微機(jī)系統(tǒng)與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)----數(shù)字信號發(fā)生器

1、<p>　　微機(jī)系統(tǒng)與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　建立微機(jī)系統(tǒng)概念，提升對微機(jī)系統(tǒng)的理解和認(rèn)識，提高微機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用能力。</p><p>　　進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握危機(jī)程序設(shè)計(jì)方法。通過應(yīng)用程序的編寫和調(diào)試，學(xué)習(xí)程序的調(diào)試。</p><p>　　進(jìn)一步

2、熟悉典型接口芯片的使用，接口及外部設(shè)備與系統(tǒng)的連接方式。</p><p><b>　　二．題目：</b></p><p>　　微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)-----------數(shù)字信號發(fā)生器 </p><p><b>　　三．設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　以8086（8088）CPU的主控單元構(gòu)建微機(jī)應(yīng)

3、用系統(tǒng)</p><p>　　應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，畫出電路原理圖和線路連接圖。</p><p>　　應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，畫出軟件流程圖，寫出主要控制程序。</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行微機(jī)系統(tǒng)的部分模擬調(diào)試，寫出調(diào)試說明。</p><p>　　整理設(shè)計(jì)說明說，列出參考文件清單。</p><p>　　四．列出使用元

4、器件和設(shè)備清單。</p><p>　　五．完成定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253中斷控制與8259實(shí)驗(yàn)，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論4</b></p><p>　　第二章 硬件設(shè)計(jì)5</p><p>&

5、lt;b>　　一．硬件連接圖5</b></p><p>　　二、系統(tǒng)硬件選擇和設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　三．電路原理圖8</b></p><p>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)9</p><p><b>　　一.程序流程圖9</b></p><p>

6、;<b>　　二.程序段14</b></p><p>　　第四章 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試19</p><p><b>　　一．實(shí)驗(yàn)步驟19</b></p><p><b>　　二．實(shí)驗(yàn)調(diào)試19</b></p><p><b>　　三．波形記錄19</b>&l

7、t;/p><p>　　第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)21</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　使用元器件23</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　在我們?nèi)粘Ｉ钪?，以及一些科學(xué)研究

8、中，鋸齒波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本測試信號。此外，如在示波器、電視機(jī)等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運(yùn)動，以利用熒光屏顯示圖像，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時(shí)基電路。例如，要在示波器熒光屏上不失真地觀察到被測信號波形，要求在水平偏轉(zhuǎn)板加上隨時(shí)間作線性變化的電壓——鋸齒波電壓，使電子束沿水平方向勻速搜索熒光屏。而電視機(jī)中顯像管熒光屏上的光點(diǎn)，是靠磁場變化進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的，所以需要要用鋸齒波電流來控制,對于三角波，方波同樣有這不可忽視的作用

9、而函數(shù)發(fā)生器是指一般能自動產(chǎn)生方波 正弦波 三角波以及鋸齒波階梯波等電壓波形的電路或儀器。因此信號發(fā)生器是我們在學(xué)習(xí)，科學(xué)研究等方面不可缺少的工具。此外，信號發(fā)生器在教學(xué)、試驗(yàn)、測控等各個(gè)領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用，其輸出信號的頻率范圍覆蓋了各個(gè)頻段，從甚低頻到甚高頻，操作方式也從手動旋鈕到程控，產(chǎn)生的波形從傳統(tǒng)的正（余）弦波和脈沖波形，發(fā)展到現(xiàn)在能產(chǎn)生各種任意波形。以前的信號發(fā)生器往往獨(dú)占一個(gè)機(jī)箱，而現(xiàn)在的一些應(yīng)用中，它只是一塊插在計(jì)算機(jī)中

10、的擴(kuò)展卡，還有一些信號發(fā)生器設(shè)計(jì)成一個(gè)獨(dú)立的小模塊，通過RS-232C或RS-422，</p><p>　　第二章 硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一．硬件連接圖 </b></p><p>　　如圖1，PC口地址為0FFDAH，8255A控制端口地址為0FFDBH，D/A轉(zhuǎn)換器輸出端口地址為0FFE0H.</p>&l

11、t;p>　　二、系統(tǒng)硬件選擇和設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 系統(tǒng)擴(kuò)展接口的選擇</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的是8088微處理器，如圖2，選擇8255A（圖3）可編程并行接口作為系統(tǒng)的擴(kuò)展接口，8255A的通用性強(qiáng)，適應(yīng)靈活，通過它CPU可直接與外設(shè)相連接。</p><p>　　2. D/A轉(zhuǎn)換器的選擇</p><p>　　D/A

