По теме лабораторной работы. Микросхема таймера генерирует импульсы частоты 1193180 гц

Микросхема таймера генерирует импульсы частоты 1193180 гц. Эта последовательность импульсов поступает на три канала таймера. В каждом канале есть свой счетчик, работающий как делитель частоты, максимальное число которое может быть записано в счетчике (коэффициент деления) - 655357. Счетчики каналов таймера независимы друг от друга и доступны для программиста. Назначение каналов таймера следующее:

· канал 0 используется для системной службы времени. При инициализации системы BIOS записывает в счетчик этого канала максимально возможное число, таким образом, импульсы на выходе делителя выдаются с частотой около 18.2 гц (период этой частоты - около 55 мсек - программисты иногда называют "тиком" таймера). Выход делителя этого канала поступает на контроллер прерываний и вызывает прерывание с номером 8;

· выход канала 1 используется схемами регенерации памяти, поэтому программисты с этим каналом не работают;

· выход канала 2 поступает на динамик ПЭВМ, этот канал используется для генерации звука.

Каждый канал может работать в одном из 6 режимов, но программисты, как правило, используют его в режиме 3 (генератор меандра).

Программирование канала таймера представляет собой запись числа в счетчик канала. Имеется один управляющий порт - 0x43 для всех каналов и по одному порту данных для каждого канала - 0x40, 0x41, 0x42. При программировании следует записать в порт 0x43 управляющий байт, который обычно имеет вид: x x 1 1 0 1 1 0, где xx - номер канала таймера, а затем послать в порт данных выбранного канала сначала младший, а затем старший байт счетчика.

Пример:

Дана функция - y=50*(sin(x/10)+cos(x/8))+R+150;

R - в диапазоне 0 - 10;

частота - 36.4 Гц.

Программа состоит из основной программы и трех функций.

void *readvect(int in) - функция читает вектор прерывания с номером in и возвращает его значение.

void writevect (int in, void *h) - функция устанавливает новый вектор прерывания in на новый обработчик этого прерывания по адресу h.

void interrupt newtime() - процедура нового обработчика прерывания таймера.

В этой программе применяются две константы:

TIMEINT=8 - номер прерывания таймера;

NN=100 - максимальное число показаний АЦП.

Переменные, глобальные для всей программы:

y - массив показаний АЦП;

ny - текущий индекс в массиве показаний;

yc - текущее значение функции;

kf - счетчик вызовов oldtime (oldtime вызывается каждые второй раз);

rr и sr - переменные, которые используются для задания значений регистров общего назначения и сегментных регистров, соответственно при вызове прерывания.

Переменные главной программы:

oldtic - старый коэффициент деления;

newtic - новый коэффициент деления (применяется для увеличения частоты вызова прерываний таймера);

x - аргумент заданной функции F(x);

dd - тип графического адаптера;

m - режим графики;

errorcode - код результата инициализации графики.

Главная программа постоянно вычисляет значения заданной функции F(x) при переменном аргументе, что имитирует непрерывный сигнал, а обработчик прерывания 8 имитирует преобразователь с постоянным шагом дискретизации по времени. Перед началом работы канал 0 таймера программируется на частоту в 2 рази большую обычной (записью в порт 43h управляющего байта 00110110b=36h, а потом посылкой в порт 40h нового значения коэффициента деления), таким образом, "частота дискретизации" составляет около 36.4 Гц. При поступлении следующего прерывания запоминается текущее значение функции F(x), старый обработчик прерывания oldtime вызывается не при кожному прерывании, а лишь один раз из двух (переменная kf - счетчик по модулю 2), когда oldtime не вызывается, наш обработчик сам сбрасывает контроллер прерываний посылкой значения 20h в порт 20h. После набора 100 "показаний АЦП" восстанавливается старый вектор обработчика таймера, а результат аналого-цифрового преобразование выводится на терминал в графическом режиме в виде решетчатой функции.

Функция readvect() читает вектор заданного прерывания. Для чтения вектора применяется функция 35h DOS (прерывания 21h):

Вход: AH = 35h;

AL = номер вектора прерывания.

Выход: ES:BX = адрес программы обработки прерывания.

Функция writevect() устанавливает новый вектор прерывания по заданному адресу. Для записи вектора применяется функция 25h DOS:

Вход: AH = 25h;

AL = номер вектора прерывания;

DS:BX = 4-байтный адрес нового обработчика прерывания.

