微机原理与接口技术课程设计数字信号发生器.doc

1、 江苏大学微机原理与接口技术课程设计说明书微机系统与接口技术课程设计任务书一、设计目的1、建立微机系统概念加深对微机系统的理解和认识，提高微机系统的应用能力。2、进一步学习和掌握微机程序设计方法，通过应用程序的应用和调试学习程序的调试。3、进一步熟悉微机典型接口芯片的使用，接口及外部设备系统的连接方法。二、题目微机应用系统设计数字信号发生器的设计三、设计要求1、以8086（8088）CPU为主控单元构建微机应用系统。2、应用系统的硬件设计，画出电路原理图和线路连接图。3、应用系统的软件设计，画出软件流程图，写出主要控制程序。4、根据实验条件，进行微机应用系统的部分模拟调试工作，写出调试说明。5

2、、整理设计说明，列出参考文献清单。四、列出使用的元器件和设备清单五、完成定时/计数器8253，中断控制器8259实验，写出实验报告目录第一章 绪论- 3 -第二章 硬件设计- 4 -一、硬件的选择与设计- 4 -二、设计原理- 6 -第三章 软件设计- 9 -一、子程序设计- 9 -二、总程序设计- 15 -第四章 实验调试与设计- 20 -一、实验箱上连线- 20 -二、调试修正程序- 20 -三、产生的波形- 20 -第五章 设计总结- 22 -参考文献- 23 -元器件清单- 24 -第一章 绪论信号发生器是我们在学习，科学研究等方面不可缺少的工具，锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的

3、基本测试信号。此外，如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。例如，要在示波器荧光屏上不失真地观察到被测信号波形，要求在水平偏转板加上随时间作线性变化的电压锯齿波电压，使电子束沿水平方向匀速搜索荧光屏。而电视机中显像管荧光屏上的光点，是靠磁场变化进行偏转的，所以需要要用锯齿波电流来控制,对于三角波，方波同样有这不可忽视的作用而函数发生器是指一般能自动产生方波 正弦波 三角波以及锯齿波阶梯波等电压波形的电路或仪器。此外，信号发生器在教学、试验、测控等各个领域有十分广泛的应用，其输出信号的频率范围覆盖了各个频段，从甚低频到甚高频，

4、操作方式也从手动旋钮到程控，产生的波形从传统的正（余）弦波和脉冲波形，发展到现在能产生各种任意波形。本次课程设计采用DAC0832 D/A转换器来产生各种波形，通过8255A与外部控制开关相连实现不同波形的切换。此课程设计共设计了5种波形，分别是锯齿波、三角波、方波、正弦波和梯形波。第二章 硬件设计一、硬件的选择与设计18086(8088)CPU 引脚图（如图1）： 图12.DAC0832（D/A转换器)D/A0832是8位并行输出电流型D/A转换器，其主要参数：转换时间1us，满量程误差土1LSB，参考电压10V+10V，供电电压+5V+15V，输入逻辑电平与TTL兼容。引脚图（如图2）：

5、图23.8255A（可编程并行接口）8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7PA0、PB7PB0和PC7PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口AB配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。 8255可编程并行接口芯片工作方式说明:方式0：基本输入输出方式。适用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。 方式1：选通输入输出方式。这时A口或B口的8位外

6、设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和中断请求信号。方式2：双向总线方式。只有A口具备双向总线方式，8位外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。 引脚图（如图3）： 图3二、设计原理D/A转换器产生各种波形的原理：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。8255A实现波形切换的原理：从8255A的B口读入外接开关的信号，CPU读入不同信号值，从而执行不同

7、的代码，向D/A转换器传送不同的数据，控制D/A转换器输出锯齿波、三角波、方波、正弦波和梯形波。 原理图（如图4）： A15A08086CPUCS8255A DAC0832CS 数据总线D7D00FFE0H地址译码波形输出 图4PA0 PA1D7D0 。RD 。WR 。PA7PB08255A 。CS 。PB3PC0A1A0 PC7 D7D0 RD WR8086 A7CPU M/IO A6 A4 A3 A2 A1 A0 G1G2aG2b Y6CBA33 8086CPU与8255A的连接 图5 D7D0 WR1 DAC0832 CS Rf Iout1 Iout2 AGAND DGANDXFERWR

