微機原理課程設計---產生正弦波

1、<p><b>　　微機原理與接口技術</b></p><p><b>　　課程設計報告書</b></p><p><b>　　題目: 產生正弦波</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　班級：&

2、lt;/b></p><p><b>　　指導教師： </b></p><p>　　設計時間：2012年5月</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1.背景和編寫目

3、的</p><p>　　1.2.術語與縮寫</p><p><b>　　2系統(tǒng)組成</b></p><p>　　3.硬件電路設計…………………………………………………………………………….</p><p>　　3.1 8259A模塊：…………………………………………………………….</p>

4、<p>　　3.2 DAC0832模塊…………………………………………………………..</p><p>　　3.3 8086CPU模塊…………………………………………………………..</p><p>　　3.4 8253模塊………………………………………………………………..</p><p>　　4 軟件編程………………………………

5、…………………………………………………..</p><p>　　4.1 源程序設計及程序代碼………………………………………………………</p><p>　　4.2 正弦波波產生的框圖…………………………………………………….. ….</p><p>　　5.系統(tǒng)調試……………………………………………………………………………………</p>

6、<p>　　6.設計日程……………………………………………………………………………………</p><p>　　7.課程設計體會…………………………………………………………………………….</p><p>　　8.參考文獻…………………………………………………………………………………..</p><p>　　9附錄.....................

7、......................................................................................</p><p>　　總電路圖………………………………………………………………………………. …..</p><p><b>　　1、引言</b></p><p>　　1．1

8、背景和編寫目的</p><p>　　微機原理與接口技術是一門很有趣的課程，任何一個計算機系統(tǒng)都是一個復雜的整體，學習計算機原理是要涉及到整體的每一部分。討論某一部分原理時又要涉及到其它部分的工作原理。這樣一來，不僅不能在短時間內較深入理解計算機的工作原理，而且也很難孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在循序漸進的課堂教學過程中，我總是處于“學會了一些新知識，弄清了一些原來保留的問題，又出現(xiàn)了一些新問題”的循環(huán)中，

9、直到課程結束時，才把保留的問題基本搞清楚。</p><p>　　微機應用系統(tǒng)設計與綜合實驗是對所學課程內容全面、系統(tǒng)的總結、鞏固和提高的一項課程實踐活動。學習該門課程知識時，其思維方法也和其它課程不同，該課程偏重于工程思維，其創(chuàng)造性勞動在于如何用計算機的有關技術和廠家提供的各種芯片，設計實用的電路和系統(tǒng)，再配上相應的應用程序，完成各種實際應用項目。</p><p>　　應用內容主要包括微型

10、計算機體系結構、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言設計以及微型計算機各個組成部分介紹等，通過這些設計以便使我們對微機原理中的基本概念有較深入的了解，能夠系統(tǒng)地掌握微型計算機的結構、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計方法、微機系統(tǒng)的接口電路設計及編程方法等，并提高綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　在設計時必須用模數(shù)轉換器即A/D轉換器將模擬信號變成數(shù)字量后才能送入計算機進行

11、處理。而計算機處理后的結果也必須通過數(shù)模轉換器即D/A轉換器轉換成模擬量后，結果在用proteus 7.6 SP4軟件仿真時顯示波形和記錄下來。可見模數(shù)或數(shù)模轉換在構成一個控制系統(tǒng)中起著非常重要的作用?？梢允刮覀兗由顚υ撧D換過程的認識和理解，有利于以后的學習及設計一個控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　1．2 術語和縮寫</b></p><p>　　優(yōu)先權判別器P

12、R:用于管理和識別各中斷源的優(yōu)先級別。通常,IR0優(yōu)先權最高，IR7優(yōu)先權最低。</p><p>　　級聯(lián)緩沖器/比較器：實現(xiàn)多個8259A的級聯(lián)。主要信號CAS0-CAS2和 CAS0-CAS2：級聯(lián)信號，級聯(lián)方式時，一個8259A為主片，最多能帶動8個8259A從片，控制64個中斷級。具有雙重功能：當8259A工作于非緩沖方式時，它作為輸入信號，規(guī)定該芯片是主片（SP=1）還是從片(SP=0);當工作于緩沖方

