当前位置：文档之家 › 8253定时器实现方波发生器

8253定时器实现方波发生器

  • 格式：doc
  • 大小：2.59 MB
  • 文档页数：26

课程设计报告专业：电子信息科学与技术学生：崔长杰（2008011266）课题名称：8253定时器实现方波发生器起讫日期：2011年4月17日——2011年4月30日设计地点：教学楼指导教师：吴全玉完成日期：2011年4月27日运用8253实现方波发生器摘要：单片机可以根据用户的需要，实现特定的功能，比如定时、中断处理等。

但是由于设计上的原因，有些功能必须要扩展。

单片机与其他特定功能的芯片，可以在单片机统一指挥下协同工作。

因此，单片机系统的扩展，是很重要的研究方向。

关键字：方波发生器、定时器、8253、单片机目录1、绪论 (1)1.1、课程设计背景 (1)1.2、课题设计的目的 (1)1.3、课题要求 (2)2、实验方案 (2)2.1、设计思路 (2)2.2、方案选择 (3)2.3、方案可行性研究 (7)3、课题方案阐述 (7)3.1、硬件设计 (7)3.2、各个部件功能描述 (8)3.3、程序设计流程图 (16)3.3、程序设计 (16)4、调试与仿真 (18)4.1、Proteus环境下的仿真调试 (18)4.2、仿真结果 (18)5、设计中的问题 (19)5.1、硬件连接的若干问题 (19)5.2、软件调试的若干问题 (20)6、总结 (21)6.1、设计心得体会 (21)6.2、致谢 (22)7、参考文献 (22)1、绪论1．1、课程设计的背景单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），它最早是被用在工业控制领域，其设计理念是使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎随处都可以看到单片机的身影。

因此，对于工科生而言，学习单片机，必将成为我们在电子行业的一个重要组成部分。

由于单片机系统的本身限制，要实现一些功能的扩展，才可以满足生产生活的需要，所以，单片机系统的扩展，成为单片机系统的一个重要的研究方向。

我们在日常的学习中，为了能更好的运用以及巩固所学的硬件知识，运用那个课程中所学的理论知识与实践紧密结合，同时，培养我们独立地解决实际问题的能力，和锻炼运用硬件与软件结合的综合能力，学院开设此次课程设计，来满足课程的需要。

1.2、课程设计的目的（1）熟练掌握单片机和8253的原理及应用（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；（3）了解面包板结构及其接线方法；（4）了解单片机的基本工作原理；（5）熟悉定时器的设计与制作。

1.3、课题要求1、使用8253芯片实现方波输出；2、输出的方波频率范围为500Hz到1000Hz，在此频率范围内，可以实现频率可调；3、运用单片机，实现对定时器/计数器8253芯片的控制，来实现方波发生器的功能。

2、实验方案2.1、设计思路单片机可以实现方波输出，此课题则需要利用单片机对8253芯片的控制，使芯片工作在特定的工作方式，来实现方波的发生，因此，总结课题的要求，有如下方案可以讨论：1、利用8086微处理器，控制8253芯片，是芯片工作在工作方式3，来实现方波的输出。

利用键盘，来实现对输出方波频率的调节，同时，还要加数码管，用以显示按键输入的新的频率数值。

2、使用51系列单片机，控制8253芯片，同样使8253芯片工作在方式3，使8253芯片实现方波的输出，配以数码管和键盘来实现对方波的输出频率调节。

3、使用51系列单片机，控制8253芯片使之工作在方式3，实现方波输出。

使用AD转换芯片ADC0809，与可变电阻器，给单片机输入频率信号，用以调节频率。

4、使用51系列单片机，控制8253芯片，工作在方波发生器方式，使用按钮，对频率实现等步长调节。

2.2、方案选择1、对于方案1，使用8086微处理器实现对8253芯片的控制，对8253芯片的初始化程序如下：MOV DX,04A6H ;控制寄存器MOV AX,36H ;计数器0，方式3OUT DX,AXMOV DX,04A0HMOV AX,7CHOUT DX,AXMOV AX,92HOUT DX,AX ;计数值927CHMOV DX,04A6HMOV AX,76H ;计数器1，方式3OUT DX,AXMOV DX,04A2HMOV AX,32HOUT DX,AXMOV AX,0 ;计数值32HOUT DX,AXMOV DX,04A6HMOV AX,0B6H ;计数器2，方式3OUT DX,AXMOV DX,04A4HMOV AX,04HOUT DX,AXMOV AX,0 ;计数值04HOUT DX,AX由于8086微处理器在生产生活中并不是最为常见的，所以此方案实现起来并不十分方便，因此不采取此方案。