8、2 D7D0 WR8086 A7CPU M/IO A6 A4 A3 A2 G1G2aG2b Y0CBA33Vout 8086CPU与DAC0832的连接 图6线路连接图实验箱接线1.8086与8255A的接线实验箱已经接好，8255A的A、控制口的地址为FFD8H、FFD9、FFDAH、FFDBH。2.8086与DAC0832的连接通过138译码器，A连A2，B连A3，C连A4,138译码器使能控制输入端G与位于地址线A0引出孔所在位置下方的使能控制输出端G作对应连接，该端的寻址范围为0FFE0H。第三章 软件设计一、子程序设计1.锯齿波程序流程图开始设初值AL=0AL=AL+1设置8255A

9、的工作方式送DAC0832输出 程序如下：MOV DX,0FFDBH ;设置8255A控制口地址MOV AL,82H OUT DX,AL ;设置8255A口A为方式0输出MOV DX,0FFE0H ;DAC0832的地址MOV AL,00H ;输出数据初值J:OUT DX,AL ;锯齿波输出INC ALJMP J2.三角波 程序流程图开始设初值AL=0AL=AL+1AL=0FFH送DA0832输出AL=AL-1AL=00HYN YN 设置8255A的工作方式程序如下MOV DX,0FFDBH ;8255A控制口地址MOV AL,82HOUT DX, ALL:MOV DX,0FFE0H ; DA

10、C0832的地址 MOV AL,00H ;正向初值M:OUT DX,ALINC ALJNZ M MOV AL,0FFH ;负向初值N:OUT DX,ALDEC ALJNZ NJMP L3.方波程序流程图 开始设置8255A的工作方式设初值AL=00H送DAC0832输出调用延时程序（方波宽度）设AL=0FFH 程序如下MOV DX,0FFDBH ;8255A控制口地址MOV AL,82HOUT DX,ALMOV DX,0FFE0H ; DAC0832的地址AGAIN：MOV AL,00H OUT DX,AL ;输出方波为“0”CALL DELAY ;f方波宽度MOV AL,0FFHOUT DX

11、,AL ;输出方波为“1”CALL DELAY ;方波宽度JMP AGAINDELAY:MOV CX,0400H LOOP $ RET4.正弦波开始BX=0NYBX256BX=BX+1AL=由BX寻址的 正弦函数表数据送DAC0832输出设置8255A的工作方式 ZXBB: LEA BX,TABMOV CX,0001HZX2: MOV AL,BX ;将TAB 中的数字一次赋给AL,再输出正弦波INC BXINC CXMOV DX,DA0832OUT DX,ALCALL DELAYPUSH AXMOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较IN AL,DXCMP AL,04HJNZ BG

12、2POP AXCMP CX,256JNE ZX2JMP ZXBB5.梯形波开始 流程图如下： AL=00H 送DAC0832输出AL=AL+1 调用延时NAL=7FHY调用延时，使波形维持在最高值AL=AL1 送DAC0832输出 调用延时AL=00HNYTXBB: MOV CX,0100H ;梯形波 MOV AL,00H LL0: MOV DX,DA0832 ;低电平段 OUT DX,AL CALL DELAY DEC CX JNZ LL0 LL1: INC AL ;上升段 MOV DX,DA0832 OUT DX,AL CALL DELAY CMP AL,7FH JNE LL1 MOV C

13、X,0100H LL2: MOV DX,DA0832 OUT DX,AL ;高电平段 CALL DELAY DEC CX JNZ LL2 LL3: DEC AL ;下降段 MOV DX,DA0832 OUT DX,AL CALL DELAY CMP AL,00H JNZ LL3 MOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较 IN AL,DX CMP AL,05H JNZ BG3 JMP TXBB二、总程序设计 流程图如下 开始 设置8255A的工作方式（82H） 读入B口数据YN AL=1 产生锯齿波 AL=1YNYN AL=2 产生三角波 AL=2YNYN AL=3 产生方波 AL

