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可编程定时/记时器8253工作方式验证实验

王朝other·作者佚名  2006-06-28
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中央民族大学 03电子班 杨忠学

l 实验目的:进一步熟悉TPC_H实验系统是使用,学习运用地址译码技术和基本接口电路,掌握8253的基本工作原理和编程方法。

l 实验要求:

1. 在TPC_H实验系统环境下,设计实现对可编程定时/计时器8253的确定译码,即接到8253CS端的信号是唯一有效的,只能支持四个端口地址。

2. 通过相应的电路连接及初始化编程,验证8253的六种工作方式,观察其输出现象。(8253的地址线、数据线和控制线已与系统连接好,连接电路时,只需考虑CS、CLK、GATE、OUT信号的连接。)

l 实验内容:

1. 硬件电路方案

硬件电路说明:用定时/计时器1做分频器(工作方式2,3都可以)。对于方式1,4,其GATE信号是脉冲信号,其他方式的GATE信号是高电平,因此定时/计时器0,通过开关选择不同的GATE信号。OUT信号:用示波器观测方式2,3的输出波形,用查询方式查询其他方式的输出跳变。

1. 软件流程以及相关程序

在软件的设计过程中,考虑软件运行程序后,能自主选择当前工作的记时器,又能修改记时器的计数值和工作模式。

我设计了一种在文本模式下定时控制系统:通过控制上下方向键设置工作模式,按回车键确认;数字键0、1、2(其它数字键无效)设置当前的计时器;按ESC键可以退出程序;F1键查看程序的帮助文件,其他键开始设置频率,Enter键确认输入。该系统的默认定时器为T0,工作方式Mode=0,频率Frq=1000,T0的初值通过value=119800/Frq算得。

程序运行后的界面如下:

选择0,1,4,5工作方式,在计数值为0,输出发生跳变后,程序会给予相应的提示(或是重装计数初值(0,5)或是给予GATE触发信号(1,4))。

程序的流程:

1. Initial system;

2. Get 8253 IO port;

3. Print Menu;

4. Get key;

5. Switch(key) {

Case Esc: Exit system; break;

Case F1: Print help; break;

Case Enter: Start Timer; break;

Case UP/Down: modifier mode; break;

Case 0, 1, 2: Modifier current timer; break;

Default: modifier current frequency;}

6. Goto 3

l 实验结果:

程序经过多次修改调试之后,运行良好,实验现象比较明显。

其中,方式2和方式3最容易,只需要选择好工作方式,输出波形都很稳定。CLK时钟信号和输出的OUT信号正确显示。

方式0和方式1时,可以看到OUT输出的是一个稳定的方波,每一个上升沿说明计数器工作结束一次。方波的占空比很大,输入的计数值变高,占空比就降低,方式1时变化比较明显。方式0不需要触发信号,GATE输入信号可以暂停计数。而方式1必须由GATE输入信号触发才能开始计数,计数中有GATE输入信号则重新计数而不是暂停计数。

方式4和方式5时,得到的波形是连续的负脉冲。两种方式都是只计数一次就停,且计数过程重新给计数值不影响当前计数,计数时GATE上升沿到来则计数器重新装入计数值,重新计数。计数结束后,方式4要重新给计数值才能再次计数,而方式5只要GATE又给触发信号就能再次工作。

l 实验小结:

在电路的设计中,因为实验箱上提供的脉冲频率太高,不利于观察定时器的输出波形,因此选用8253的定时器1作为分频器,其输出作为脉冲时钟供定时器0选用。

这一次实验感觉比前两次要好做,首先是电路的连接比较简单,不像前两次那样要接好多的线。考虑到8253有3个计数器,当其中一个不能用时,可以用另一个代替,程序设计中允许选择计数器,所以在电路的连接上,可以用的两个计数器都连接好了。除了方式2和方式3外都用了查询方式。因此用上了74LS244。

计数器的6种工作方式验证都做完了,从中更深刻地认识8253定时计数器的结构和计数原理。对于这6种不同的工作方式,可以满足各种软件和硬件定时计数的要求。

附录:定时控制系统源代码:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <dos.h>

#include <bios.h>

#include <conio.h>

unsigned char curr_timer=0; /*Current working timer*/

unsigned int curr_frq=100;

unsigned int io_address=0x280;

#define CONTROLWD(i) (curr_timer<<6)|0x30|(i<<1) /*cal the control word*/

union{ unsigned int b;

unsigned char d[2];