12、轉(zhuǎn)換器是把數(shù)字量變換成模擬量的線性電路器件，一做成集成芯片。由于實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的原理和電路結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)有所不同，因而出現(xiàn)上百種D/A轉(zhuǎn)換器，它們在轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、分辨率以及使用價(jià)值上都具有特色。在分辨率上，14、16、18位的D\A轉(zhuǎn)換器已投入市場，20位的D\A轉(zhuǎn)換器已研制成功。在速度上，16位幾百KHz,8位100MHz以上的產(chǎn)品都已成為商品。在各種各樣的D\A轉(zhuǎn)換芯片中我們選用8位的DAC0832芯片作為接口芯片。</p

13、><p>　　DAC0832（如圖4）是采用CMOS工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。它由倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、運(yùn)算放大器和參考電壓VREF四大部分組成。輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量成正比，這就實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器有8個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是8位二進(jìn)制數(shù)的一位），有一個(gè)模擬輸出端。輸入可有256個(gè)不同的二進(jìn)制組態(tài)，輸出為256個(gè)電壓之一，即輸出電壓不是整個(gè)電壓范圍內(nèi)任

14、意值，而只能是256個(gè)可能值。</p><p>　　DAC0832有單緩沖，雙緩沖，直通三種工作方式。在應(yīng)用系統(tǒng)中只有一路</p><p>　　D/A轉(zhuǎn)換，即不要求多個(gè)模擬輸出通道同時(shí)刷新模擬輸出時(shí)，通常采用單緩沖方</p><p>　　式。本實(shí)驗(yàn)便采用了此工作方式。</p><p>　　DAC0832的內(nèi)部包括兩個(gè)8位寄存器、1個(gè)8位轉(zhuǎn)換器

15、和相應(yīng)輔助電路。</p><p>　　8位輸入寄存器為第一級鎖存器，它的鎖存信號為ILE。當(dāng)ILE為高電平、CS和WR1為低電平時(shí)，LE1為1，這種情況下，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化。此后，WR1由低變高時(shí)，ILE變?yōu)榈碗娖剑藭r(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中。8位DAC寄存器為第二級鎖存器，它的鎖存信號也稱為通道控制信號。WR2和XFEB同時(shí)為低電平時(shí)，LE2為高電平，這時(shí)，8位的DAC寄存器的輸出隨輸入而變化，

16、此后，當(dāng)WR2由低變高時(shí)，LE2變?yōu)榈碗娖?，將輸入寄存器的信息鎖存到DAC寄存器。正是由于DAC0832內(nèi)部的這兩種鎖存器，故它可直接掛接在總線上，在需要進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，CPU通過片選信號和寫控制信號將數(shù)據(jù)寫至D/A變換器。</p><p>　　3. 74LS138譯碼器</p><p>　　74LS138（如圖5） 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS13

17、8 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。 </p><p><b>　　其工作原理如下：</b></p><p>　　①當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（E2)和/(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。比如：A2A1A0=110時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號。 </p><p>　?、诶?/p>

18、 E1、E2和E3可級聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。 </p><p>　?、廴魧⑦x通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器</p><p>　　可用在8086的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。</p><p><b>　　三．電路原理圖</b></p><p>&l

19、t;b>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一.程序流程圖</b></p><p><b>　　1.主程序流程圖</b></p><p>　　判斷8255A PC口PC0—PC3中的數(shù)據(jù)，為高電平時(shí)調(diào)用各個(gè)子程序以輸出不同的波形，在運(yùn)行子程序時(shí)要不斷的檢查點(diǎn)評變化以達(dá)到開關(guān)的效果，若

20、點(diǎn)評發(fā)生改變則返回主程序。如圖7。</p><p><b>　　2.梯形波流程圖 </b></p><p>　　將AL置0，將其輸出并延時(shí)，然后再將AL加1并延時(shí)即可得到斜向上的波形，判斷AL是否打到最大值0FFH，若達(dá)到最大值則調(diào)用延時(shí)即可得到高電平的波形，然后將AL減1并調(diào)用延時(shí)即可得到些向下的波形，即可得到梯形波。如圖8。

21、 </p><p><b>　　3.方波流程圖 </b></p><p>　　將AL賦予初值0FFH，將其從端口輸出并調(diào)用延時(shí)程序即可得到高電平的波形，將AL取反輸出到端口并延時(shí)則輸出低電平波形，從而得到方波波形。如圖9。 </p><p><b>　　4.鋸齒波流程圖</b&g