14、=3YNYN AL=4 AL=4 产生正弦波YNYNN AL=5 AL=5 产生梯形波Y程序如下CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE,SS:CODE,ES:CODECT8255 EQU 0FFDBH ;8255 的控制寄存器地址B8255 EQU 0FFD9H ;8255 的B口地址DA0832 EQU 0FFE0HORG 1200HSTART:MOV AL,82H ;初始化8255，B 口输入，工作在方式0MOV DX,CT8255OUT DX,ALBG:MOV DX,B8255IN AL,DXAND AL,07HCMP AL,01H ;显示锯齿波JZ JCB

15、BCMP AL,02H ;显示三角波JZ SJBBCMP AL,03H ;显示方波JZ FBBCMP AL,04H ;显示正弦波JZ ZXBBCMP AL,05H ;显示梯形波JZ TXBJMP BGTXB:JMP TXBBJCBB: MOV AL,00H ;锯齿波AGAIN1: INC ALMOV DX,DA0832OUT DX,ALCALL DELAYPUSH AXMOV DX,B8255IN AL,DX ;再次读入开关信号，进行比较CMP AL,01HJNZ BGPOP AXJMP AGAIN1SJBB: MOV AL,00H ;三角波UP: MOV DX,DA0832 ;启动D/A 转

16、换上升OUT DX,ALCALL DELAYINC ALCMP AL,0FFHJNZ UPDEC ALDOWN: MOV DX,DA0832 ;启动D/A 转换下降OUT DX,ALCALL DELAYDEC ALCMP AL,00HJNZ DOWNMOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较IN AL,DXCMP AL,02HJNZ BGJMP SJBBFBB: MOV AL,00H ;方波FB1: MOV DX,DA0832 ;写00H，输出低电平OUT DX,ALPUSH CXMOV CX,00FFH ;低电平延迟L: CALL DELAYLOOP LPOP CXPUSH CX

17、MOV CX,00FFHMOV AL,0FFHMOV DX,DA0832OUT DX,ALL1: CALL DELAY ;高电平延迟LOOP L1POP CXMOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较IN AL,DXCMP AL,03HJNZ BG1JMP FBBBG1: JMP BGZXBB: LEA BX,TABMOV CX,0001HZX2: MOV AL,BX ;将TAB 中的数字一次赋给AL,再输出正弦波INC BXINC CXMOV DX,DA0832OUT DX,ALCALL DELAY1PUSH AXMOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较IN AL,

18、DXCMP AL,04HJNZ BG2POP AXCMP CX,256JNE ZX2JMP ZXBBBG2: JMP BGTXBB: MOV CX,0100H ;梯形波 MOV AL,00H LL0: MOV DX,DA0832 ;低电平段 OUT DX,AL CALL DELAY1 DEC CX JNZ LL0 LL1: INC AL ;上升段 MOV DX,DA0832 OUT DX,AL CALL DELAY1 CMP AL,0FFH JNE LL1 MOV CX,0100H LL2: MOV DX,DA0832 OUT DX,AL ;高电平段 CALL DELAY1 DEC CX JN

19、Z LL2 LL3: DEC AL ;下降段 MOV DX,DA0832 OUT DX,AL CALL DELAY1 CMP AL,00H JNZ LL3 MOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较 IN AL,DX CMP AL,05H JNZ BG3 JMP TXBB BG3: JMP BGDELAY:CMP AL,0D0H JNB W_END CMP AL,7AH JB W_END MOV CX,180 LOOP $W_END: RETDELAY1:PUSH CXMOV CX,0090HDEL1: PUSH AXPOP AXLOOP DEL1POP CXRETORG 5000

