实验报告五 定时器计数器实验

信息工程学院实验报告

课程名称：微机原理与接口技术Array

实验项目名称：定时器/计数器实验实验时间：

班级：姓名：学号：

一、实验目的

1. 掌握8254 的工作方式及应用编程。

2. 掌握8254 典型应用电路的接法。

二、实验设备

PC 机一台、TD-PITD+实验系统一套。

三、实验原理

8254 是Intel 公司生产的可编程间隔定时器。是8253 的改进型，比8253 具有更优良的性能。8254 具有以下基本功能：

（1）有 3 个独立的16 位计数器。

（2）每个计数器可按二进制或十进制（BCD）计数。

（3）每个计数器可编程工作于 6 种不同工作方式。

（4）8254 每个计数器允许的最高计数频率为10MHz（8253 为2MHz）。

（5）8254 有读回命令（8253 没有），除了可以读出当前计数单元的内容外，还可以读出状态寄存器的内容。

（6）计数脉冲可以是有规律的时钟信号，也可以是随机信号。计数初值公式为：

n=f CLKi ÷f OUTi、其中f CLKi 是输入时钟脉冲的频率，f OUTi 是输出波形的频率。

图5-1 是8254 的内部结构框图和引脚图，它是由与CPU 的接口、内部控制电路和三个计数器组成。8254 的工作方式如下述：

（1）方式0：计数到0 结束输出正跃变信号方式。

（2）方式1：硬件可重触发单稳方式。

（3）方式2：频率发生器方式。

（4）方式3：方波发生器。

（5）方式4：软件触发选通方式。

（6）方式5：硬件触发选通方式。

图5-1 8254 的内部接口和引脚

8254 的控制字有两个：一个用来设置计数器的工作方式，称为方式控制字；另一个用来设置读回命令，称为读回控制字。这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。控制字格式如表5-1~5-3 所示。

表5-1 8254 的方式控制字格式

表5-2 8254 读出控制字格式

表5-3 8254 状态字格式

8254 实验单元电路图如下图所示：

图5-2 8254 实验电路原理图

四、实验内容与步骤

1. 计数应用实验

编写程序，将8254 的计数器0 设置为方式3，计数值为十进制数4，用单次脉冲KK1＋作为CLK0 时钟，OUT0 连接INTR1，每当KK1＋按动5 次后产生中断请求，在屏幕上显示字符“5”。

实验步骤：

(1)实验接线如图5-3 所示。

图5-3 (a) 8254 计数应用实验接线图

图5-3(b) 8259计数应用实验实物接线图

(2)运行Tdpit 集成操作软件，进入编辑调试集成环境。

(3)根据程序设计使用语言不同，在“语言设置”菜单项中设置所使用的语言。如图 5-4所示。该项

一经设置，会再下次启动后仍保持不变。

图5-4 设置语言环境

(4)开始新建文件进行编程。点击“文件”菜单项中的“新建”，可以新建一个空白文档。默认名为Td-pit1。

如图5-5所示。

(5)编写程序，如图5-6 所示，并保存，此时软件会提示输入新的文件名，输入文件名后点击保存。

图5-6 8254计数应用实验程序编辑界面

(6)点击，编译文件，若程序编译无误，然后再点击，连接程序。编译连接成功会在输出信息栏显示输出信息，如图5-7 所示。

图5-7 编译连接输出信息

(7)编译连接成功后可以点击，运行程序，按动KK1＋产生单次脉冲，观察实验现象。

(8)可改变计数值，验证8254 的计数功能。

2. 计数应用实验

编写程序，将8254 的计数器 2 设置为方式3，用信号源 1.8432MHz 作为CLK2 时钟，计数初值为100，相当对CLK2 进行100 分频。在OUT2 输出频率为18.432KHz 的时钟。将OUT2 连接到计数器0 的CLK0，设置计数器0 也工作在方式3，计数初值为18432，相当是进行18432 分频。则在OUT0 得到1Hz 的输出。

实验步骤：

(1) 接线图如图5-8 所示，按图接线。

图5-8(a) 8254 定时应用实验接线图

图5-8(b) 8254定时应用实验实物接线图

(2)运行Tdpit 集成操作软件，根据实验内容，编写实验程序，编译、链接。

图5-9 8254定时应用实验程序编辑界面

图5-10编译连接输出信息

(3) 单元中GATE0 已经连接了一个上拉电阻，所以GATE0 不用连接。

(4) 运行实验程序，OUT0输出接D0 观察LED灯的闪烁频率是否为1HZ。

(5) 用软件所带示波器进行观测，观测方法：点击快捷工具栏上“”按钮，启动示波器显示窗口，即可观察波形显示。

五、实验结果及分析：

1. 计数应用实验

(1) 编译连接成功后，使用运行命令运行程序，按动KK1＋产生单次脉冲，查看结果。

图5-12 结果显示窗口

分析：每当KK1＋按动5 次后产生中断请求，则在屏幕上显示字符“5”。

(2)改变计数值，验证8254 的计数功能。

图5-13 改变计数值实验结果

分析：将实验程序中的计数初值改为6，并将屏幕显示字符改为“7”。实验结果为：每当KK1＋按动7次后产生中断请求，则在屏幕上显示字符“7”。

2. 定时应用实验

(1) 运行实验程序，用软件所带示波器进行观测，观测方法：点击快捷工具栏上“”按钮，启动示波器显示窗口，即可观察波形显示。示波器显示界面如图5-11所示。

图5-11 示波器显示界面

分析：直接将OUT0 输出接D0，则观察到LED灯每秒亮一次，即输出是1HZ的脉冲。也可用软件所带示波器进行观测，观测的波形如图5-11所示。

六、实验总结：

通过本实验，我了解了8254 的工作方式及应用编程，以掌握了8254 典型应用电路的接法。通过本次实验加深了对理论编程的知识的理解，巩固了我的理论知识。