2、方案2的原理图如图1下：图1 方案2原理图原理图中，利4x4矩阵键盘用以输入调节的频率。

从而实现频率可调，程序如下：ORG 0BB0HAJMP MAINMAIN:CLR P1.0 ;//使GATE为低电平，禁止计数MOV DPTR,#0FF2BH ;//送控制寄存器地址到数据指针寄存器MOV A,#36H ;//送工作方式字到累加器00110101MOVX @DPTR,A ;//工作方式字送到控制寄存器MOV DPTR,#0FF28H ;//送通道0地址MOV A,#16H ;//计数器/定时器初始值MOVX @DPTR,A ;//初始值送入通道0寄存器SETB P1.0 ;//使GATE为高电平，允许计数LOOP: JNB P1.5,SUBFUNC ;//查询按键是否被按下//直接寻址位为JNB P1.6,SUBFUNCJNB P1.7,SUBFUNCAJMP LOOP ;//返回子程序，继续扫描按键SUBFUNC:LCALL SCAN ;//按键被按下，调用子程序AJMP LOOPSCAN: JNB P1.7,MAIN ;//复位键按下，执行复位操作JNB P1.6,FADD ;//频率加操作JNB P1.5,FSUB ;//频率减操作FADD: MOV R0,#100LOOP1: DJNZ R0,LOOP1MOV SP,#60HSUBB A,#1 ;//频率加步长PUSH ACCAJMP INIT ;//中断处理FSUB: MOV R0,#100LOOP2: DJNZ R0,LOOP2MOV SP,#60HADD A,#1 ;//频率减步长PUSH ACCAJMP INIT ;//中断处理INIT: CLR P1.0MOV DPTR,#0FF2BH ;//中断处理程序MOV A,#36HMOVX @DPTR,AMOV DPTR,#0FF28HPOP ACCMOVX @DPTR,ASETB P1.0RETEND方案2原理图中是数码管部分未画出。

由于使用此方案，系统组成复杂，不利于实验的调试。

因此不使用此方案。

3、方案3中的方波实现部分与方案2相同，区别在于频率调节部分，方案2是利用键盘直接键入新的频率值，而本方案是利用模拟信号输入来控制频率的改变，由于模拟信号连续，因此可以实现在要求的频率范围内连续调节。

其原理图如图2所示：图2 方案3原理图在本方案中，加入了AD转换环节，是系统的复杂性大大提高，不利于实际的实现，因此，也不采用此方案。

4、方案4的方波实现与前者相同，区别是频率调节环节的变化。

此方案中，只用了三个按钮来实现频率的调节。

原理图如图3所示图3 方案4原理图在此方案中，使用按钮来控制频率的改变，这样的设计，使系统得到了大大的简化，同时，硬件软件的实现十分简便，因此，在此课程设计中，选用方案4来完成课题的设计。

2.3、方案可行性研究相比之下，方案4有着比较明显的优势。

因为方案4的硬件设计简单，频率的调节是用按钮实现，同时，8253芯片与单片机的接口使用的是74HC373地址锁存器，可以在送地址的时候保持地址有效电平，使地址与数据的传输分开。

而且对于方案4的软件的设计，只需要有初始化8253芯片，以及对按键的处理程序即可，因此可行性最高。

3、课题方案阐述3.1、硬件设计硬件的设计方框图如图4所示图4 硬件设计框图硬件设计方案原理如下：1、时钟发生电路由C1、C2和X1（晶振）产生脉冲给XLAT1、XLAT2作为外部振荡信号，复位信号由开关和RC电路构成；由于系统要对外部接口送数据，所以EA端始终为高电平；单片机P0口接8253的数据端口，由于单片机内部无上拉电阻，当作为输入或者输出时应在外部接上拉电阻，因此 P0口需要外接上拉电阻。

