实验一流光发生器设计.doc

实 验 报 告
（ 2014 – 2015 学年 第 一 学期）

课程名称
微型计算机接口技术
实验名称
流光发生器设计
实验时间
2014
年
11
月
25
日
指导单位

指导教师

学生姓名

班级学号

学院(系)
计算机软件
专 业
软件工程

实 验 报 告
实验名称
流光发生器设计
指导教师
韩崇
实验类型
验证
实验学时
2
实验时间
2014.11.25
一、 实验目的和要求
1.掌握8254的结构、工作原理、工作方式、初始化编程及使用方法。
2.完成相应的硬件电路连线并编写程序，使8254的三个计数器输出不同周期的方波信号，控制三个发光二极管，达到流光效果。
二、实验环境(实验设备)
PD-32开放式微型计算机教学实验装置、8254定时器/计数器模块
Windows 操作系统
三、实验原理及内容
8254有3个独立的16位计数器，每个计数器有3个引脚，GATE、CLK、OUT。每个计数器有6种工作方式，其中方式2、3有具有初值自动重装功能，所以可以选择计数器工作在方式3，输出的是连续信号，输出信号的周期Tout =N×TCLK,。初始化编程时，程序员向计数初值寄存器写入的计数初值，将自动送入16位减1计数器。当GATEi=1时，每一个CLKi信号的下降沿使减1计数器减1，当计数器见到某个规定的数值时，OUTi端产生输出信号。在计数过程中，锁存器随减1计数器的变化而变化。8254使用单一+5v电源有24个引脚，采用双列直插式封装。8254的3个计数器均有6种工作方式，其主要区别在于：（1）输出波形不同；（2）启动计数器的触发方式不同；（3）计数过程中门控信号GATE对计数操作的影响不同；（4）有的工作方式具备“初值自动重装”功能。初值自动充装的功能是：当计数器减到规定的数值后，计数初值将会自动地装入计数器重新计数。8254 的6种工作方式分别是：方式0——计数结束输出正跃变信号。其工作特点是：（1）写入控制字后，OUT端输出低电平，写入计数初值后，OUT端保持低电平，计数器开始对CLK脉冲进行减1计数。当计数值减为0时，OUT端输出变为高电平。此信号可用于向CPU发出中断请求。（2）在计数过程中，如果改变计数初值，则在写入新的计数初值后，计数器将以新的值为计数初值，重新开始减1计数。（3）GATE为计数控制信号，当GATE=1时，允许计数；GATE=0时，停止计数。 方式1——单脉冲发生器。其工作特点是：（1）写入控制字后，OUT端输出高电平，写入计数初值后，OUT端保持高电平，计数器由GATE的上升沿启动。GATE启动后，OUT变为低电平，每来一个CLK脉冲，计数器减1，当计数器减到0时，OUT端输出高电平，在OUT端输出一个负脉冲，负脉冲宽度为计数初值乘以CLK脉冲周期。（2）在计数器未减到0时，如果门控信号GATE再来一个正脉冲，计数初值将重新装入计数器，计数器从初始值开始重新作减1计数。（3）在计数过程中，程序员可装入新的计数初值，但计数过程不收影响。只有当GATE再一次出现0→1的跃变后，计数器才能按照新的计数初值作减1计数。 方式2——分频器。其工作特点是：（1）写入控制字后，OUT端输出为高电平，写入计数初值后，如果GATE为高电平，计数器开始减1计数，当计数器减到1时，OUT端输出低电平，经过一个CLK周期，又变为高电平，并且计数初值自动重装，计数器开始重新计数，周而复始。OUT端输出时连续的负脉冲，负脉冲宽度为一个CLK周期。（2）如果在减1计数过程中，GATE变低，则暂停计数，GATE的上升沿使计数器恢复初值，并从初值开始减1计数。（3）在计数过程中，如果GATE为高电平，程序员写入新的计数初值，不会影响正在进行的减1计数过程，只有计数器减到1之后，计数器才装入新的计数初值，并且按新的计数初值开始计数。 方式3——方波发生器。其工作特点是：（1）当计数初值为偶数时，每来一个CLK脉冲，计数值减2，当计数值减到0时输出端改变极性，内部完成初值自动安装，继续计数。输出端为1:1的方波，正负脉冲的宽度均为N/2个CLK周期。（2）如果计数初值为奇数，输出正脉冲宽度=Tclk×（N+1）/2,;输出负脉冲宽度=Tclk×（N-1）/2。实验证明：实际装入的初值以及自动重装的初值，均为编程时写入的初值减1。 方式4——软件触发的单脉冲发生器。其工作特点是：（1）写入控制字后，OUT端输出高电平，若当前GATE为高电平，写入计数初值后，开始作减1计数，当计数值减到0时，OUT变低，在OUT端输出一个宽度为一个CLK周期的负脉冲。（2）当GATE=1时，允许计数，GATE=0时，停止计数。（3）在计数过程中，如果改变计数值，则按新的计数值重新开始计数。 方式5——硬件触发的单脉冲发生器。其工作特点是：（1）写入控制字后，OUT端输出为高电平。写入计数初值后，只有在GATE端出现0→1跃变时，计数初值才能装入计数器，开始作减1计数，当计数值减为0时，OUT端输出一个CLK周期的负脉冲。（2）在计数过程中，若GATE端再次出现0→1跃变，则计数初值重新装入计数器，作减1计数。（3）在计数过程中，如果改变计数初值，不影响当前计数过程；若有GATE上升沿触发，则按新的计数初值重新开始计数。 一个

详细程序为： CDPORT3 EQU 212H ;
CHDBIT1 EQU 00H
CHDBIT2 EQU 00H
START: NOP ;启动延时
MOV DX,CCONPORT ;写入控制字(计数器0)
MOV AL,CCONBIT1
OUT DX,AL
MOV DX,CDPORT1 ;写入初值（计数器0）
MOV AL,CHDBIT1
OUT DX,AL
MOV DX,CCONPORT ;写入控制字（计数器1）
MOV AL,CCONBIT2
OUT DX,AL
MOV DX,CDPORT2 ;写入初值（计数器1）
MOV AL,CHDBIT1
NOP
NOP
OUT DX,AL
MOV DX,CCONPORT ;写入控制字（计数器2）
MOV AL,CCONBIT3
OUT DX,AL
MOV DX,CDPORT3 ;写入初值（计数器2）
MOV AL,CHDBIT2
OUT DX,AL
WT: NOP
JMP WT
CODE ENDS
END BEG

四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）
该实验在施行第二种方案时，出现了许多问题。
1. 一开始编程，计算初值使用公式：Tout =N×TCLK,.，由于未考虑到人们视觉能分辨的闪烁时间为0.4秒而设置过小的时间间隔，没有达到实验要求效果，而后通过计算得N=23500和N=32900。
2 . 未考虑到8254内部的计数器是16位，将十进制数误当成二进制的放到 EAX中，正确的输入为 MOV AX,VALUE1 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL .
3. 要正确设置读/写方式，先读低8位后读高8位。
4. 编程过程中，要使用NOP 语句，避免运行时间过短。

五、指导教师评语

成 绩

批阅人

日 期