13、式時，它作為輸出信號EN控制緩沖器的傳送方向。</p><p>　　DAC0832：DAC0832是8分辨率的D/A轉換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉換控制容易等優(yōu)點，在單片機應用系統(tǒng)中得到廣泛的應用。</p><p><b>　　2、系統(tǒng)組成</b></p><p><b>　　3.硬件設計&l

14、t;/b></p><p>　　1.8259A模塊： </p><p>　　8259A的主要功能如下： </p><p>　　①一片8259A可以接受并管理8級可屏蔽中斷請求，通過9片8259A級聯(lián)可擴展至64級可屏蔽中 斷優(yōu)先控制。 </p><p>　　②對每一級中斷都可以通過程序來屏蔽或允許。 </p><

15、p>　　③在中斷響應周期，8259A可為CPU提供相應的中斷類型碼。 </p><p>　　④具有多種工作方式，并可通過編程來加以選擇。 </p><p>　　8259A芯片可以接最多8個中斷源，但由于可以將2個或多個8259A芯片級連，并且最多可以級連到9個，所以最多可以接64個中斷源。通過8259A可以對單個中斷源進行屏蔽。</p><p>　　圖 8-7

16、 8259 功能框圖</p><p>　　在一個8259A芯片有如下幾個內部寄存器：</p><p>　　中斷屏蔽寄存器（IMR）：8位寄存器，存放CPU發(fā)出的按位屏蔽信號，置1的位將使相應中斷級被屏蔽,8259A對其中斷請求不予理睬,用戶可以編程實現(xiàn)</p><p>　　中斷服務寄存器（ISR）：8位寄存器，用來存放當前正在處理的所有中斷級. 如CPU正在處理IR

17、1的中斷請求,則IR1被置1. 當系統(tǒng)中只有一個8259A芯片時,ISR中1的位數(shù)表示多重中斷的數(shù)量.</p><p>　　中斷請求寄存器（IRR）：8位寄存器，接收來自IR0—IR7的中斷請求信號，每級對應一位,有中斷請求時對應位置1.</p><p>　　2. DAC0832模塊</p><p>　　D/A0832引腳圖及邏輯結構圖如下所示：</p>

18、<p>　　DAC0832引腳功能說明： </p><p>　　DI0~DI7：數(shù)據(jù)輸入線，TLL電平。 </p><p>　　ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。 </p><p>　　CS：片選信號輸入線，低電平有效。 </p><p>　　WR1：為輸入寄存器的寫選通信號。 </p><p&

19、gt;　　XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效。 </p><p>　　WR2：為DAC寄存器寫選通輸入線。 </p><p>　　Iout1:電流輸出線。當輸入全為1時Iout1最大。 </p><p>　　Iout2: 電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。 </p><p>　　Rfb:反饋信號輸入線,芯片內部有反饋電阻。

20、</p><p>　　Vcc:電源輸入線(+5v~+15v)。</p><p>　　Vref:基準電壓輸入線(-10v~+10v)。 </p><p>　　AGND:模擬地,摸擬信號和基準電源的參考地。</p><p>　　DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準電源處共地比較好。</p><p>　　DAC 0832由兩個8

21、位寄存器和一個8位的D/A轉換器組成，使用兩個寄存器的好處是可以進行兩次緩沖操作，以至能簡化某些應用系統(tǒng)中的硬件接口電路設計。D/A轉換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉換電路及轉換控制電路構成。</p><p>　　DAC0832的工作方式：根據(jù)對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。</p>&l

22、t;p>　　DAC0832引腳功能電路應用原理圖DAC0832是采樣頻率為八位的D/A轉換芯片，集成電路內有兩級輸入寄存器，使DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要。所以這個芯片的應用很廣泛,關于DAC0832應用的一些重要資料見下圖： D/A轉換結果采用電流形式輸出。若需要相應的模擬電壓信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現(xiàn)。運放的反饋電阻可通過RFB端引用片內固有電阻，也可外接。

23、DAC0832邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機電路連接。</p><p>　　3.8086CPU模塊</p><p>　　兩種工作方式功能相同的引腳</p><p>　?。?）AD15 ～AD0：地址/數(shù)據(jù)總線，雙向，三態(tài)。 </p><p>　?。?）A19/S6～A16/S3：地址/狀態(tài)信號，輸出，三態(tài)。 </p&