系统的设计需要使用P0口的高2位作为地址线，同时P0口作为数据线使用，因此，需要加地址锁存器；频率调节电路是用按钮组成的，当按钮按下时，可以对频率进行等步长的递增或者递减，从而实现输出500到1000Hz 频率可调的方波。

2、硬件设计原理图如方案4原理图所示。

3.2、各个部件功能描述1、8253芯片的引脚图及功能（1）8253芯片的引脚图如图5所示图5 8253芯片引脚图（2）8253芯片内部组成部分：1）数据总线缓冲器(8位、三态、双向)。

数据中线缓冲器是8253与系统数据总线相连接时用的接口电路，它由8位双向三态缓冲器构成。

2）读/写控制逻辑。

读/写控制逻辑接收系统控制总线送来的输入信号，经组合后形成控制信号，对各部分操作进行控制。

可接收的控制信号有：CS：片选信号，低电平有效；RD ：读信号，低电平有效； WR ：写信号，低电平信号；10A A ：端口选择信号。

10A A =00时，选中0通道；10A A =01时，选中1通道；10A A =10时，选中2通道；10A A =11时，选中控制寄存器。

8253的输入信号组合功能表如表1所示。

表1 8253输入信号组合的功能表3）计数器0~2。

三个完全相同的16位减计数器。

每个通各有3个引脚，它们是： CLK0~CLK2计数器0~2的输入时钟脉冲此引脚输入； OUT0~OUT2计数器0~2的输出端；GATE0~GATE2计数器0~2的门控脉冲输入端。

4）控制字寄存器。

控制字寄存器是一种只写寄存器，在对8253编程时，由CPU 用输出指令向它写入控制字，来选定计数器通道，规定各计数器的工作方式，读写格式和数制。

其格式如图6所示：7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0D图6 8253控制字格式控制字的位值及意义如上图。

5）8253芯片的工作方式： 工作方式0：计数结束中断方式； 工作方式1：可编程单稳态输出方式； 工作方式2：比率发生器； 工作方式3：方波发生器； 工作方式4：软件触发选通；00 0110 11 00 选择通道0 01选择通道110 选择通道2 11 无效工作方式5：硬件触发选通；其中，本课程设计用到的是方式3,——方波发生器。

工作在方式3 的8253芯片的工作过程参看相关文献。

合集下载

实验五 8253定时器

实验五 8253定时器

实验五8253定时器/计数器接口实验5.1实验目的掌握8253定时器/计数器的工作方式及应用编程。

5.2实验条件1. 北京达盛科技有限公司“缔造者”电子电气技术综合实验台、CPU挂箱、8086CPU模块。

2. PC机1台，已安装实验台8086开发调试软件。

3. 万用表、示波器。

5.3实验内容CPU挂箱自带一个脉冲发生器，按基频6.0MHz进行1分频（CLK0）、二分频（CLK1）、四分频(CLK2)、八分频 (CLK3)、十六分频（CLK4）输出方波。

编程设定8253计数器0、计数器1、计数器2工作于方波方式，观察其输出波形。

其中T0、T1的时钟由脉冲发生器的CLK3提供，其频率为750KHz，T0、T1的计数器初值设为927CH（37500十进制），则OUT0、OUT1输出的方波周期为（37500*4/3*10-6=0.05s）。

T2采用OUT0的输出为时钟，如果在T2中设置计数器初值为n，则OUT2输出方波周期为n*0.05s。

5.4实验步骤1. 实验接线将8253定时器/计数器的CS8253与地址译码电路的CS0相连，8253的CLK0、CLK1与脉冲发生器的CLK3相连8253的CLK2与OUT0相连，8253的OUT1与示波器相连，OUT2与开关量输入输出电路的LED1相连。

2. 建立PC机与8086CPU模块间的通讯连接将8086CPU模块正确地放在CPU挂箱上的CPU插槽中，系统上电后按下RESET键，几秒钟之后如果显示“P_”，说明CPU挂箱上的8086系统复位及8086CPU模块监控程序运行正常。