22、t;</p><p>　　先將AL置初值0，并將其從端口輸出，將AL加1并調(diào)用延時(shí)程序即可輸出鋸齒波。如圖10。</p><p><b>　　5.三角波流程圖</b></p><p>　　將AL置0并將其從端口輸出，將AL加1并調(diào)用延時(shí)程序，若AL打到最大值則可輸出斜向上的波形，將AL減1并調(diào)用延時(shí)程序，若AL打到最小值則輸出些向下的波形，則可

23、形成三角波。如圖11。</p><p><b>　　二.程序段</b></p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE</p><p><b>　　ORG 33E0H</b></p><p>

24、;　　PA EQU 0FFD8H</p><p>　　PB EQU 0FFD9H</p><p>　　PC EQU 0FFDAH</p><p>　　PCTL EQU 0FFDBH</p><p>　　DAPORT EQU 0FFE0H</p><p>　　H5: MOV

25、DX,PCTL</p><p>　　MOV AL,89H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　MOV DX,PC</b></p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　TEST

26、AL,01H</p><p><b>　　JNZ H4</b></p><p>　　TEST AL,02H</p><p><b>　　JNZ H6</b></p><p>　　TEST AL,04H</p><p><b>　　JNZ H7</b>&l

27、t;/p><p>　　TEST AL,08H</p><p><b>　　JNZ H8</b></p><p><b>　　JMP H5</b></p><p>　　H4: MOV AL,0</p><p>　　L0: MOV DX,DAPORT</p>

28、;<p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　CALL P2</b></p><p>　　L1: INC AL</p><p><b>　　CALL P3</b></p><p>　　OUT DX,AL</p&

29、gt;<p>　　CMP AL,0FFH</p><p><b>　　JNZ L1</b></p><p><b>　　CALL P2</b></p><p>　　L2: DEC AL</p><p><b>　　CALL P3</b></p&

30、gt;<p>　　OUT DX,AL</p><p>　　CMP AL,00H</p><p><b>　　JNZ L2</b></p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p><b>　　MOV DX,PC</b></p>

31、<p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　TEST AL,01H</p><p><b>　　POP AX</b></p><p><b>　　JZ H5</b></p><p><b>　　JMP L0</b><

32、;/p><p>　　H6: MOV AL,0FFH</p><p>　　P6: MOV DX,DAPORT</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　CALL P2</b></p><p><b>　　NOT A

33、L</b></p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p><b>　　MOV DX,PC</b></p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　TEST AL,02H</p><p><

34、b>　　POP AX</b></p><p>　　H10: JZ H5</p><p><b>　　JMP P6</b></p><p>　　H7: MOV AL,00H</p><p>　　P7: MOV DX,DAPORT</p><p><b&g

35、t;　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　INC AL</b></p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p><b>　　MOV DX,PC</b></p><p><b>　　IN AL,DX</b>

36、;</p><p>　　TEST AL,04H</p><p><b>　　POP AX</b></p><p><b>　　JZ H5</b></p><p><b>　　CALL P1</b></p><p><b>　　JMP P7<

37、;/b></p><p>　　H8: MOV AL,00H ;三角波</p><p>　　L3: MOV DX,DAPORT</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　CALL P1</b></p><p

38、><b>　　INC AL</b></p><p>　　CMP AL,0B0H</p><p><b>　　JNZ L3</b></p><p><b>　　DEC AL</b></p><p>　　L4: MOV DX,DAPORT</p><p&

39、gt;<b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　CALL P1</b></p><p><b>　　DEC AL</b></p><p>　　CMP AL,00H</p><p><b>　　JNZ L4</b></p>

40、;<p><b>　　PUSH AX</b></p><p><b>　　MOV DX,PC</b></p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　TEST AL,04H</p><p><b>　　POP AX</b&

41、gt;</p><p><b>　　JZ H10</b></p><p><b>　　JMP H8</b></p><p>　　P0: CMP AL,0DAH</p><p><b>　　JNB W1</b></p><p>　　CMP AL,80H&l

42、t;/p><p><b>　　JB W1</b></p><p>　　MOV CX,180</p><p><b>　　LOOP $</b></p><p><b>　　W1: RET</b></p><p>　　P1: PUSH CX</p&

43、gt;<p>　　MOV CX,0090H</p><p><b>　　LOOP $</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　P2: PUSH CX</p>&l

44、t;p>　　MOV CX,2000H</p><p><b>　　LOOP $</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　P3: PUSH CX</p><p>

45、;　　MOV CX,20H</p><p><b>　　LOOP $</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　CODE ENDS</p><p><b>　