24、gt;<p>　　（3）BHE(低)/S7：允許總線高8位數(shù)據(jù)傳送/狀態(tài)信號，輸出，三態(tài)。 </p><p>　?。?）READ：讀信號，輸出，三態(tài)，低電平有效。 </p><p>　　信號低電平有效時，表示CPU正在進行讀存儲器或讀I/O端口的操作。 </p><p>　?。?）READY：準備就緒信號，輸入，高電平有效。 </p>&

25、lt;p>　　READY信號用來實現(xiàn)CPU與存儲器或I/O端口之間的時序匹配。</p><p>　?。?）INTR：可屏蔽中斷請求信號，輸入，高電平有效。 </p><p>　　（7）TEST：等待測試控制信號，輸入，低電平有效。 </p><p>　　（8）NMI：非屏蔽中斷請求信號，輸入，高電平有效。 </p><p>　?。?

26、）RESET：復位信號，輸入，高電平有效。 </p><p>　?。?0）CLK：時鐘信號，輸入。 </p><p>　　（11）VCC電源輸入引腳。 8086 CPU采用單一＋5V電源供電。 </p><p>　　（12）GND：接地引腳。 </p><p>　?。?3）MIN/MAX：最小/最大模式輸入控制信號。 </p>

27、<p>　　引腳用來設置8086 CPU的工作模式。當為高電平（接＋5V）時，CPU工作在最小模式；當為低電平（接地）時，CPU工作在最大模式。 </p><p><b>　　最小模式：</b></p><p>　　用于單機系統(tǒng)，系統(tǒng)中所需要的控制信號全部由8086直接提供。在最小系統(tǒng)中，除了8086CPU、存儲器、以及I/O接口芯片外，還包括：一片82

28、84A,作為時鐘頻率；三片8282/8283或74LS373，作為地址鎖存器；二片8286/8287或74LS245，作為雙向數(shù)據(jù)總線收發(fā)器。</p><p><b>　　2總線讀周期</b></p><p>　　8086CPU進行存儲器或I/O端口讀操作時，總線進入讀周期，時序如下：</p><p>　　時鐘周期 T：CPU工作的時間脈沖。由

29、時鐘發(fā)生電路提供，每個時間脈沖的間隔時間為時鐘周期。</p><p>　　總線周期： 每4個時鐘周期完成一次總線操作，即一個操作數(shù)的讀/寫操作，稱為總線周期。 </p><p>　　指令周期：完成一條指令的時間，由整數(shù)個總線周期構成，指令功能不同其指令周期長度不等。</p><p>　　等待周期TW：當被操作對象無法在3個時鐘周期內完成數(shù)據(jù)讀寫操作時，在總線周期中插

30、入等待周期。 </p><p>　　空閑周期 TI：無總線操作時進入空閑周期，插入的個數(shù)與指令有關。</p><p><b>　　4.8253模塊</b></p><p>　　8253的主要功能：</p><p>　　1、一個芯片上有三個獨立的16位計數(shù)器通道</p><p>　　2、每個計數(shù)器的

31、內部結構相同，可通過編程手段設置為6種不同的工作方式來進行定時/計數(shù)</p><p>　　3、每個計數(shù)器在工作過程中的當前計數(shù)值可被CPU讀出</p><p>　　8253內部編程結構</p><p>　　計數(shù)器/定時器8253特點： 三個通道，可單獨使用</p><p><b>　　片內尋址</b></p>

32、<p>　　A1 A0= 00、01、10、11</p><p>　　對應：通道0、1、2和控制口地址</p><p><b>　　工作方式：6種</b></p><p><b>　　內部結構圖如下：</b></p><p><b>　　1、數(shù)據(jù)總線緩沖器</b&g

33、t;</p><p>　　往計數(shù)器設置計數(shù)初值；</p><p>　　從計數(shù)器讀取計數(shù)值；</p><p>　　往控制寄存器設置控制字。</p><p><b>　　2、讀/寫邏輯電路</b></p><p>　　A1 A0：端口選擇</p><p>　　0 0：通道0

