悉8253工作原理之后，编写出8253的初始化程序，并运行通过 编写出采用测频原理的8253测频和显示程序 三、实验原理 1．测频原理 电子计数器的测频原理如图2－1 所示，工作时间波形如图2－1 所示。 fx为输入待测信号频率，f0为时钟脉冲的频率。Fx和F0两个计数器在同一时间T内分别对fx和f0进行计数，时间T由计数器F0的计数值确定。计数器Fx的计数值Nx=fx ×T,计数器F0的计数值N0＝f0×T。 由于 Nx/fx＝N0/f0＝T 则被测频率fx为 fx＝（Nx/N0）×f0 2.实验模板组成原理框图 （1）Fx、F0计数器： F0计数器：由8253计数器0和计数器1级联而成的计数器 Fx计数器：由8253的计数器2构成的计数器 （2）时钟发生器： 由4MHZ的晶振经过二分频后得到的2MHZ时钟 （3）开门脉冲发生器： 开门脉冲发生器由D触发器构成，开门信号由软件产生，经out3到D1端，当软件发出开门信号后，D触发器的翻转产生一个开门前置脉冲（经与非门G输出），完成 8253内的三个计数器从初值锁存器往计数器打入初值的置数脉冲作用。 （4）实验板上的I/O口地址和功用 实验板上有6个I/O端口，分别如下 03H：输出口（out3），从D3位发出闸门信号（0为关，1为开） 00H：输入口（in2），从D2位读入F0计数器关闸门信号 C0H：输入/输出端口 ，8253计数器0 的读写口 C1H：输入/输出端口，8253计数器1的读写口。 C2H：输入/输出端口，8253计数器2的读写口。 C3H：输出端口，8253计数器的控制寄存器的端口。 图2—1 原理框图和时间波形 图2—2 逻辑框图 3．8253简介 图2—3 8253的内部组成原理图 图2—4 8253的外部引脚结构 可编程定时器/计数器8253，有三个独立16位二进制减法计数器（或4位十进制计数器）最高频率可达2MHZ。每个通道均可有各自的输入端（clk），输出端（out），门控端（gate）。 8253有6种工作方式，可以通过编程设置为六种工作方式。 分别为：方式0 ：计完最后一个数时中断 方式1： 可编程单拍脉冲 方式2：速率发生器 方式3：方波速率发生器 方式4：软件触发选通 方式5：硬件出发选通 8253的工作方式的选定和读写操作是通过写入器工作方式控制字来实现的，工作方式控制字的定义如下: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD SC1 SC0 选计数器 RL1 RL0 操作类型 0 0 计数器0 0 0 计数器锁存 0 1 计数器1 0 1 只读/写低位字节 1 0 计数器2 1 0 只读/写高位字节 1 1 非法 1 1 先读写低位字节，再读写高位字节 M2 0 0 0 0 1 1 BCD 0 二进制计数 M1 0 0 1 1 0 0 1 Bcd码计数 M0 0 1 0 1 0 方式 0 1 2 3 4 5 8253的三个计数器及控制字操作各编程操作的地址，由最低两位地址线A1，A0选择，地址分配表见下表 表4－1 8253通道及操作地址分配 CS RD WR A1 A0 操作 系统中地址分配 0 0 1 0 0 读计数器0 C0H 0 0 1 0 1 读计数器1 C1H 0 0 1 1 0 读计数器2 C2H 0 0 1 1 无操作（禁止读） 0 1 0 0 计数常数写入计数器0 C0H 0 0 0 0 计数常数写入计数器1 C1H 0 0 0 1 计数常数写入计数器2 C2H 0 0 0 1 写入方式控制字 C3H 1 × × × × 禁止（三态） 0 0 0 × × 不操作 4．频率输入通道 由74ls14构成的频率输入通道把输入的信号整形成脉冲。 四、实验步骤 1．连接实验板电源，检查led显示，把信号源接到实验板的测频输入FX端。 2．8253初始化（INIT8253） 8253初始化包括写入工作