}count;

void inittimer(int i){

outportb(io_address|0x03,CONTROLWD(i));

outportb(io_address|curr_timer,count.d[0]);

outportb(io_address|curr_timer,count.d[1]);

}

unsigned char selecmenu(void);

/*the function is the special working mode*/

void spec_mode(int i) {

unsigned char portst;

inittimer(i);

switch(i)

{ case 0: ;

case 1: portst=0x01;break;

case 4: ;

case 5: portst=0x00;break;

}

/* D0 is connect with out of timerX */

while(!kbhit()) {

while(inportb(io_address|curr_timer)&0x01!=portst) ;

gotoxy(1,15);

cprintf("Init timer or Give the Gate signal");

gotoxy(50,20);

return ;

}

}

void main(){

unsigned char mode;

clrscr();

printf("input IO ADDRESS\n");

scanf("%x%*c",io_address);

while(1) {

clrscr();

mode=selecmenu();

/*Exit the system*/

if(mode>=6){

clrscr();

printf("Press any key to continue ...");

getch();

exit(1);}

count.b=119318.0/curr_frq; /*cal the initvalue*/

switch(mode)

{case 0:spec_mode(0);break;

case 1:spec_mode(1);break;

case 2:inittimer(2);break;

case 3:inittimer(3);break;

case 4:spec_mode(4);break;

case 5:spec_mode(5);break;

} /*end switch*/

} /*if the expection is false,the quit the while*/

}

void getfrq() /*modifier frequency*/

{

char ch=0;

unsigned frq=0;

gotoxy(60,16);

cprintf(" Hz");

gotoxy(60,16);

while(ch!=13)

{

ch=getch();

if(ch-48>=0&&ch-48<=9)

{frq=10*frq+ch-48;

printf("%d",ch-48);

}

if(frq>6553)

break;

}

curr_frq=(frq>0)?frq%65536:curr_frq;

gotoxy(60,16);

cprintf("%uHz",curr_frq);

}

void help()

{

clrscr();

printf(" \n\nThank you for using TPH_100 timer control system\n");

printf(" Press Enter to start timerX with mode Y int fre Z\n");

printf(" Init timer is timer 0 and Mode is mode 0 and frq=100Hz\n\n");

printf(" OPERATOR AS:\n");

printf(" Press direct key to select the mode\n");

printf(" Press Digtal key 0,1,2 to set current timer\n");

printf(" Press ESC key to quit system\n");

printf(" Press any other key to input new frequency and press Enter to end\n");

printf(" Press F1 to get help\n");

printf("\n\nPress any key to continue.");

getch();

}

unsigned char selecmenu(){

int i;

int key;

static unsigned char index=0;

unsigned char curr_index; /*record curent index*/

unsigned int flag=1;

static char *menu[]={ "-----Timer system Version 1.0-----",

" 0---End AND Interrupt",

" 1---Progarmmed Pluse",

" 2---Frequency Function",

" 3---Wave Fuction",

" 4---Control with Software",

" 5---Control with Hardware",

" 6---Quit system"};

clrscr();

for(i=0;i<8;i++){

gotoxy(25,4+i);

cprintf("%s",menu[i]);}

gotoxy(1,21);

printf("Press F1 get help\n");

printf("Thank you for using Timer system\n");

printf("Programme desigend:Y.Z.X\n");

printf("2006.5\n");

gotoxy(24,14);

cprintf("The current timer is timer%d !",curr_timer); /*40*/

while(flag){

curr_index=index;

gotoxy(20,5+curr_index);

cprintf("---->");

gotoxy(20,16);

cprintf("Input the Initial Fre (DEC) like 0234 : %u Hz ",curr_frq);

gotoxy(60,16);

key=bioskey(0);

key=key&0xff?key&0xff:key>>8;

switch(key) {

case 72: index=(curr_index==0?index=6:curr_index-1);break;

case 80: index=(curr_index==6?index=0:curr_index+1);break;

case 13: flag=0; break;

case 48: ;

case 49: ;

case 50: {gotoxy(50,14);

curr_timer=key-48;

printf("%d",curr_timer);

gotoxy(50,20); break; }

case 27: exit(1);

case 59: help();flag=0;break;

default: getfrq();break;

}

gotoxy(20,5+curr_index);

cprintf(" ");

gotoxy(20,5+index);

cprintf("---->");

gotoxy(60,16);

}

return index;

}

 
 
 
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