微机原理实验指导书
表2 RL1 、RL0－CPU 读／写操作 RL1 0 0 1 1 RL0 0 1 0 1 操作类型 计数器封锁操作 读／写计数器低8 位 读／写计数器高8 位 先读／写低8 位，后读／写高8 位 计数工作方式 方式 0 方式 1 方式 2 方式 3 方式 4 方式 5 表3 M2 、M1、M0 －工作方式选择 M3 M2 M1 0 0 0 0 1 1
表4 BCD －计数方式选择 BCD 0 1 数码形式 十六位二进制计数 四位十进制 ( BCD ) 码计数 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 8253 的三个计数器是独立的16 位减法计数器。计数器的工作方式由工作方式寄存器确定。计数器在编程写入初始值后，在某些方式下计数到0 后自动预置，计数器连续工作。CPU 访问计数器时，必须先设定工作方式控制字中的RL1、RL0 位。计数器对CLK 计数输入端的输入信号进行递减计数。选通信号GATE 控制计数工作的进行，其功能如表5 所示。
表5 选通信号 GATE 的功能 方式0 方式1 方式2 方式3 方式4 方式5 低电平或进入低电平 禁止计数 ---- 1.禁止计数 2.使输出变为高电平 1.禁止计数 2.使输出变为高电平 禁止计数 1.初始化和计数 2.下一个时钟后清除输出 1.重新装入计数器 2.启动计数 初始化和计数 计数未结束时初始化和计数 初始化和计数 上升边沿 ---- 高电平 允许计数 ---- 允许计数 允许计数 允许计数 ---- 8253的三个计数器按照各工作方式寄存器中控制字的设置进行工作。可以选择的工作方
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式有六种。这六种方式是：
方式0：计数结束时中断。编程后自动启动，计数器减1 计数，计数到终点(减至0 ) 后输出高电平，可用于中断请求信号，GATE 为低电平时停止计数，回到高电平后继续往下计数。再次启动要重新装入计数值或重新编程。
方式1：可编程单脉冲输出。GATE 上升沿进行初始化并开始计数。输出低电平的宽度等于计数时间。单脉冲输出可用GATE 上升沿多次触发。
方式2：比率发生器。编程后重复地循环计数。计数到终点时输出一个时钟周期宽度的低电平脉冲，自动初始化后继续计数。用GATE 的上升沿初始化，并开始计数。GATE 为低电平时停止计数。
方式3：方波发生器。这种方式是在编程后重复地循环计数，输出波形为方波。如果初始计数值为偶数，每个时钟输入脉冲使计数器减2，达到计数终点时输出电平改变。如果初始计数值为奇数，则输出高电平时第一个时钟输入脉冲使计数器减1，随后每个输入脉冲使计数器减2；输出为低电平时第一个时钟输入脉冲使计数器减3，随后每个输入脉冲使计数器减2，到达计数终点时输出电平改变，计数器自动初始化后继续计数。用GATE 的上升沿初始化并开始计数，GATE 为低电平时停止计数。
方式4：软件启动选通脉冲输出。编程后自动启动，计数到终点后输出一个时钟周期的低电平脉冲。用GATE 的上升沿初始化并开始计数，GATE 为低电平时停止计数。
方式5：硬件启动选通脉冲输出。编程后，等待 GATE 上升沿进行初始化并开始计数，计数到终点后输出一个时钟周期的低电平脉冲，计数器开始计数后不受 GATE 信号电平的影响，这种选通脉冲的输出可用GATE 的上升沿多次触发。在工作方式控制字中，如果设置计数器锁存操作，则该控制字中工作方式选择位M1、M0 和计数方式选择位BCD 无效。即设置锁存操作时不影响计数器的工作方式，计数器锁存操作，是在计数器计数过程中，在不影响正在进行的计数操作的条件下，把当前的计数值锁存到寄存器，供CPU 读取，这时在工作方式控制字中，SC1 、SC0 指定要锁存的计数器，RL1 、RL0＝00 表示锁存操作，其余4 位无效，计数器按原来设定的方式工作。
对于音乐来讲，从“DO”到“XI”每个音阶都有固定的频率。当8253 将这些频率输出到喇叭上，即可听见音阶了。各音节的频率值： 音节 频率（Hz） 1 261.1 2 293.7 3 329.6 4 349.2 5 392.2 6 440 7 493 四、实验程序例程及框图
示例程序：8253.asm 方框图如下页 五、实验步骤
1．接线：用导线对接连接频率源的9.6kHz到8253的CLK0，8253的GATE0接＋5V，8253的OUT0接音频驱动的＋IN，音频驱动的-IN接地，音频驱动模块的JP21B跳线器短路帽置位下方。
2．把BIN文件夹复制到硬盘根目录下，如：D:\\BIN ；把8253.asm文件复制到BIN 路径下。