34、（0號計數(shù)器）</p><p>　　0 1：通道1（1號計數(shù)器）</p><p>　　1 0：通道2（2號計數(shù)器）</p><p>　　1 1：控制字寄存器</p><p>　　8253中各通道可有6種可供選擇的工作方式， 以完成定時、計數(shù)或脈沖發(fā)生器等多種功能。</p><p>　　8253的各種工作方式

35、如下： </p><p>　　1.方式0：計數(shù)結束則中斷 </p><p>　　工作方式0被稱為計數(shù)結束中斷方式，它的定時波形如圖9.3.4所示。當任一通</p><p>　　道被定義為工作方式0時， OUTi輸出為低電平；若門控信號GATE為高電平，當CPU利用輸出指令向該通道寫入計數(shù)值WR#有效時，OUTi仍保持低電平，然后計數(shù)器開始減“1”計數(shù)， 直到計數(shù)值為

36、“0”，此刻OUTi將輸出由低電平向高電平跳變，可用它向CPU發(fā)出中斷請求，OUTi端輸出的高電平一直維持到下次再寫入計數(shù)值為止。 </p><p>　　在工作方式0情況下，門控信號GATE用來控制減“1”計數(shù)操作是否進行。當GATE=1時，允許減“1”計數(shù)；GATE=0時，禁止減“1”計數(shù)； 計數(shù)值將保持GATE有效時的數(shù)值不變， 待GATE重新有效后，減“1”計數(shù)繼續(xù)進行。 </p><p

37、>　　顯然，利用工作方式0既可完成計數(shù)功能， 也可完成定時功能。當用作計數(shù)器時，應將要求計數(shù)的次數(shù)預置到計數(shù)器中，將要求計數(shù)的事件以脈沖方式從CLKi端輸入， 由它對計數(shù)器進行減“1”計數(shù)，直到計數(shù)值為0，此刻OUTi輸出正跳變， 表示計數(shù)次數(shù)到。當用作定時器時，應把根據(jù)要求定時的時間和CLKi的周期計算出定時系數(shù)，預置到計數(shù)器中。從CLKi，輸入的應是一定頻率的時鐘脈沖，由它對計數(shù)器進行減“1”計數(shù)， 定時時間從寫入計數(shù)值開始，

38、到計數(shù)值計到“0”為止，這時OUTi輸出正跳變，表示定時時間到。 </p><p>　　有一點需要說明，任一通道工作在方式0情況下， 計數(shù)器初值一次有效，經(jīng)過一次計數(shù)或定時后如果需要繼續(xù)完成計數(shù)或定時功能，必須重新寫入計數(shù)器的初值。 </p><p>　　2.方式1：單脈沖發(fā)生器 </p><p>　　工作方式1被稱作可編程單脈沖發(fā)生器，其定義波形如圖9.3.5。進

39、入這種工作方式， CPU裝入計數(shù)值n后OUTi輸出高電平， 不管此時的GATE輸入是高電平還是低電平， 都不開始減“1”計數(shù)，必須等到GATE由低電平向高電平跳變形成一個上升沿后，計數(shù)過程才會開始。與此同時，OUTi輸出由高電平向低電平跳變，形成了輸出單脈沖的前沿，待計數(shù)值計到“0”， OUTi輸出由低電平向高電平跳變，形成輸出單脈沖的后沿， 因此，由方式l所能輸出單脈沖的寬度為CLKi周期的n倍。 </p><p&

40、gt;　　如果在減“1”計數(shù)過程中， GATE由高電平跳變?yōu)榈碗姾?，這并不影響計數(shù)過程，仍繼續(xù)計數(shù)；但若重新遇到GATE的上升沿，則從初值開始重新計數(shù)， 其效果會使輸出的單脈沖加寬。</p><p><b>　　4.軟件編程</b></p><p>　　4.1 正弦波產生的框圖：</p><p>　　4.2 源程序設計及程序代碼</p&g

41、t;<p>　　CODE SEGMENGT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE</p><p><b>　　ORG 3400</b></p><p>　　H8: JMPP8259</p><p>　　TABLE DB 80H+00H, 80H

42、+21H, 80H+40H, 80H+5AH, 80H+6EH, 80H+7FH</p><p>　　DB 80H+6EH, 80H+5AH, 80H+40H, 80H+21H, 80H+00H, 80H-21H</p><p>　　DB 80H-40H, 80H-5AH, 80H-6EH, 80H-80H, 80H-6EH, 80H-5AH</p><p>　　D

