Das Magazin für Funk Elektronik · Computer - FTP Directory Listing

etrachtet werden. Weitere Hinweise zum
8253 bzw. 8254 findet der Interessierte in
[2]. Kennzeichnend für Mode 0 ist eine Unterbrechungsanforderung
beim Nulldurchgang
des Zählers. Nach Ausgabe des Steuerwortes
liegt der Ausgang des Zählers zunächst
auf Low-Potential. Wird die Zeitkonstante
in den betreffenden Zähler geschrieben
und der Zählvorgang gestartet,
bleibt der Ausgang des Zählers weiterhin
auf Low. Der Zähler zählt jetzt mit der Frequenz
des Signals am CLK-Eingang gegen
Null. Sobald dieser Wert erreicht ist, schaltet
der Ausgang des betreffenden Kanals
auf High. Das Highpotential am Zählerausgang
bleibt bis zu einem neuen Start erhalten.
Mit der Flanke von Low nach High
kann der 8253 am Eingang Bit 5 des Portes
C des Parallelinterfaceschaltkreises 8255
einen Interrupt auslösen.
Getaktet wird der 8253 im PC mit einer
Frequenz von 1,19 MHz. Die kleinste mögliche
Zeitauflösung beträgt somit rund 833
ns. Der Zählumfang beträgt 65 536 Perioden
der Schwingung. Dieses sind 54,613
ms. Das entspricht genau jenen 18,2 Hz,
mit denen auch die interne Uhr des PC
weitergestellt wird.
■ Zeitmessung
Wie weiter oben schon erwähnt, sollten die
einzelnen Kanäle des Zählers nicht wild
umprogrammiert werden. Insbesondere
der einfache Weg, zwei Zähler hintereinanderzuschalten,
scheidet aus, da die Kanäle
0 und 1 des 8253 schon feste Aufgaben
im PC haben. Ein anderer Weg zur
Erhöhung des Zählumfanges besteht in der
Nutzung eines Prozessorregisters, das die
Anzahl der Nulldurchgänge zählt. Ein Doppelregister
kann ebenfalls 65536 Werte repräsentieren.
Damit ergibt sich zeitlich ein
Gesamtzählumfang von ungefähr 59,65
min. Diese knappe Stunde dürfte für die
meisten „Kurzzeitmessungen“ eigentlich
ausreichen.
Der Zustand der zu überwachenden Einrichtung
muß über einen Port überwacht
werden. Da die Ein- und Ausgabeoperationen
gewöhnlich nur in mehreren Prozessortakten
abgearbeitet werden, kann dies
dazu führen, daß eine Änderung des Portzustandes
erst nach „längerer“ Zeit erkannt
wird. Auf jeden Fall muß dafür gesorgt
werden, daß die Zeitmessung nicht durch
andere Programme gestört wird. Insbesondere
die Echtzeituhr kann hier viel Ärger
bereiten. Aus diesem Grund werden gleich
zu Anfang des Maschinenprogramms die
Interrupts gesperrt. Der Zeitzähler für den
höherwertigen Teil, das BX-Register, wird
mit dem Wert Null initialisiert. Das Register
DX adressiert den Gameport, über den
die Eingangszustände ermittelt werden. Der
Zählerkanal 2 wird als nächstes program-
miert. Wie oben erwähnt, wird Mode 0 als
Betriebsart gewählt. Um den höchstmöglichen
Zeitbereich nutzen zu können, wird
die Zeitkonstante 65535 in zwei Schritten
geladen. Die duale Zählweise erhöht ebenfalls
den Zählumfang.
Der nächste Schritt besteht in der Registrierung
des Pegelwechsels am Gameport.
Diese drei Schritte (bei Marke M1 im Maschinenprogrammteil)
benötigen „relativ“
viel Zeit und begrenzen damit die kleinste
meßbare Zeit. Wird ein Pegelwechsel registriert,
startet der Zähler mit der Rückwärtszählung.
Der Programmteil an Marke
M3 kontrolliert, ob schon 55 ms abgelaufen
sind. Ist dies nicht der Fall, erfolgt
eine Kontrolle, ob die gesamte Meßzeit
vielleicht schon abgelaufen ist.
Sollte dies der Fall sein, werden der Lowund
Highwert des Zählers ausgelesen und
in zwei Speicherzellen zur weiteren Verarbeitung
abgelegt. Bei einer längeren Meßzeit
wird ständig der Nulldurchgang des
Zählers und der Portzustand überwacht.
Ist die Zeit länger als 55 ms, so erfolgt irgendwann
der Nulldurchgang des Zählers.
