计算机接口技术实验报告

### 计算机接口技术实验报告：可编程定时器/计数器（8253） #### 实验一：可编程定时器/计数器（8253） ##### 实验目的 本实验旨在深入理解并掌握8253可编程定时器/计数器的基本工作原理与编程技巧。通过实验操作，学生能够熟悉8253的内部结构、工作模式及其在实际应用中的编程流程，特别聚焦于计数器的功能与操作。 ##### 实验内容 1. **电路连接**：依据实验指导书中的电路图，利用虚线标记的部分，实现8253计数器0的硬件连接。确保CLK0端口连接到时钟信号1MHz，以便进行精确的时间测量或频率计数。 2. **编程控制**：通过编程控制8253计数器0的工作模式，设定其为方式0（可重置的一次性计数模式）。初始化计数初值为N（N≤0FH），即最多可计数至15个脉冲。 3. **输入脉冲与观察**：使用手动方式逐个输入单脉冲，观察并记录计数器的状态变化。特别注意当输入第N+1个脉冲时，OUT0引脚的电平变化情况，此时应由低转高，表明计数完成。 4. **结果显示**：通过屏幕显示计数结果，同时利用逻辑笔监测OUT0的电平变化，确保实验操作正确无误。 ##### 编程提示 - **控制寄存器地址**：8253的控制寄存器地址为283H，用于选择操作的计数器以及工作模式。 - **计数器地址**：计数器0的地址为280H，计数器1的地址为281H，这些地址用于写入或读取计数器的当前值。 - **时钟信号**：实验中使用的CLK0时钟信号频率为1MHz，是计数器工作的基础频率源。 ##### 实验原理图 实验中使用了特定的原理图，虽然此处无法展示图片，但通常会包含8253芯片的详细连接示意图，标明各引脚的连接方向，如时钟输入、输出信号、控制信号等，帮助理解电路布局。 ##### 源程序代码分析 实验报告中包含了一段汇编语言源程序代码，该代码实现了8253计数器的初始化与控制，具体步骤如下： 1. **初始化配置**：程序通过`io8253a`地址（283H）向8253的控制寄存器发送指令，设置计数器0的工作模式为方式2（周期性方波输出），采用二进制计数法。 2. **计数初值设定**：然后，通过`io8253b`地址（280H）向计数器0写入初始计数值为0FH（即15）。 3. **计数过程与结果显示**：接下来，程序循环读取计数器的当前值，并调用`disp`子程序进行显示。同时，使用中断指令`int21h`暂停执行，等待外部脉冲输入。一旦检测到计数值达到0（即输入了N+1个脉冲），程序跳出循环，完成实验任务。 4. **异常处理与退出**：程序通过检查TPC卡资源（如PCI设备ID、厂商ID等）来确认硬件环境是否符合要求。如果发现TPC卡未找到或存在地址/中断错误，程序将显示相应的错误信息。正常情况下，实验完成后程序通过`int21h`调用`4ch`指令退出。 本次实验不仅加深了对8253可编程定时器/计数器的理解，还锻炼了学生的硬件连接能力和软件编程技巧，尤其是在实时信号处理和微控制器应用领域提供了宝贵的实践经验。