43、B 80H-40H, 80H-21H</p><p>　　Port0 EQU 0FFE0H</p><p>　　Port1 EQU 0FFE1H</p><p>　　DAPORT EQU 0FFE4H</p><p>　　-----------------中斷向量表初始化和8253初始化------------------</

44、p><p><b>　　P8259:CLI</b></p><p>　　MOV AX,OFFSET INT8259</p><p>　　MOV BX,003CH</p><p>　　MOV [BX],AX</p><p>　　MOV BX,003EH </p><p>　　MO

45、V AX,0000H</p><p>　　MOV [BX],AX</p><p>　　CALL FOR8259</p><p>　　MOV SI,0000H</p><p><b>　　STI</b></p><p>　　P8253:MOV DX,0FFEBH</p><p&

46、gt;　　MOV AL,34H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,0FFE8H</p><p>　　MOV AL,33H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,01H&

47、lt;/p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　XOR BX,BX</b></p><p>　　MOV SI,OFFSET TABLE</p><p>　　AGAIN:JMP AGAIN</p><p>　　----------------

48、-----------中斷服務程序----------------------------</p><p>　　INT8259:CLI</p><p>　　MOV DX,DAPORT</p><p>　　MOV AL,[SI+BX]</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p

49、><b>　　INC BX</b></p><p><b>　　CMP BX,20</b></p><p><b>　　JNZ XX59</b></p><p>　　XOR BX,BX </p><p>　　XX59: MOV AL,20H</p><

50、;p>　　MOVDX,Port0</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　STI</b></p><p><b>　　IRET</b></p><p>　　-----------------------8259初始化------

51、----------------------------</p><p>　　FOR80259:MOV AL,13H</p><p>　　MOV DX,Port0</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,08H</p><p>　　MOV DX,P

52、ort1</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,09H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,7FH,IRQ7</p><p><b>　　OUT DX,AL&l

53、t;/b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　COED ENDS</p><p><b>　　END H8</b></p><p><b>　　5.系統(tǒng)調試</b></p><p>　　該系統(tǒng)經(jīng)調試應產生一正

54、弦波，但是因能力有限等種種原因最終導致調試失敗，因此無結果產生。</p><p><b>　　6.設計日程</b></p><p>　　2012年3月底—完成選題，交開題報告 </p><p>　　2012年4月—查閱相關資料</p><p>　　2012年5月—開始分工進行課程設計</p><p&g

55、t;　　2012年6月25日—初步完成設計</p><p>　　2012年6月26日進行整理、修改不足最終完成設計</p><p><b>　　7.課程設計體會</b></p><p>　　通過此次微機原理課程設計，使我們更加深入地理解了微機原理課程上講到的各種芯片的功能，以及引腳的作用，同時加深了對于主要芯片的應用的認識，同時在試驗室的環(huán)境里

56、熟悉了匯編程序的編寫過程和運行過程，理論與實際相結合的重要性。只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論 ，才是真正的知識，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。而且在做課程設計的過程中，不僅是考驗自己所學的《微機原理》知識，更是要鍛煉自己的分析問題的能力和解決實際問題的能力，而在在此次課程設計過程中得到了充分的體現(xiàn)。</p><p><b>　　8.參考文獻

57、</b></p><p>　　【1】馬義德，張在峰等.《微型計算機原理及應用》（第三版），北京：高等教育出版社，2004年7月【2】陳學，武俠云.《計算機控制技術實驗指導書》 長沙：中南大學教材科，2008年3月【3】劉天旺，《protel99se電路設計應用教程》，北京：電子工業(yè)出版社，2007年【4】李志民.《微機原理與匯編語言程序設計實驗指導書》 長沙：中南大學教材科，2006年8月

58、【5】周荷琴，吳秀清.《微型計算機原理與接口技術》 合肥：中國科學技術大學出版社，2004年12月【6】陸紅偉.《微機原理實驗與課程設計指導書》，中國電力出版社，2006年【7】裘雪紅，李伯成，劉凱.《微型計算機原理及接口技術》（第二版），西安：西安電子科技大學出版社，2007年</p><p><b>　　9.附錄</b></p><p><b>