IBM PC【1】 扬声器【2】频率【3】控制：定时器 0【4】 编程详解
IBM PC 的扬声器是计算机中一个常见的输出设备，它可以通过编程来发出各种声音。在汇编语言【5】编程中，定时器 0 是控制扬声器频率的关键组件。本文将深入探讨如何使用定时器 0 来控制 IBM PC 扬声器的频率，并通过汇编语言实现这一功能。
定时器 0 简介
在 IBM PC 中，定时器 0 是一个可编程间隔计时器【6】，它由 Intel 8253/8254【7】 可编程间隔计时器芯片提供支持。定时器 0 可以配置为不同的工作模式，其中模式 2【8】（方波发生器【9】模式）常用于控制扬声器的频率。
定时器 0 工作原理
定时器 0 有三个计数器【10】，分别称为计数器 0、计数器 1 和计数器 2。在模式 2 下，计数器 0 被配置为方波发生器，它会在计数器值【11】从 0 到最大值（由模式控制字【12】设置）之间循环计数。当计数器值从最大值减到 0 时，产生一个中断【13】，这可以通过编程来控制扬声器的开启和关闭，从而产生不同的频率。
定时器 0 编程步骤
以下是用汇编语言控制定时器 0 以产生特定频率声音的步骤：
1. 初始化定时器：设置定时器模式控制字，选择模式 2，并设置计数器的最大值。
2. 设置计数器值：根据所需的频率计算计数器的值。
3. 启动定时器：使能定时器中断，并启动定时器。
4. 处理中断：在中断服务例程【14】中，切换扬声器的状态。
代码实现
以下是一个简单的汇编语言程序，用于控制扬声器产生特定频率的声音：
assembly
; 程序入口点
start:
mov al, 0b10110100 ; 设置模式控制字：模式 2，二进制计数，方波发生器
out 43h, al ; 将模式控制字写入定时器控制端口
; 设置计数器值，以下代码产生 440Hz 的声音
mov ax, 1193180 ; 1193180 是 1.193180 MHz 的计数器频率
mov cx, 440 ; 440Hz 的频率
div cx ; 计算计数器值
mov bx, ax ; 将结果存储在 BX 寄存器中
mov al, bl ; 将低字节计数器值写入计数器 0
out 42h, al
mov al, bh ; 将高字节计数器值写入计数器 0
out 42h, al
; 启动定时器中断
mov al, 0b00000001 ; 使能计数器 0 中断
out 43h, al
; 使能中断
sti ; 开启中断
; 主循环
main_loop:
hlt ; 处理器暂停，等待中断
jmp main_loop ; 无限循环
; 中断服务例程
speaker_isr:
in al, 61h ; 读取端口状态
xor al, 3 ; 切换扬声器的状态
out 61h, al ; 写回端口状态
iret ; 返回中断
; 程序结束
end start
总结
本文详细介绍了如何使用定时器 0 来控制 IBM PC 扬声器的频率。通过设置定时器的计数器值，可以产生不同频率的声音。在实际应用中，可以根据需要调整计数器的值来产生不同的音调。通过汇编语言编程，可以实现对扬声器频率的精确控制，从而实现各种声音效果。
扩展阅读
- Intel 8253/8254 可编程间隔计时器技术手册
- IBM PC 技术参考手册
- 汇编语言编程教程
通过学习这些资料，可以更深入地了解定时器 0 的编程细节，以及如何将其应用于更复杂的音频处理任务。
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