《微机原理及应用》实验教程

二、实验仪器、设备及材料

● PC机及配套的微机接口实验装置； ● IC芯片：8253 ● 示波器

三、实验内容

● 根据要求进行方案设计； ● 利用实验装置进行电路插接； ● 编程运行并用示波器进行测试。

四、实验步骤

（1）方案设计

考虑到实验装置提供1MHz时钟，其周期为1us，而本实验所要求产生的两路时钟信号，其负脉冲宽度均为1us；所以，如果仅仅考虑所要求的波形，这两路信号都可以利用1MHz时钟经8253方式2分频后产生。但是本实验要求这两种时钟信号有确定的相位关系，即第2路时钟要比第1路时钟相对滞后10us。设计方案有两种：第一种方案，两路信号由8253两个通道按方式2分频产生，第一个通道先触发工作，滞后10us，第二个通道再触发工作；第二种方案，第一路信号由8253一个通道按方式2分频产生，第二路信号由第一路信号延时10us后产生。

第一种方案，利用8253通道0和1构造两个分频器，均按方式2工作，分别产生两路时钟信号，电路结构如图5.4：

图6.4 8253时钟电路方案（一）

编程时首先触发通道0工作，延时10us后触发通道1工作，即可满足设计要求。这是一种软、硬件相结合的方案。

第二种方案，利用8253通道0构造分频器，按方式2工作，输出第1路时钟信号，再利用通道1按方式5工作，并利用通道0输出信号对通道1进行触发，经通道1延时后输出第2路信号，可满足设计要求。以下分析通道1的工作原理。根据方式5的工作时序，是由GATE信号触发计数的，如果GATE信号是一个负脉冲，其后沿（即升沿）触发计数，计数值归零时，该通道会产生一个负脉冲，此输出脉冲与触发脉冲相比，显然是延时了一段时间。所以，如果用通道0的输出信号（频率为10KH2的负脉冲）对通道1进行连续触发，那么通道1输出的信号也是频率为10KHz的负脉冲，只不过延时了一段时间而已。电路结构如图5.5：

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图6.5 8253时钟电路方案（二）

这是一种纯硬件方案。下面进一步确定延时的时间与通道1计数初值之间的关系。设通道1的计数初值为n，则有以下时序图：

图6.6 8253工作方式5时序

可见，OUT1输出的负脉冲要比GATE1的触发脉冲滞后n+2个周期，当CLK1=1MHz时，取n=8即可满足要求。

（2）电路插接

8253由实验装置提供，采用通道0和1。方案一插接方法如下：

● 8253数据线D0-D7、地址线A0、A1、控制线RD、WR分别和总线相连接； ● 8253引脚CS连接地址译码器输出Y0；

● CLK0和CLK1接实验装置提供的1MHz时钟源； ● GATE0和GATE1接高电平；

● OUT0输出第1路信号，接示波器通道1探头； ● OUT1输出第2路信号，接示波器通道2探头。 方案二接方法如下（前三项同上）：

● GATE0接高电平； ● OUT0接GATE1，并输出第1路信号，接示波器1探头； ● OUT1输出第2路信号，接示波器通道2探头。 （3）编程与运行

编程与运行可在DEBUG环境下进行。 方案一参考程序如下： XXXX： 100 MOV CX，n

103 MOV DX，303 106 MOV AL，14 108 OUT DX，AL 109 MOV AL，54

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10B OUT DX，AL 10C MOV AL，64

10E MOV DX，300 111 OUT DX，AL 112 114 116 119

LOOP 112 MOV AL，64 MOV DX，301 OUT DX，AL

11A INT 3

程序运行后即可在OUT0和OUT1端输出所要求的连续时钟信号。程序第一条指令中n的值与延时时间有关，通过尝试求出n值，使通道1触发时间比通道0滞后10us。

方案二参考程序如下： XXXX： 100 MOV DX，303

MOV AL，14 OUT DX，AL MOV AL，5A OUT DX，AL MOV AL，64 MOV DX，300 OUT DX，AL MOV AL，8 MOV DX，301 OUT DX，AL INT 3

程序运行后即可在OUT0和OUT1端输出所要求的连续时钟信号。

在以上两个程序中，对通道0和1的编程顺序是先写通道0控制字，接着写通道1控制字；然后写通道0计数初值，再写通道1计数初值。这种交叉方式是允许的。对任何一个通道来说，只要编程顺序是先写控制字，后写计数初值，并且后者的字节数与前者的选定相符即可，至于各个通道编程顺序是否交叉则是无关紧要的。

方案二还可以直接利用DEBUG输出命令O对8253进行编程： ● O303 14＜CR＞ ● O300 64＜CR＞ ● O303 5A＜CR＞ ● O301 8＜CR＞

编程后即可在OUT0和OUT1端输出所要求的连续时钟信号。

（4）观测与调试

调整示波器，双通道模式，按通道1同步，使跟迹显示整个周期的波形，观测并记录有关参数。对于方案一，调整程序中的参数n，观测其对输出波形的影响，以确定n值。

五、思考题

（1）方案一的n值应如何选定？

（2）方案二通道0和通道1两个计数初值与题目给出的条件有何关系？

六、实验报告

● 总结本实验的两种方案并绘制逻辑原理图 ● 回答思考题

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实验七 8255A并行通信接口的应用

7.0 基础知识

并行通信接口芯片8255A的基本功能是以并行的方式在系统总线与I／Ｏ设备之间传送数据。8255A共有3个I／Ｏ端口，其中A口和B口均为8位，而C口即可以作为8位端口，又可以分解为两个4位端口。8255A共有3种不同的工作方式，方式0为基本I／Ｏ方式，方式1为选通I／Ｏ方式，方式2为双向I／Ｏ方式。端口A可以选择方式0、1、2，端口B、C可以选择方式0、1，而端口C首先要按照端口A和B的工作方式提供相应的联络线，剩余部分则只能按照方式0工作。A口和B口的输入输出都具有数据锁存功能，C口输出有锁存能力，而输入没有锁存能力。

8255A芯片的内部结构和引脚如图6.1所示。

图7.1 8255芯片结构和引脚

8255A有2位地址线A0和A1用于内部寻址，内部地址分配如下： A1 A0 00 01 10 读操作 读A输入数据 读B输入数据 读C输入数据 写操作 写A输出数据 写B输出数据 写C输出数据 读状态字 写控制字 11 8255A控制字分为两种，一种是方式控制字，另一种是C口位写控制字。 方式控制字的格式如下：

其中A组的方式可以是00、01、10，B组的方式可以是0、1，所有的方向控制位为0表示输出、为1表示输入。8255A只需要一个方式控制字就可以决定其全部工作方式。

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