微机原理-实验4 8254 定时/计数器实验

一、实验环境

软件：Wmd86软件

硬件：8254可编程间隔定时器芯片，内部架构与外部引脚如下所示：

二、实验内容

1. 计数应用实验。编写程序，应用 8254 的计数功能，使用单次脉冲模拟计数，使每当按动‘KK1＋’5 次后，产生一次计数中断，并在屏幕上显示一个字符‘M’。

2. 定时应用实验。编写程序，应用 8254 的定时功能，产生一个 1s 的方波，

并用本装置的示波器功能来观察。

3. 电子发声实验，通过将一段乐曲的音符对应频率的方波（由8254产生）依次送到扬声器，实现播放乐曲《友谊地久天长》。

三、实验

1.计数应用实验：将 8254 的计数器 0 设置为方式 3，计数值为十进制数k，用单次脉冲 KK1 ＋作为 CLK0 时钟，OUT0 连接 MIR7，每当 KK1＋按动k+1次后产生中断请求， 在屏幕上显示字符“M”。

实验程序，经编译、链接无误后运行，每连续按动 5 次 KK1＋，在界面的输出区会显示字符“M”。得到实验结果如下所示：

IOY0 EQU 0600H ;IOY0起始地址 A8254 EQU IOY0+00H*2 B8254 EQU IOY0+01H*2 C8254 EQU IOY0+02H*2 CON8254 EQU IOY0+03H*2 SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) SSTACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, SS:SSTACK START: PUSH DS MOV AX, 0000H MOV DS, AX MOV AX, OFFSET IRQ7 ;取中断入口地址 MOV SI, 003CH ;中断矢量地址 MOV [SI], AX ;填IRQ7的偏移矢量 MOV AX, CS ;段地址 MOV SI, 003EH MOV [SI], AX ;填IRQ7的段地址矢量 CLI POP DS ;初始化主片8259 MOV AL, 11H OUT 20H, AL ;ICW1 MOV AL, 08H OUT 21H, AL ;ICW2 MOV AL, 04H OUT 21H, AL ;ICW3 MOV AL, 01H OUT 21H, AL ;ICW4 MOV AL, 6FH ;OCW1 OUT 21H, AL ;8254 MOV DX, CON8254 MOV AL, 10H ;计数器0，方式0 OUT DX, AL MOV DX, A8254 MOV AL, 04H OUT DX, AL STI AA1: JMP AA1 IRQ7: MOV DX, A8254 MOV AL, 04H OUT DX, AL MOV AX, 014DH INT 10H ;显示字符M MOV AX, 0120H INT 10H MOV AL, 20H OUT 20H, AL ;中断结束命令 IRET CODE ENDS END START

2.定时应用实验：将 8254 的计数器 0 和计数器 1 都设置为方式 3，用信号源 1MHz 作为 CLK0 时钟，OUT0 为波形输出 1ms 方波，再通过 CLK1 输入，OUT1 输出 1s 方波。

编写实验程序，经编译、链接无误后运行实验程序，8254 的 OUT1 会输出 1s 的方波，使用软件自带的示波器功能进行观察（取了我们小组录制的视频片段的截图，视频放不了）。

IOY0 EQU 0600H ;IOY0起始地址 A8254 EQU IOY0+00H*2 B8254 EQU IOY0+01H*2 C8254 EQU IOY0+02H*2 CON8254 EQU IOY0+03H*2 SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) SSTACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV DX, CON8254 ;8254 MOV AL, 36H ;计数器0，方式3 OUT DX, AL MOV DX, A8254 MOV AL, 0E8H OUT DX, AL MOV AL, 03H OUT DX, AL MOV DX, CON8254 ;8254 MOV AL, 76H ;计数器1，方式3 OUT DX, AL MOV DX, B8254 MOV AL, 0E8H OUT DX, AL MOV AL, 03H OUT DX, AL AA1: JMP AA1 CODE ENDS END START

3.电子发声实验：

一个音符对应一个频率，将对应一个音符频率的方波通到扬声器上，就可以 发出这个音符的声音。将一段乐曲的音符对应频率的方波依次送到扬声器，就可 以演奏出这段乐曲。利用 8254 的 “方波发生器”，将相应一种频率的计 数初值写入计数器，就可产生对应频率的方波。

编写实验程序，经编译、链接无误后运行实验程序，会播放乐曲友谊地久天长。其运行原理如下所示：

IOY0 EQU 0600H MY8254_COUNT0 EQU IOY0+00H*2 ; 8254计数器0端口地址 MY8254_COUNT1 EQU IOY0+01H*2 ; 8254计数器1端口地址 MY8254_COUNT2 EQU IOY0+02H*2 ; 8254计数器2端口地址 MY8254_MODE EQU IOY0+03H*2 ; 8254控制寄存器端口地址 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DATA SEGMENT ; ---- 频率表 (单位: Hz) ---- FREQ_LIST DW 371,495,495,495,624,556,495,556,624 DW 495,495,624,742,833,833,833,742,624 DW 624,495,556,495,556,624,495,416,416,371 DW 495,833,742,624,624,495,556,495,556,833 DW 742,624,624,742,833,990,742,624,624,495 DW 556,495,556,624,495,416,416,371,495,0 ; ---- 时间表 (单位: 相对延时单位) ---- TIME_LIST DB 4,6,2,4,4,6,2,4,4 DB 6,2,4,4,12,1,3,6,2 DB 4,4,6,2,4,4,6,2,4,4 DB 12,4,6,2,4,4,6,2,4,4 DB 6,2,4,4,12,4,6,2,4,4 DB 6,2,4,4,6,2,4,4,12 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX ; ---- 初始化8254: 计数器0，方式3(方波发生器)，先低后高，二进制 ---- MOV DX, MY8254_MODE MOV AL, 36H OUT DX, AL BEGIN: MOV SI, OFFSET FREQ_LIST ; SI指向频率表 MOV DI, OFFSET TIME_LIST ; DI指向时间表 PLAY: ; 计算计数初值 = 1MHz / 频率 = 0F4240H / 频率值 MOV DX, 0FH MOV AX, 4240H ; DX:AX = 0F4240H (1,000,000) DIV WORD PTR [SI] ; AX = 计数初值，DX = 余数 ; 将计数初值写入8254计数器0 MOV DX, MY8254_COUNT0 OUT DX, AL ; 先写低字节 MOV AL, AH OUT DX, AL ; 再写高字节 ; 根据时间表调用延时，控制音符发音时长 MOV DL, [DI] CALL DALLY ; 指针递增，处理下一音符 ADD SI, 2 INC DI ; 判断频率表是否结束 (频率值为0表示曲末) CMP WORD PTR [SI], 0 JE BEGIN ; 到曲末则从头开始重复演奏 JMP PLAY ; ========================================== ; 延时子程序 (N个单位延时，N由DL传入) ; ========================================== DALLY PROC D0: MOV CX, 0010H D1: MOV AX, 0F00H D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1 DEC DL JNZ D0 RET DALLY ENDP CODE ENDS END START