实验报告涉及的知识点主要集中在8254定时器/计数器的使用上,这是一个常见的微处理器接口组件,常用于生成精确的时间间隔和频率。以下是详细的解释:
8254定时器/计数器是一种可编程定时/计数器芯片,通常用在微处理器系统中进行时间控制和测量。它具有三个独立的16位计数通道(Channel 0、1、2),每个通道可以配置为不同的工作模式以满足不同应用需求。
**实验目的:**
1. **了解硬件连接**:学习如何将8254与微处理器系统物理连接,并理解其工作时序。
2. **掌握编程原理**:学习如何通过编程设置8254的工作模式和计数初值。
3. **方波生成**:利用8253的Channel 0生成5KHz的二进制计数方波,使用Channel 2生成20KHz的BCD计数方波。
**工作模式:**
8254的每个通道有六种工作模式(0-5),其中模式3常用于生成方波。在模式3下,计数器在计数到零时产生中断请求,然后自动重装载计数初值,形成周期性的方波。
**计数方式:**
计数器可以工作在二进制或BCD(Binary-Coded Decimal,二进制编码的十进制)计数方式。二进制计数直接读写二进制数,而BCD计数则使用四位二进制来表示一位十进制数。
**控制字设置:**
方式控制字用于设置计数器的工作模式、计数方式、计数初值等。例如,对于方波发生器,D3D2D1设置为011(模式3),D0设置为1(BCD计数或二进制计数),D5D4用来选择读写操作的格式,D7D6选择计数通道。
**计数初值计算:**
计数初值取决于所需的频率和输入时钟频率。例如,为了生成5KHz的方波,如果CLK0为100KHz,则计数初值为100KHz / 5KHz = 20,转换为16进制为14h。对于20KHz的方波,如果CLK2为1MHz,计数初值为1MHz / 20KHz = 50,转换为16进制为50h。
**编程示例:**
实验中提供了两个程序段,分别设置Channel 0和Channel 2以生成所需频率的方波。通过向8253的状态/命令口(TIM_CTL)写入方式控制字,然后向对应的计数器端口(TIMER0或TIMER2)写入计数初值。程序使用了80x86汇编语言,通过INT 21h调用来显示提示信息并检测键盘输入。
**结论与收获:**
实验加深了对8254芯片的理解,特别是其工作模式和计数方式的设置。通过实际编程,学习者掌握了如何确定方式控制字和计数初值,这对于理解8254在实际系统中的应用至关重要。此外,使用虚拟仿真软件进行实验,有助于在没有硬件设备的情况下进行实践学习,提升了学习效果。