在PC机上打开8086开发调试软件，根据提示按下RESET键，几秒种后如果显示“C_”，说明与PC机通讯正常，同时8086开发调试软件用户界面提示通讯成功。

如果通讯不成功，试着选择串口COM2。

3. 编辑汇编语言源程序8086开发调试软件是将编辑、汇编、连接和调试集成在一起的综合开发环境，同时具有断点设定、程序下载到实验台等功能。

实验三 8253定时 计数器实验

实验三 8253定时 计数器实验

实验三8253定时/计数器实验一.实验目的了解8253的硬件连接方法，掌握8253的各种方式的编程及其原理。

二.实验要求编写程序，将8253的计数器0设置为方式3（方波），计数器1设置为方式2（分频），计数器2设置为方式2（分频）；计数器0的输出作为计数器1的输入，计数器1的输出作为计数器2的输入；计数器2的输出接在一个LED上，运行后可观察到该LED在不停地闪烁。

1. 编程时用程序框图中的三个计数初值，计算OUT2的输出频率，用手表观察LED，进行核对。

2. 修改程序中的三个计数初值，使OUT2的输出频率为1Hz，用手表观察LED，进行核对。

3. 上面计数方式选用的是16进制，现若改用BCD码，试修改程序中的三个计数初值，使LED的闪亮频率仍为1Hz。

三.实验电路及连线GATE0~GATE2连至电源+5V，从波特率开关边的f插孔用线连至CLK0，OUT0用线连至CLK1，OUT1用线连至CLK2，OUT2用线连至一个发光管（DL1），8253片选孔CS 用线连至译码处228~22FH插孔。

四.实验说明8253工作频率为0~2MHZ，所以输入的时钟频率必须在2MHZ之下。

实验板上的晶振为4.9152MHZ，需经74LS393（16分频），由Q3输出307200HZ到CLK0（将波特率开关拨至9600）。

五.实验内容（一）程序：DA TA SEGMENTDA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: PUSH DSMOV AX,0HPUSH AXMOV AX,DATAMOV DS,AXCLI ;关中断MOV DX,22BH ;定时器0工作在方式3MOV AL,00110111BOUT DX,ALMOV DX,228HMOV AL,00HOUT DX,ALMOV AL,02HOUT DX，ALMOV DX,22BH ;定时器1工作在方式2MOV AL,01110101BOUT DX,ALMOV DX,229HMOV AL,18HOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,22BH ;定时器2工作在方式2MOV AL,10110101BOUT DX,ALMOV DX,22AHMOV AL,0AHOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX,ALSTIJMP $CODE ENDSEND START输出频率：f=307200HZ/（200H*18H*0AH）=2HZ修改后程序：DA TA SEGMENTDA TA ENDSCODE SEGMENTSTART: PUSH DSMOV AX,0HPUSH AXMOV AX,DATAMOV DS,AXCLI ;关中断MOV DX,22BH ;定时器0工作在方式3 MOV AL,00110111BOUT DX,ALMOV DX,228HMOV AL,00HOUT DX,ALMOV AL,02HOUT DX，ALMOV DX,22BH ;定时器1工作在方式2 MOV AL,01110101BOUT DX,ALMOV DX,229HMOV AL,30H ;初值30HOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,22BH ;定时器2工作在方式2 MOV AL,10110101BOUT DX,ALMOV DX,22AHMOV AL,0AHOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX,ALSTIJMP $CODE ENDSEND START输出频率1HZ（二）OUT1----LED1：点亮0.5s，熄灭0.5sOUT2----LED2：点亮1s，熄灭3s程序：DA TA SEGMENTDA TA ENDSCODE SEGMENTSTART: PUSH DSMOV AX,0HPUSH AXMOV AX,DATAMOV DS,AXCLI ;关中断MOV DX,22BH ;定时器0工作在方式3 MOV AL,00110111B ;OUT DX,ALMOV DX,228HMOV AL,00HOUT DX,ALMOV AL,02HOUT DX,ALMOV DX,22BH ;定时器1工作在方式2 MOV AL,01110111BOUT DX,ALMOV DX,229HMOV AL,35H ;35H 58hOUT DX,ALMOV AL,15H ;15H 02hOUT DX,ALMOV DX,22BH ;定时器2工作在方式2 MOV AL,10110100BOUT DX,ALMOV DX,22AHMOV AL,04H ;04hOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX,ALSTIJMP $CODE ENDSEND START。

