计算机延时程序的设计与实现.docx

学科分类号（二级）本科学生毕业论文（设计）　题　　目计算机延时程序的设计与实现姓　　名　　　　朱兴江　　　　学　　号　　　　104090467　　　　院、　系　　物理与电子信息学院　专　　业　　应用电子技术教育　　指导教师　余鸿飞　职称（学历）（副教授）计算机延时程序的设计与实现摘要：计算机延时程序在现在的应用的系统当中是必不可少的部分，本设计采用了74LS193和8253芯片来实现定时和延时的功能。74LS193是双时钟4位二进制同步可逆计数器，在本设计中74LS193是组成分频电路的一个重要组件，主要为8253计数器提供时钟源信号。利用计算机内部的8253芯片，8253芯片有6种工作方式，本设计选用方式3：方波频率发生器，使用汇编语言编写程序，来实现精确延时。关键词：8253；74LS193；延时1、前言当今社会，随着人们生活水平质量的不断提高，人们对相应技术的要求越来越高，某些系统中的延时成了现在技术中不可或缺的重要的组成部分。在游戏设计中可以通过精确的延时，使游戏的操作动作更加的清晰，更加吸引玩家的眼球，从而获得更多的经济效益。相反如果没有精确的延时，会是什么的后果呢？例如，在游戏中，一架飞机从屏幕上飞过，如果没有演示程序进行精确的控制，瞬间就飞过屏幕，没有很好地视觉效果，如果通过延时程序进行控制，就可以看到他从屏幕飞过的整个过程。在现代社会中，大量的研究项目在过程的进行中都需要利用到计算机的精确延时。计算机的精确延时程序正在进行构思设计阶段，正在面临着一个如何提高计算机的精确延时的问题。现实中的问题是：可不可以通过计算机的精确延时实现计算机开机，通过延时程序使一部分程序优先运行，减少CPU的负荷，加快其运行速度。这些问题都可以通过对计算机添加延时程序来进行解决。在本设计中采用了8253芯片和74LS193来实现计算机延时的功能，8253芯片有6种工作方式，本设计选用了第三种工作方式方波频率发生器，并且使用汇编语言编写程序，来实现精确的延时。2 可编程计数器/定时器8253在控制系统中，常常要求有一些实时时钟以实现定时或延时控制，如：定时中断、定时监测、定时扫描等等，也往往要求有计数器能对外部事件计数。要实现定时或延时控制，有三种主要方法：软件定时、不可编程的硬件定时和可编程计数器/定时器。下面将介绍可编程计数器/定时器。可编程计数器/定时器是为了方便微型计算机系统的设计和应用而研制的，很容易和系统总线连接。它的定时值及其范围可以很容易的由软件来确定和改变，能够满足各种不同的定时和计数要求，因而在微型计算机系统的设计和应用中得到广泛的应用。8253的组成与接口信号8253是24条引线双列直插式封装的芯片，其外部引线和内部结构如图1.1所示，各电路及引线的功能如下。图1 8253的引线和内部结构2.2计数器的工作方式及其输入输出的关系8253是一种可编程定时/计数器，有三个十六位计数器，其计数频率范围为0-2MHz，用+5V单电源供电。8253的功能用途：（1）延时中断；（2）可编程频率发生器；（3）事件计数器；（4）二进制倍频器；（5）实时时钟；（6）数字单稳；（7）复杂的电机控制器。8253的计数器有6种工作方式：（1）方式0：计数结束中断；（2）方式l：可编程频率发生；（3）方式2：频率发生器；（4）方式3：方波频率发生器；（5）方式4：软件触发的选通信号；（6）方式5：硬件触发的选通信号。2.2.1计数器的输出OUT计数器的输出与工作方式有关，6种工作方式的输出信号波形如图1.3。图2 6种工作方式的输出信号8253的计数器有6种工作方式中方式3方波发生器输出固定频率的脉冲，而且具有“初值自动重装的功能”。方式3的详细波形图如图1.4。图3 方式3的波形图2.3 8253的控制字8253的工作方式由CPU向8253的控制字寄存器写入控制字来规定，其格式如图1.5。图4 8253的控制字SC1，SC0——计数通道选择位。RL1，RL0——读/写操作方式位。M2,M1，M0——工作方式择位。BCD——计数方式选择位。计算机延时电路的设计选用8253不同的通道进行工作，来控制发光二极管的亮和灭，亮和灭的周期不同，以此来显示延时。其中第一种方式采用的是：8253的0通道产生周期为30毫秒的方波，去控制发光二极管的亮和灭；第二种方式是：8253的0通道和1通道级联的工作方式，产生周期为20秒的方波，去控制发光二极管的亮和灭。3.1 8253采用0通道图5 第一种方式实验连线图图3.1为第一种工作方式。8253的GATE0接+5V。8253的CLK0插孔接分频器74LS393（左下方）的T1插孔，分频器的频率源为8.0MHZ，T→8.0MHZ，OUT0接一盏发光二极管。此时产生的方波信号的周期是30ms。通过接发光二极管，观