20、HTAB DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96HDB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEHDB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5HDB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8HDB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9HDB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5HDB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDHDB 0FDH,

21、0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFHDB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDHDB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6HDB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAHDB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAHDB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7HDB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1HDB 0AEH

22、,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99HDB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80HDB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69HDB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51HDB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AHDB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27HDB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16HDB 15H, 13H, 11H, 1

23、0H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AHDB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02HDB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00HDB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02HDB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09HDB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15HDB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25HDB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H,

24、 35H, 38HDB 3AH, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EHDB 51H, 55H, 57H, 5AH, 5DH, 60H, 63H, 66HDB 69H, 6CH, 6FH, 72H, 76H, 79H, 7CH, 80HDB 256 DUP(?)CODE ENDSEND START第四章 实验调试与设计一、实验箱上连线1.CPU与8255A的连接实验箱已经连接好，8255A的A口、B口、C口、控制口的地址为FFD8H、FFD9、FFDAH、FFDBH。2.CPU与DAC0832的连接通过138译码器。其中A连A2，B连A3，C连A4,138使能控制G

25、与位于地址线A0引出孔所在位置下方的使能输出端G作对应连接，该端的寻址范围为0FFE0H0FFFFH。把D/A区0832片选CS信号线接至译码输出插孔Y0。将D/A区WR插孔连到六位LED显示的左下方控制线IOWR插孔。用8芯排线或8芯扁平线将D/A区单元总线接口D0D7与数据总线单元D0D7任一接口相连。3.8255A的B口的PB0、PB1、PB2口分别与开关K1、K2、K3相连。二、调试修正程序1.调试程序，改正程序语法错误2.观察波形，修正程序，使波形更完美。三、产生的波形（1）锯齿波K1闭合,K2断开，K3断开 （2）三角波 K1断开K2闭合K3断开 （3）方波K1闭合K2闭合K3断开

26、 （4）正弦波 K1断开K2断开K3闭合（5）正弦波 K1闭合K2断开K3闭合第五章 设计总结 在设计过程中，首先要熟悉系统的工艺，进行对象的分析，按照要求确定方案。然后要进行硬件和软件的设计，调试。由于使用的是实验箱，出来的波形与理想波形存在一定的差距。只能在理论上对系统的结果进行预测分析。通过设计实验，使我掌握了微型机控制系统I/O接口的扩展方法，模拟量输入/输出通道的设计，常用控制程序的设计方法，数据处理及非线性补偿技术，以及数字控制器的设计方法。本设计从几个基础的部分着手总结综合运用各种资料最后完成一个数字信号发生器系统。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有把所学的

27、理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。而且在做课程设计的过程中，不仅是考验自己所学的微机原理与接口技术知识，更是要锻炼自己的分析问题的能力和解决实际问题的能力，而在在此次课程设计过程中得到了充分的体现。 最后感谢老师的辅导以及同学的帮助，使我对整个课程设计的思路有了总体的把握，并耐心地帮我解决了许多实际问题，使我有了很大收获。课程设计时间虽然很短，但我学习了很多东西。参考文献1潘名莲.微计算机原理.北京：电子工业出版社，2004.72李志民.计算机原理与汇编语言程序设计.长沙：中南大学出版社，2001.83许骏.微型计算机系统原

28、理及应用.广州：华南理工大学出版社，1996.54宫云战.微型计算机原理与应用基础教程.北京：机械工业出版社，1999.55李恩林.微机接口技术300例.浙江.机械工业出版社.2003.56周荷琴.微型计算机原理与接口技术.合肥.中国科学技术大学出版社.2008.17Stephen E.Derenzo.微机接口技术实验教程.北京.机械工业出版社.2006.18荀殿栋.微处理器应用技术与实例.北京：电子工业出版社，1997.119刘乐善.微型计算机接口技术.成都：电子科技大学出版社，1994.6元器件清单元器件 数量8086(8088)CPU 18255A可编程并行口 1DAC0832 D/A转换器 1138译码器 1示波器 1导线 若干- 24 -