8253可编程定时计数器应用实验

8253可编程定时计数器应用实验

8253可编程定时计数器应用实验一、实验要求：按照电路图连接好电路，利用8253定时计数器0产生500Hz，250Hz，125Hz 的方波信号，显示在示波器上；然后用8253定时计数器1制作一个频率计以检测4060和定时计数器0输出方波的频率。

二、实验目的：1、了解如何利用计数器（以4060为例）制作分频器2、熟悉8253在系统中的典型接法。

3、掌握8253的工作方式及应用编程。

三、实验电路及连线：输入时钟产生模块YQNQLQJQIQHQGQFQEQD图1，分频器4060就是一个纯粹的计数器，当作分频用，QD-DN就是对输入频率的4分频-8192分频，直接接到8253相应的定时器计数器时钟输入端口即可8253接口模块X图2，定时器计数器8位数据线和单片机的P0口相连；片选信号CS和P1.0相连；WR/RD分别和单片机相应的WR/RD相连；A0，A1分别和单片机的P3.4、P3.5相连；CLK0直接和4060的QD时钟输出相连；OUT0接示波器和CLK1。

四、实验说明：8253是一款拥有3个完全相同的16位定时器计数器的定时器计数器芯片，三个通道完全独立，其引脚功能为D0-D7：8位数据双向I/O口WR/RD：写/读信号，低电平有效CS：片选信号，低电平有效GATE0-2：三个定时器计数器的门信号CLK0-2：三个定时器计数器的时钟输入信号OUT0-2：三个定时器计数器的输出信号A0，A1：定时器计数器读写地址选择，00 定时器计数器0；01定时器计数器1；10 定时器计数器2；11 控制寄存器定时器计数器采用倒计数，即每输入一个时钟脉冲自减1，当计数寄存器减为0时OUT输出一个脉冲信号，但输出受工作方式和GATE引脚控制。

定时时间=时钟脉冲周期×预置的计数初值8253的定时器计数器有6种工作模式，具体工作模式由状态寄存器决定，如下SC1，SC0：计数器选择 00：选择计数器001：选择计数器110：选择计数器2RW1，RW0：读/写指示 00：计数器锁存命令01：只读/写低 8位10：只读/写高 8位11：先读/写低8位，再读/写高 8位M2，M1，M0：定时器计数器工作方式选择:000-101,方式0-5BCD：计数寄存器数制选择，1：BCD码；0：二进制码8253每个定时器计数器都有6种工作方式，具体如下所述方式0：计数结果中断方式8253工作于方式0时，在写入初始值n后，GATE为高电平时开始计数，OUT 为输出低电平，直到计数器为0，OUT变为高电平直到下次计数开始再变为低电平。

接口技术实验-8253定时计数器

接口技术实验-8253定时计数器

接口技术实验报告
实验三：可编程定时/计数器8253
一、实验目的
1、学会8253芯片和微机接口的原理和方法。

2、掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。

二、实验设备
微机原理实验箱、计算机一套。

三、实验内容
8253计数器0,1工作于方波方式，产生方波。

四、实验原理
本实验用到三部分电路：脉冲发生电路、分频电路以及8253定时器/计数器电路。

脉冲发生电路：实验台上提供8MHZ的脉冲源，见下图，实验台上标有8MHZ的插
孔，即为脉冲的输出端。

脉冲发生电路
分频电路：该电路由一片74LS393组成，见下图。

T0-T7为分频输出插孔。

该计数器在加电时由RESET信号清零。

当脉冲输入为8.0MHZ时，T0-T7输出脉冲频率依次为4.0MHZ，2.0MHZ，1.0MHZ，500KHZ，250KHZ，125KHZ，62500HZ，31250HZ。

分频电路
8253定时器/计数器电路：该电路由1片8253组成，8253的片选、数据口、地址、读、写线均已接好，时钟输入分别为CLK0、CLK1。

定时器输出、GATE控制孔对应如下：OUT0、GATE0、OUT1、GATE1。

原理图如下：
注：GATE信号无输入时为高电平
8253定时器/计数器电路
四、实验连线
1、实验连线：
T接8.0MHZ；CLK0插孔接分频器74LS393（左下方）的T2插孔； OUT0接CLK 1；OUT1接发光二极管；
各通道门控信号GATE +5V
2、编程调试程序。

3、全速运行，观察实验结果。