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3．在Windows98下打开MS-DOS，使用cd命令到BIN 路径下，输入下面命令后回车。 4．编译：tasm /zi 8253.asm (注：“.ASM”可省略) 5．连接：tlink /v/3 8253.OBJ (注：“.OBJ”可省略) 6．运行：8253.EXE (注：“.EXE”可省略) 运行结果如下图所示：
按PC键盘?1?-?8? 键，扬声器可发出不同的音调。按PC?0?键退出程序。
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实验六 8251 串行发收实验
一、实验目的
1．掌握8251 芯片结构、RS-232串行通信的原理和编程。
2．了解实现串行通信的硬件环境，数据格式的协议，数据交换的协议。 3．了解PC 机通信的编程方法。 二、实验要求
使用8251 构成1 个自发自收的回路，用户按PC 机上的键，将其键码以9600波特率发送出去，同时8251 自己收回，将接收键码显示在屏幕上。当用户按?Q?键时退出。 三、实验原理
8251A的主要性能和内部结构
8251A的内部结构框图如图10.19所示。从图中可以看出，它由数据总线缓冲器、读/写控制逻辑、发送缓冲器、发送控制器、接收缓冲器、接收控制器、调制/解调器控制逻辑、同步字符寄存器及控制各种操作的方式寄存器等组成。
D7～ D0 RESET CLKC/D RD WR DSR DTR CTS RTS 内部数据总线发送缓冲器同步字符寄存器 1同步字符寄存器 2方式寄存器状态寄存器控制寄存器计数器发送控制器TXRDYTXETXC发送移位寄存器数据输出寄存器TXD数据总线缓冲器读/写控制逻辑接收缓冲器接收移位寄存器数据输入寄存器RXDCS调制/解调 器控 制逻 辑RXRDYRXCSYNDET计数器接收控制器图a 825lA内部结构原理框图
825lA是可编程的串行通信接口芯片，它的基本性能如下： (1) 可工作在同步方式，也可工作在异步方式。同步方式下波特率为0～64 000波特，异步方式下波特率为0～19 200波特。
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(2) 在同步方式时，每个字符可定义为5、6、7或8位。两种方法实现同步，由内部自动检测同步字符或由外部给出同步信号。允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。
(3) 在异步方式下，每个字符可定义为5、6、7或8位，用1位作奇偶校验。时钟速率可用软件定义为波特率的l、16或64倍。另外，8251A在异步方式下能自动为每个被输出的数据增加1个起始位，并能根据软件编程为每个输出数据设置1位、1.5位或2位停止位。
(4) 能进行出错检测。带有奇偶、溢出和帧错误等检测电路，用户可通过输入状态寄存器的内容进行查询。
8251是一种通用同步/异步接收器/发送器，它的工作方式可以通过编程设定。8251能够以同步或异步通信方式进行工作，能自动完成帧格式。
8251A的控制字 1. 方式寄存器
方式寄存器是8251A在初始化时，用来写入方式选择字用的。方式选择有两种：同步方式和异步方式。方式寄存器有8位，最低2位全为0时表示是同步方式，最低2位不全为0时表示是异步方式。具体格式如下。
1) 8251A工作在同步方式下
当825lA工作在同步方式下时，方式寄存器的格式如图1所示。
D7SCSD6ESDD5EPD4PEN检验设置0: 无校验1: 有校验D3L2D2L1D10D00
同步字符数
0: 2个字符1: 1个字符
检验类型0: 奇检验1: 偶检验全0为同步模式否则为异步模式同步方式 0: 内同步，SDYNDET为输出 1: 外同步，SDYNDET为输入
数据位数00: 5位，01: 6位10: 7位，11: 8位图1 8251A同步方式下方式寄存器的格式
(1) D1D0＝00是同步方式的标志特征，表示同步传送时波特率因子为1，此时芯片上TXC和RXC引脚上的输入时钟频率和波特率相等。
(2) D3D2(L2L1)是规定同步传送时每个字符的位数，当L2L1对应为00、01、10、11时，分别表示传输字符的位数是5、6、7、8位。
(3) D4(PEN)是规定在传输数据时是否需要奇偶校验位，该位为“1”表示有校
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