46、　END H5</b></p><p><b>　　第四章 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試</b></p><p><b>　　一．實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1. 按實(shí)驗(yàn)電路圖連接138譯碼器輸入端A.B.C,其中A連A2，B連A3，C連A4，138時(shí)能控制輸入端G與位于地址線A0引出孔所在位置下方的時(shí)能控制輸出端G作

47、相應(yīng)連接，該段的尋址范圍為0FFE0H~0FFFFH。</p><p>　　2. 將D/A區(qū)WR從軋空連到六位LED顯示的左下方控制線IOW插孔。</p><p>　　用8芯排線或8芯扁平線將D/A區(qū)單元總線接口D0-D7與數(shù)據(jù)總線單元D0-D7任一接口相連。</p><p>　　3. 將開關(guān)K1,K2,K3,K4分別連接至8255A的PC0，PC1，PC1，PC3

48、。</p><p>　　4. 輸入編好的程序并運(yùn)行，用示波器觀察D/A的AOUT插孔應(yīng)有各種波的輸出。</p><p><b>　　二．實(shí)驗(yàn)調(diào)試</b></p><p>　　1. 檢查程序錯誤，并給予更正。</p><p>　　2. 觀察輸出波形，與理想波形對比，修正延遲程序，使得波形更接近理想波形。</p>

49、<p><b>　　三．波形記錄</b></p><p>　　1.梯形波（如圖12）</p><p>　　2.方波（如圖13）</p><p>　　3鋸齒波（如圖14）</p><p>　　4.三角波（如圖15）</p><p><b>　　第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)</b&g

50、t;</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，了解了Intel系列微型機(jī)的基本組成以及計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示方法；熟練掌握Intel8086指令系統(tǒng)及尋址方式，偽指令及匯編語言程序格式；掌握基本程序設(shè)計(jì)方法、I/O程序設(shè)計(jì)方法以及DOS調(diào)用；掌握宏匯編的基本概念和方法；了解匯編語言程序與高級語言程序的連接方法，熟悉上機(jī)操作和程序調(diào)試技術(shù)，初步具備軟件設(shè)計(jì)的能力；并很好的了解了D/A轉(zhuǎn)換器（DAC0832）的功能，以

51、及用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法。但在將計(jì)算機(jī)理論知識轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了許多薄弱環(huán)節(jié)，比如說用匯編語言編程是我的弱項(xiàng)，對計(jì)算機(jī)領(lǐng)域各門學(xué)科的交叉應(yīng)用還有待加強(qiáng)與提高。</p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)讓我知道了理論要聯(lián)系實(shí)踐。只有理論是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有不斷的通過實(shí)踐來加強(qiáng)理論才能使自己真正掌握所學(xué)的知識并能充分合理的發(fā)揮。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)平時(shí)自己的學(xué)習(xí)有很多不足的地方，也因此

52、在此次課程設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)很多問題。同時(shí)次課程設(shè)計(jì)也使自己認(rèn)識到各種儀器之間的聯(lián)系，一種實(shí)驗(yàn)或研究需要多種儀器的共同組合搭配才能使該實(shí)驗(yàn)或研究能更順利的進(jìn)行下去。 從這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到很多東西，更是加強(qiáng)了對課文理論知識的理解，這會讓我在以后的學(xué)習(xí)中更好的運(yùn)用這些知識。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]潘名蓮.微計(jì)算機(jī)原理.北京：

53、電子工業(yè)出版社，2004.7</p><p>　　[2]李志民.計(jì)算機(jī)原理與匯編語言程序設(shè)計(jì).長沙：中南大學(xué)出版社，2001.8</p><p>　　[3]許駿.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用.廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996.5</p><p>　　[4]宮云戰(zhàn).微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用基礎(chǔ)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.5</p><p>

54、　　[5]廖爐霖.跟我學(xué)Protel 99.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.1</p><p>　　[6] 楊恢先.單片機(jī)原理及應(yīng)用.長沙：國防科技大學(xué)出版社，2002.7</p><p>　　[7]荀殿棟.微處理器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例.北京：電子工業(yè)出版社，1997.11</p><p>　　[8]劉樂善.微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù).成都：電子科技大學(xué)出版社，1994.6<

55、;/p><p>　　[9]朱仲英.微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用.上海：上海交通大學(xué)出版社，1984.4</p><p>　　[10]許立梓.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997</p><p><b>　　使用元器件</b></p><p>　　8086CPU 1個(gè)&

56、lt;/p><p>　　DAC0832 1個(gè)</p><p>　　74LS138譯碼器 1個(gè)</p><p>　　8255A 1個(gè)</p><p>　　示波器