8254定时与计数器实验精编版

XX学院

实验报告

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一、实验内容与要求

1.1 实验内容

本次实验分为如下2个子实验：

(1)计数应用实验：编写程序，应用8254的计数功能，使用单次脉冲模拟计数，使每当按

下‘KK1+’5次后，产生一次计数中断，并在屏幕上显示一个字符‘M’；

(2)定时应用实验：编写程序，应用8254的定时功能，产生一个1s的方波，并用本装置

的示波器功能来观察。

1.2 实验要求

本次实验中2个子实验的实验要求如下：

(1)计数应用实验：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MIR7，每当KK1+按动5次后产生中断请求，在屏幕上显示字符“M”；

(2)定时应用实验：将8254的计数器0和计数器1都设置为方式3，用信号源1MHz作为

CLK0时钟，OUT0为波形输出1ms方波，再通过CLK1输入，OUT1输出1s方波。

二、实验原理与硬件连线

2.1 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)有三个地理的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种不同的工作方式。

(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2-1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

D:[7：

RD

A0

A1

CS

CLK0

GATE0

OUT0

CLK1

GATE1

OUT1

CLK2

GATE2

OUT2图2-1 8254内部结构图

8254的控制字有两个：一个用来设置计数器的工作方式，成为方式控制字；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，由标示位来区分。控制字格式如表4.5.1-4.5.3所示。

表2-1 8254的方式控制字格式

表2-2 8254读出控制字格式

表2-3 8254

状态字格式8254实验单元电路图如下图所示：

VCC

CLK1.8432MHZ

8251-TRCLK

图2-2 8254实验电路原理图

2.2 硬件连线

(1)计数应用实验：

系统总线XD0~XD7分别与8254单元D0~D7相连，系统总线XA1~XA2分别与8254单元A0~A1相连，系统总线的IOW#、IOR#、IOY0(0600H)、MIR7分别于8254单元的WR、RD、CS、OUT0相连，8254单元的CLK0与单次脉冲单元的KK1+相连，如图2-3；

图2-3 计数应用实验连线图

(2)定时应用实验：

系统总线与8254单元类似于(1)中进行连线，然后将8254单元中的OUT0连接到CLK1，GA TE1连接VCC，OUT1连接到A/D转换单元的IN0。AD转换单元A、B、C接地，并将D0~D7接到系统总线XD0~XD7上，并将WR、RD、CS、CLK分别连接到系统总线的IOW#、IOR#、IOY3(0680H)、CLK上。如图2-4所示。

VCC

图2-4 8254定时应用实验接线图

三、设计思路、步骤和程序流程图

3.1 设计思路

(1)计数应用实验：将8254的计数器0设置为方式0，计数值为十进制数4，用单次脉冲

KK1＋作为CLK0时钟，OUT0连接MIR7，首先让程序进入死循环等待中断，每当

KK1＋按动5次后产生中断请求，调用中断程序，在屏幕上显示字符“M”。

(2)定时应用实验：利用8254的两个计数装载过大的初始值，其中计数器0的OUT作为

计数器1的CLK的输入，当两个计数器的初值满足一定条件时，计数器1的OUT即为1s方波，并可通过软件的示波器直接观察。

3.2 实验步骤

(1)计数应用实验：

1.按图2-3连接电路；

2.编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统；

3.单击RUN按钮，运行实验程序，每连续按动5次KK1+，在界面的输出区会显示

字符‘M’；

4.改变计数值，验证8254的计数功能。

(2)定时应用实验

1.按图2-4连接实验线路；

2.编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统；

3.运行程序，8254的OUT1会输出1s的方波，用软件自带的示波器功能进行观察。

3.3 程序流程图

(1)计数应用实验：

主程序流程图如图2-5