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1、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
2、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 =NTCLK,。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
3、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，
4、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
5、计数初值，但计数过程不收影响。只有当GATE再一次出现01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
6、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
7、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01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01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
8、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
9、） 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 =NTCLK,.，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。
