微机原理与接口实验 4.2 定时器_计数器-8253 赖晓铮概要.ppt

微机原理与接口 实验系列 一、IO端口扩展(8255) 二、定时器/计数器(8253) 三、串口通信(8251) 四、模数转换(ADC0809) 五、数模转换(DAC0832) 六、液晶屏显示(LCD1602) 七、中断控制器(8259) 赖晓铮 博士 华南理工大学 laixz@scut.edu.cn QQ: （二） 定时器/计数器(8253)实验 实验内容： ● 构建一个“CPU+8253”的微型计算机系统，通过8253芯片使CPU处于定时工作状态，或对外部过程进行计数。编写机器语言程序，实现8253芯片的六种工作方式。 实验目的： ● 理解可编程定时器/计数器芯片8253的基本工作原理。 ● 掌握8253芯片实现定时/计数功能的工作方式及编程方法。 微程序版“CPU+8253”电路图 初始化过程 时钟信号CLK接手动开关MANUAL，启动仿真，使能复位信号#RESET=0； 手动按钮MANUAL开关“0?1?0”，然后令信号#RESET=1. 注：初始化完成后，若时钟信号CLK继续接开关MANUAL，则CPU进入手动模式，手动MANUAL开关，生成时钟信号CLK，程序单步执行；若时钟信号CLK接信号源AUTO-CLK（主频10Hz），则CPU进入自动模式，程序自动运行，直到HLT指令的“断点”处暂停。 重启过程（跳出“断点”） 时钟信号CLK接开关MANUAL，手动令复位信号端#RESET的状态“1?0?1”变化，即重启完成，跳出“断点”继续执行 。 注：跳出“断点”后，CPU进入HLT指令的后续下一条指令的取指周期。 8253A应用电路图（工作方式3） 定时器/计数器芯片8253A结构图 #CS #RD #WR A1 A0 寄存器选择和操作 0 0 1 0 0 读0通道锁存器 0 0 1 0 1 读1通道锁存器 0 0 1 1 0 读2通道锁存器 0 1 0 0 0 写 0通道计数寄存器 0 1 0 0 1 写1通道计数寄存器 0 1 0 1 0 写2通道计数寄存器 0 1 0 1 1 写控制字寄存器 1 X X X X 禁止访问，总线D7~D0接口呈现高阻态 8253A控制端口功能图 工作方式 门控信号 OUT端输出波形 计数过程启动方式 写入新计数初值 方式0 高 N+1个CLK周期负脉冲 软件触发 立即有效 方式1 上升沿 N个CLK周期负脉冲 硬件门控触发 硬件触发有效 方式2 高 1个CLK周期负脉冲 自动重复 下一次计数有效 方式3 高 方波/矩形波 自动重复 下一次计数有效 方式4 高 1个CLK周期负脉冲 软件触发 立即有效 方式5 上升沿 1个CLK周期负脉冲 硬件门控触发 硬件触发有效 8253A工作方式列表 8253A控制字结构图 8253A工作方式0（计数结束中断）时序图 8253A工作方式1（可编程单脉冲发生器）时序图 8253A工作方式2（分频器）时序图 8253A工作方式3（方波发生器）时序图 8253A工作方式4（ 软件触发选通）时序图 8253A工作方式5（硬件触发选通）时序图 实验步骤： 1） 8253A的六种工作方式测试程序00_test~05_test存放在实验4.2项目的子文件夹test里。例如方式3测试程序03_test，其功能是在8253A芯片的OUT0输出端产生周期性的方波，周期宽度是N个CLK周期（N是程序设定的计数初始值）。具体代码如后页所示。 2） 编译、烧写、自动运行上述程序03_test.asm，观察虚拟示波器显示的A端和B端波形。（编译和烧写asm文件的方法参见“2.6存储器实验：ROM批量导入数据”） 3） 00test.asm是8253A工作方式0测试程序，与方式3不同的是，方式0产生的是一次性的上升沿跳变。编译、烧写、自动运行00test源程序，观察虚拟示波器显示的波形。 4） 编译、烧写和自动运行01test、04test和05test源程序，观察上述程序运行中的虚拟示波器显示波形，对比8253A的工作方式1和方式0、以及工作方式4和方式5的运行结果。 汇编助记符 注释 (M地址：机器指令) SET R1, A6H 8253控制寄存器地址[1010xxxx]写入R1 A1A0=