* Подключение стандартных заголовков */

#include <dos.h>

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#include <graphics.h>

#include <time.h>

#include <conio.h>

#define TIMEINT 8 /* Прерывание таймера */

#define NN 100 /* Максимальное количество показаний */

void interrupt (*oldtime)(); /* Новый обpаботчик */

/* пpеpываний таймеpа */

void interrupt newtime(); /* Старый обpаботчик */

/* пpеpываний таймеpа */

static int y[NN]; /* Накопитель показаний */

static int ny; /* Индекс в массиве y */

static int yc; /* Текущее значение */

static int kf; /* Счетчик вызовов oldtime */

union REGS rr; /* Запись нового вектора */

struct SREGS sr;

void *readvect(int in); /* Получение старого вектора */

void writevect(int in, void *h);/* Запись нового вектора */

/*--------------------------------------------------------*/

void main()

{

unsigned oldtic=65535u; /* Старый коэфф. деления */

unsigned newtic=32768u; /* Новый коэфф. деления */

int dd, /* Графический драйвер */

m, /* Графический режим */

errorcode; /* Код ошибки */

double x; /* Аргумент функций sin и cos */

textbackground(0);

clrscr();

textattr(0x0a);

cprintf(" Лабораторная работа N6 ");

cprintf("\n Управление таймером ");

textattr(0x8e);

gotoxy(35,12);

cprintf("Please wait");

/* Программирование канала 0 */

outportb(0x43,0x36); /* Управляющий байт */

outportb(0x40,newtic&0x00ff); /* Младший байт счетчика */

outportb(0x40,newtic>>8); /* Старший байт счетчика */

ny=-1; /* Признак того, что АЦП еще не началось */

kf=15;

/* Подключение к вектору */

oldtime=readvect(TIMEINT);

writevect(TIMEINT,newtime);

/* Запуск "непрерывного процесса" */

randomize();

for (x=ny=0; ny<NN; x+=1)

yc=(int)(50*(sin(x/10)+cos(x/8))+random(11)+150);

/* Восстановление вектора */

writevect(TIMEINT,oldtime);

/* Восстановление канала 0 */

outportb(0x43,0x36); /* Управляющий байт */

outportb(0x40,oldtic&0x00ff); /* Младший байт счетчика */

outportb(0x40,oldtic>>8); /* Старший байт счетчика */

/* Вывод запомненных результатов */

dd=3; /* EGA, 16 цветов */

m=1; /* Режим 640*350 */

initgraph(&dd,&m,"");

/* проверка результата инициализации */

errorcode = graphresult();

if (errorcode!= grOk) /* ошибка графического режима */

{

printf("Graphics error: %s\n", grapherrormsg(errorcode));

printf("Press any key to halt:");

getch();

exit(1); /* аварийное завершение */}

setcolor(10);

settextstyle(0,0,2);

outtextxy(15,10,"Результати аналого-цифрового преобразования:");

setcolor(9);

rectangle(15,40,624,330);

setcolor(11);

for(ny=0; ny<NN; ny++)

{

circle(22+ny*6,330-y[ny]*1,2);

line(22+ny*6,330,22+ny*6,330-y[ny]*1);}

setcolor(12);

settextstyle(0,0,1);

outtextxy(260,340,"Нажмите любую клавишу...");

getch();

closegraph();

}

/* Новый обpаботчик пpеpиваний таймеpа */

void interrupt newtime()

{

if (--kf<0) {

/* Виклик oldtime - на 2-й раз */

(*oldtime)();

kf=1;}

else /* иначе - сброс контроллера */

outportb(0x20,0x20);

if ((ny>=0) /* Если АЦП началось, */

&&(ny<NN)) /* и NN показаний еще не набрано, */

y[ny++]=yc; /* запоминание очередного показания *}

/* Получение старого вектора */

void *readvect(int in)

{

rr.h.ah=0x35; rr.h.al=in;

intdosx(&rr,&rr,&sr);

return(MK_FP(sr.es,rr.x.bx));

}

/* Запись нового вектора */

void writevect(int in, void *h)

{

rr.h.ah=0x25;

rr.h.al=in;

sr.ds=FP_SEG(h);

rr.x.dx=FP_OFF(h);

intdosx(&rr,&rr,&sr);

}

Результат работы представляется в графическом режиме в виде решетчатой функции на экране терминала.