In diesem Fall wird der Zähler neu geladen
und wieder gestartet. Da die Zeit 55 ms
überschreitet, wird das Register BX erhöht.
Aus dem Stand von BX kann die Anzahl
der 55-ms-Schritte zurückgewonnen
werden.
Diese Zahl wird ebenfalls in zwei weiteren
Speicherzellen abgelegt. Ansonsten bewegt
sich das Programm bis zum Ende der Zeitdauer
in einer fortlaufenden Abfrage von
Zählernull und Portzustand. Die maximal
erfaßbare Zeit beträgt 59,65 min, also rund
eine Stunde. Danach läuft das BX-Register
PC
über und die gemessene Zeit ist nicht mehr
eindeutig feststellbar. Für längere Zeiten
kann behelfsweise mit dem TIME-Befehl
des BASIC-Interpreters die Start- und
Stoppzeit bestimmt werden. Aus der Differenz
und dem Inhalt des BX-Registers
lassen sich dann auch Zeiten, die größer als
eine Stunde sind, bestimmen.
Das BASIC-Programm übernimmt die Verarbeitung
der vom Maschinenprogramm gelieferten
Werte. Hier wird berücksichtigt,
daß der 8253 rückwärts zählt und die Werte
von BX etwa 55 ms entsprechen. Je nach errechnetem
Wert erfolgt die Ausgabe in µs,
ms oder s.
■ Programme
Um eine Anpassung an eigene Problemstellungen
zu ermöglichen, ist in den Listings
der Quellcode des Programms angegeben.
Der Maschinenprogrammteil wurde auf das
zum Verständnis nötige Maß gekürzt.
Insbesondere die Marke M1 und M2 sind
für mögliche Anpassungen interessant. Hier
wird festgelegt, welcher Pegelwechsel den
Anfang oder das Ende des Zeitabschnittes
auslöst.
Das BASIC-Programm ist lediglich zur Testung
der Maschinenroutine gedacht. Nach
dem Start mit RUN wird eine Messung der
Zeitdauer eines Low-Signals am Gameport
Bit 4 (erster digitaler Eingang) durchgeführt.
Die gemessene Zeit wird auf dem Bildschirm
ausgegeben.
Literatur
[1] Köhler, A.: Tonerzeugung mit dem PC. FUNK-
AMATEUR 42 (1993), H. 2, S. 98
[2] CMOS DIGITAL DATA BOOK. Firmenschrift
Harris Corporation 1986
BASIC-Programmteil für das Laden und den Start des Maschinenprogramms
10 REM Programm zur Kurzzeitmessung mit dem Gameport
20 REM Es kann max. eine Stunde mit 833 ns Aufloesung gemessen
30 REM werden. Eingang ist der erste digitale Eingang Bit 4
40 CLEAR, &H9000: MROUT = &H9000
50 FOR I = 0 TO 79
60 READ A
70 POKE &H9000 + I,A
80 NEXT I
90 DATA &HFA,&H55,&HBA,&H01,&H02,&HBB,&H00,&H00,&HB0,&H40
100 DATA &HE6,&H61,&HB0,&HB0,&HE6,&H43,&HB0,&HFF,&HE6,&H42
110 DATA &HE6,&H42,&HEC,&H24,&H10,&H75,&HFB,&HB0,&H41,&HE6
120 DATA &H61,&HE4,&H42,&HE4,&H42,&H24,&H80,&H75,&H0F,&HB0
130 DATA &H40,&HE6,&H61,&HB0,&HFF,&HE6,&H42,&HE6,&H42,&HB0
140 DATA &H41,&HE6,&H61,&H43,&HEC,&H24,&H10,&H74,&HE4,&HB0
150 DATA &H40,&HE6,&H61,&HE4,&H42,&HA2,&H80,&H90,&HE4,&H42
160 DATA &HA2,&H81,&H90,&H89,&H1E,&H82,&H90,&H5D,&HFB,&HCB
170 CALL MROUT
180 NT = (PEEK(&H9080)+256*PEEK(&H9081))
190 ZL = 65535!-NT
200 HT = (PEEK(&H9082)+256*PEEK(&H9083))
205 PRINT HT,ZL : REM fuer die Testphase
210 ZT = (ZL * .833333) +(HT * 54613.3333#)
220 IF ZT > 1000000! THEN ZT = ZT/1000000! : GOTO 260
230 IF ZT > 1000 THEN ZT = ZT/1000 : GOTO 250
240 PRINT „Zeit : „;ZT;“us“ : GOTO 270
250 PRINT „Zeit : „;ZT;“ms“ : GOTO 270
260 PRINT „Zeit : „;ZT;“ s“
270 END
FA 11/95 • 1183