基于定时/计数器8253芯片的C语言与汇编语言开发探讨

【文章摘要】

微型计算机原理与接口技术是电子信息类专业的一门专业必修课程，对掌握微机的工作原理和接口应用尤其重要。本文以8253 为例，主要结合C 语言与汇编语言进行计算机程序编写设计中各自的特征优势，从C语言角度和汇编角度探讨接口芯片的编程。

【关键词】

微机原理；C 语言；汇编语言；接口

0 引言

微型计算机原理与接口技术是电子信息类专业的一门专业必修课程，对掌握微机的工作原理和接口应用尤其重要。本文以8253 为例，主要结合C 语言与汇编语言进行计算机程序编写设计中各自的特征优势，从C语言角度和汇编角度探讨接口芯片的编程。

1 定时/计数器8253芯片知识点描述

8253中各通道可有6种可供选择的工作方式，以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。

1.1 速率波发生器

进入这种工作方式，输出高电平，装入计数值n后如果GATE为高电平，则立即开始计数，保持为高电平不变；待计数值减到“1”和“0”之间，将输出宽度为一个周期的负脉冲，计数值为“0”时，自动重新装入计数初值n，实现循环计数，将输出一定频率的负脉冲序列，其脉冲宽度固定为一个周期，重复周期为周期的倍。时序波形如图1所示。

1.2 方波发生器

任一通道工作在这一工作方式时，只在计数值为偶数，则可输出重复周期为、占空比为1∶1的方波。进入工作方式时，输出低电平，装入计数值后，立即跳变为高电平。如果当前GATE为高电平，则立即开始减“1”计数，保持为高电平，若为偶数，则当计数值减

到时，跳变为低电平，一直保持到计数值为“0”，系统才自动重新置入计数值，实现循环计数。这时端输出的周期为n×周期，占空比为1∶1的方波序列；若为奇数，则端输出周期为周

期，占空比为：的近似方波

序列。时序波形如图2所示。

1.3 使用C语言的优势

语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统，如DOS、UNIX；也适用于多种机型。C语言具有强大的绘图能力，可移植性好，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画，它也是数值计算的高级语言。

1.4 使用汇编语言的优势

汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。

总之，对于目前普遍使用的RISC架构的8bit MCU来说，其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限，如果使用C语言编写，一条C语言指令编译后，会变成很多条机器码，很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言，一条指令就对应一个机器码，每一步执行什幺动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。

2 实例：C 语言方式下和汇编语言下控制8253

8253控制端口地址为303H；计数器0地址为300H；计数器1地址为301H；计数器2地址为302H。

用C语言程序实现，则程序段为：

outportb（0x303，0x56） ；//56H，选择计数器1，低8位读写，方式3（方波发生器），二进制计数。

outportb（0x301，8） ；// 向计数器1 写入低8位初值8H。

outportb（0x303，0x94） ；// 向8253 控制端口写控制字94H。选择计数器2，低8位后读写，方式2（分频脉冲发生器），二进制计数。

outportb（0x302，6） ；// 向计数器2 写入低八位初值6H。

如果用汇编语言实现，则程序段为：

MOV DX，303H

MOV AL，56H

OUT DX，AL

MOV DX，301H

MOV AL，8

OUT DX，AL

MOV DX，303H

MOV AL，94H

OUT DX，AL

MOV DX，302H

MOV AL，6

OUT DX，AL

从中可以直观地可以看出，如果使用汇编语言对8253 写入控制字MOV DX，303H、MOV AL，36H和OUT DX，AL三条语句完成，而且需要3个寄存器，但由于CPU内部资源中寄存器有限，它属于最珍贵的资源寄，使用汇编容易造成寄存器资源紧张；而用C 语言只需调用outport函数，C语言的代码长度短了很多，并且也方便初学者掌握，使初学者在嵌入式软件开发上产生更多的兴趣，为大型嵌入式软件的开发奠定坚实的基础。

3 结束语

根据本文比较C语言和汇编语言对8253 的开发，会让更多的初学者明白C语言作为一种面向结构的语言对嵌入式系统开发的优胜性，希望越来越多的初学者在微机原理和接口的实验课上，采用C 语言进行开发，削减代码量，提高效率。今后使用中也可以使用C 语言与汇编语言进行混合编程开发设计，不仅具有C 语言与汇编语言编程设计中的优势特征，并且对于两种语言编程设计中的局限性问题，也有相互的补充与改进，具有较好的灵活性，并且编程开发设计速度快、效率高，有很大的编程开发设计应用优势。

【参考文献】

[1]冯博琴.微型计算机原理与接口技术（第3版）.北京：清华大学出版社，2011.

[2]沈美明.IBM-PC汇编语言程序设计（第2版）.北京：清华大学出版社.2013

[3]谭浩强.C 程序设计（第三版）.北京：清华大学出版社，2005.

【作者简介】

李忠武（1976—），男（汉族），云南保山人，保山学院 本科，讲师，主要研究方向：计算机科学。