Задания для лабораторной работы:

Таблица 1 – варианты индивидуальных заданий

№ варианта	R	y=F(x)	Частота (ГЦ)
	0 - 10	y=((100-x)%100)*0.5+R+100	72.7
	0 - 10	y=((77-x)%200)*0.1+R+150	145.5
	0 - 10	y=40*(cos(x/10)+cos(x/6))+R+100	36.4
	0 - 2	y=50*(cos(x/10)+R*cos(x/5))+150	54.5
	0 - 2	y=50*sin(cos(x/10)+R)+150	90.9
	0 - 1	y=0.5*(x%100)+100*sin(x/5)*R+150	72.7
	0 - 1	y=0.5*(x%100)+50*sin(x/50)*(R+1)+150	145.5
	0 - 1	y=50*sin(x/(10+R))+150	36.4
	0 - 0.2	y=50*(fabs(sin(x/10))+R)+150	54.5
	0 - 10	y=10*-1N*(x/100)+R+150	90.9
	0 - 10	y=-1N*50*sin(x/10)+150+R	72.7
	0 - 10	y=0.5*-1N*(x%200)*sin(x/10)+150+R	145.5
	0 - 10	y=0.5*-1N*(x%200)+50*sin(x/10)+150+R	36.4
	0 - 10	y=50*(sin(x/64)+sin(x/32)+ +0.1*sin(x/4)+0.1*sin(x/2))+R+150	54.5
	0 - 10	y=50*(sin(x/64)+sin(x/32)+ +sin(x/2))+R+150	90.9
	0 - 10	y=0.5*(x%100+-1N*x%200)+150+R	72.7
	0 - 10	y=0.5*(-1N*x%100+x%200)+R+150	145.5
	0 - 0.1	y=0.5*(-1N*x%100+200*R*sin(x/10))+150	36.4
	0 - 0.3	y=50*(fabs(sin(x/10))+R)+150	55.5
	0 - 10	y=10*-1N*(x/100)+R+150	93.9
	0 - 10	y=-1N*50*sin(x/10)+50+R	75.7
	0 - 10	y=0.5*-1N*(x%200)*sin(x/10)+150+R	145.5
	0 - 10	y=0.5*-1N*(x%200)+50*sin(x/10)+150+R	36.4
	0 - 10	y=50*(sin(x/64)+sin(x/32)+ +0.1*sin(x/4)+0.1*sin(x/2))+R+150	54.5
	0 - 10	y=50*(sin(x/64)+sin(x/32)+ +sin(x/2))+R+150	90.9
	0 - 10	y=0.5*(x%100+-1N*x%200)+50+R	75.7
	0 - 10	y=0.5*(-1N*x%100+x%200)+R+50	135.5
	0 - 0.3	y=0.5*(-1N*x%100+200*R*sin(x/10))+150	39.4
	0 - 10	y=((77-x)%200)*0.1+R+150	145.5
	0 - 10	y=50*(cos(x/10)+cos(x/6))+R+100	39.4
	0 - 2	y=50*(cos(x/10)+R*cos(x/5))+150	58.5
	0 - 2	y=50*sin(cos(x/10)+R)+150	91.9
	0 - 1	y=0.5*(x%100)+100*sin(x/5)*R+5	75.7
	0 - 1	y=0.5*(x%100)+50*sin(x/50)*(R+1)+50	155.5
	0 - 1	y=50*sin(x/(10+R))+50	39.4

Построить модель аналого-цифрового преобразователя (АЦП), которая работает в реальном времени. Процесс, который дискретизуется, моделируется программой (программным блоком), который выполняет циклическое вычисление функции y=F(x), где x - номер итерации. Преобразователь моделируется программой, которая выполняет с заданной частотой (в реальном времени) прерывание процесса, считывание и запоминание текущего значения функции. Запомнить не меньше 80 значений функции. Обеспечить наглядное представление результатов работы "АЦП".

Примечание: R - случайное вещественное число из последовательности, равномерно распределенной в указанном интервале.

Контрольные вопросы:

1. Назовите функции таймера.

2. Назовите назначение каналов таймера.

3. Что представляет собой программирование канала таймера.

4. Какаим образом происходит доступ к счетчику времени.

5. Какой частоты таймер генерирует импульсы?