8253定时计数器
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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。
8253的工作原理简介8253可编程计数器/定时器的工作频率为0~2MHz,它有3个独立编程的计数器,每个计数器有三个引脚,分别为时钟CLK、门控GATE、计数器和计时结束输出OUT;每个计数器分别有6种工作方式。
下面针对使用到的两种工作方式——方式1和方式2的工作原理[1]进行简述。
方式1:可编程单稳,即由外部硬件产生的门控信号GATE触发8253而输出单稳脉冲。
计数器装入计数初值后,在门控信号GATE由低电平变高电平并保持时,计数器开始计数,此时输出端变成低电平并开始单稳过程。
当计数结束时,输出端OUT转变成高电平,单稳过程结束,在OUT端输出一个单稳脉冲。
硬件再次触发,OUT端可再次输出一个同样的单稳脉冲。
单稳脉冲的宽度由装入计数器的计数初值决定。
在WR信号的上升沿(CPU写控制字之后),输出端OUT保持高电平(若OUT原为低电平则变为高电平)。
CPU写入计数值后,计数器并不马上开始计数,而要等到门控信号GATE启动之后的下一个CLK的下降沿才开始。
在整个计数过程中,输出端OUT保持低电平,直至计数值至0,OUT变为高电平为止。
方式2:速率发生器,其功能如同一个N分频计数器。
其输出是将输入时钟按照N计数值分频后得到的一个连续脉冲。
在该方式下,当计数器装入初始值开始工作后,输出端OUT 将不断地输出负脉冲,其宽度为一个时钟周期的时间,而两个负脉冲间的时间脉冲个数等于计数器装入的计数初值。
若计数初值为N,则每N个输入脉冲输出一个脉冲。
当CPU写完控制字后,输出端OUT转变成高电平,计数器将立即自动开始对输入CLK时钟计数。
在计数过程中,OUT端始终保持高电平,直至计数器的计数值减到1时,OUT端才变为低电平,其保持的宽度为一个输入CLK时钟周期的时间,然后输出端OUT恢复高电平,计数器重新开始计数。
8253控制字格式为:其中:SC1 SC0为计数器选择位;RL1 RL0为计数器读写操作选择位,以确定计数器进行装入或读出是单字节还是双字节;M2 M1 M0为计数器工作方式选择位;BCD表示计数器计数方式选择位。