毕业设计227信号发生器软硬件设计.docx
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毕业设计227信号发生器软硬件设计
信号发生器软硬件设计
目录
第一章微机应用系统课程设计的目的意义2
1.1设计目的2
1.1课程在教学计划中的地位和作用2
第二章信号发生器系统软硬件设计任务3
2.1设计内容及要求3
2.2课程设计的要求3
第三章总体设计方案3
3.1设计思想3
3.2总体设计流程图4
第四章硬件设计4
4.1硬件设计概要4
4.2所用到的芯片及其各自功能说明4
4.3硬件电路设计系统原理图6
第五章软件设计7
5.1流程图及其说明7
5.2源程序及其说明8
第六章软件系统的使用说明15
第七章收获、体会15
附录参考文献……………………………………………………15
第一章微机应用系统课程设计的目的意义
1.1设计目的
通过该课程的学习使学生对微机系原理与接口技术有一个全面的了解、掌握常规芯片的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法,进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。
本设计主要能够完成对制定波形的形成,可以通过输入来改变频率。
此信号发生器可以很好的运用于有需要的场合。
1.2课程在教学计划中的地位和作用
《微型计算机原理与接口技术》课程是我们自动化专业在这个学期学的一门基础课程。
通过该课程的学习使我们对微机系统有一个基本的了解、掌握常规芯片的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法。
通过课程设计还要进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。
计算机科学在应用上得到飞速发展,因此,学习这方面的知识必须紧密联系实际:
掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。
同学们要着重学会面对一个实际问题,如何去自己收集资料,如何自己去学习新的知识,如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地提高分析和解决问题的能力。
第二章设计任务
2.1设计内容及要求
本设计综合应用D/A转换器、定时器/计数器电路,中断技术:
通过PC机定时,产生:
锯齿波、三角波、正弦波等模拟信号输出,信号频率可通过PC机键盘调节。
2.2课程设计要求
设计要求画出电路原理图,说明工作原理,编写程序及程序流程图。
第三章总体设计方案
3.1设计思想及方案论证
由于要求达到模拟信号波形发生,因此要由D/A转换芯片0832来来完成此项任务,由8253形成波形的主要做法是:
先输出一个下限电平,将其保持t然后输出一个稍高的电平,在保持t,然后重复此过程,因此需要延长0832输入数据的时间间隔来改变频率。
如图3-1信号发生波形图所示。
0832输入的数据的延时可以通过软件完成,也可以通过硬件完成。
由于实验要求输出的波的频率可以改变,且精确,所以选用硬件延时。
+5v
0v
图3-1信号发生波形图
硬件延时主要由计时器8253和中断控制器8259来实现。
由8253输出的方波的高低电平,来触发8259的IR0端,8259给CPU中断信号,CPU中断来执行相应的中断子程序,中断子程序为向0832输出数据的程序,通过选择此程序可以产生锯齿波,方波,正弦波。
由于0832产生的方波的频率可以控制,所以每次中断执行波形发生程序的时间间隔可以精确控制。
以此来控制输出的波形频率。
3.2总体设计方案
总体的设计就是以8253定时中断,中断的子程序来执行输出,输出的信号经过信号发生器形成波形。
初步设想图3-2如图所示。
图3-2硬件简图
第四章硬件设计
4.1芯片简介
4.1.1可编程中断控制器8259a
8259a是8086/8088系列的可编程中断控制器,8259a为28个引脚的双列直插芯片。
它的主要功能是:
(1)据8级优先级控制,通过联级可以扩展到64级优先控制。
(2)每一级中断可由程序单独屏蔽或允许。
(3)可提供中断类型号传送给CPU。
(4)可以通过编程选择多种不同工作方式。
引脚功能:
D7-D0:
双向数据线,三态,与数据总线相连。
IR7-IR0:
外设的中断请求信号输入端,输入,中断请求:
可以是电平触发,或者边缘触发。
RD:
读命令信号,输入,低电平有效,用来控制数据由8259A读
WR:
写命令信号,输入,地点平有效,用来控制写到8259
CS:
片选信号,输入,通过译码器与地址总线相连
INT:
向CPU发出中断请求信号,输出,与CPU的INTR相连
INTA:
CPU给8259的中断响应信号,输入。
4.1.2DAC0832:
NSC公司生产的DAC0832,是一种内部带有数据输入寄存器的8位D/A转化器,采用CMOS工艺制成,芯片内部R-2R梯形电阻网络,用于对参考电压产生的电压进行分流,完成模数转换,转换结果以一组差动电流IOUT1IOUT2输出
各引脚的功能分述如下:
VREF:
参考电压输入端。
根据需要一定大小的电压,由于它是转换的基准,要求数值正确,稳定性好。
VCC:
工作电压输入端。
AGAN为模拟地,DGAN为数字地。
在模拟电路中,所有的模拟地要连在一起然后将模拟地,数字地连接到一个公共接地点。
DI7-DI0:
数据输入。
可直接连接到数据总线。
IOUT1IOUT2:
互补的电流输出端。
为了输出模拟电压,需加转换电路。
4.1.38253
inter8253是一种能够完成定时和计数的芯片,8253内部有3个16位计数器通道,通过对他们编程,每个计数器可以按照6种工作方式工作,并且都可以按2或10进制格式进行计数。
,最高频率为2HZ.。
8253还可以用于许多其他场合,比如可作编程方波发生器,分频器等。
引脚:
1数据缓冲总线
数据总线缓冲器是8253与系统总线相连时使用的接口电路,它由8位双相三态缓冲器构成,CPU用输入输出指令对8253进行读写操作的信息都由8位数据总线传输:
(1)CPU在对8253进行初始化编程时,向他写入控制字。
(2)CPU向某一计时器写入计数初值。
(3)从计数器读出计数值。
2读写控制逻辑
读写控制逻辑接受系统控制总线送来的输入信号,经由组合后形成控制信号,对各部分操作进行控制。
可接受的信号有:
(1)CS片选,低电平有效,由数据总线经由IO端口译码电路产生。
只有CS低电平时,CPU才能对8253进行读写操作。
(2)RD读信号,低电平有效,当RD位地电平时,表示CPU正在读取所选定的计数器的通道的内容。
(3)WR写信号,低电平有效。
当WR为低电平时,表示CPU正在将计数器初值写入所选中的通道口中,或者将控制字写入内部寄存器中。
(4)A1A2端口选择信号,改变它的值,来选择8253内三个计数器通道。
如果8253和与8位数据总线的微机相连,只要将A1A0分别与地址总
相联。
如果系统采用的是8086CPU,则数据总线为16位,传输数据时,总是将低8位数据送往偶地址,将高8位送往奇地址。
3计数器
8253内部包含三个完全相同俄计数器定时器通道,对3个通道的操作,
完全独立的。
每个通道都包含1个8位的控制字寄存器,1个16位的减寄存器,和一个锁存器,执行部件是一个16位的减法计数器。
每个通道工作时,对输入到CLK引脚上的脉冲按2进制或10进制格式进行计数。
每当输入一个时钟脉冲,计数器减1,当计数器的值减为0时从,从OUT引脚输出一个脉冲信号。
GATE引脚上的门控制信号,决定他是否允许计数。
4.3硬件电路设计系统原理图
图4-1硬件原理图
第五章软件设计
5.1流程图主要进行系统初始化和外围接口芯片初始化,及开中断,等待中断产生,其流程图如图5.1所示。
图5-1程序流程图
5.2源程序及其说明
datasegment
sinbufdb80h,8ch,98h,0a5h,0b0h,0bch,0c7h,0d1h
db0dah,0e2h,0eah,0f0h,0f6h,0fah,0fdh,0ffh
db0ffh,0fdh,0fah,0f6h,0f0h,0eah,0e2h,0dah
db0d1h,0c7h,0bch,0b0h,0a5h,98h,8ch,80h
db7fh,73h,67h,5ah,4fh,43h,38h,2eh
db25h,1dh,15h,0fh,09h,05h,02h,00h
db00h,02h,05h,09h,0fh,15h,1dh,25h
db2eh,38h,43h,4fh,5ah,67h,73h,7fh
mess1db'方波--1'0dh,0ah
db'三角波--2'0dh,0ah
db'方波--3'0dh,0ah
db'正弦波--3'0dh,0ah
mess2db'输入发生频率',0dh,0ah,'$'
cunchudb?
jishudb?
dataends
stacksegmentstack
stdw20dup(?
)
TOPlabelword
stackends
codesegment
assumecs:
code,ds:
data,ss:
stack,es:
data
mainprocfar
movax,data
movds,ax
movax,stack
movss,ax
movdx,8259AD0;初始化8259,设置为单片,上升沿触发,完全
moval,00010011b;非自动EOI方式
outdx,al
movdx,8259AD1
moval,10000000b
outdx,al
moval,00000001b
outdx,al
leadx,mess2;输入频率
movah,09h
callinput
movax,4096;将输入的频率计算,得出写入8253的时间数
movbx,cx
divbx
movcx,ax
pushcx
movdx,316h
moval,0010011b;通道1方式字,方式0,BCD记数
outdx,al
movdx,312h
popcx
moval,cl
outdx,al
moval,ch
outdx,al
movdx,316h;通道0方式字,方式0,bcd计数
moval,00110111b
outdx,al
movdx,310h
moval,16h;16分频,以0通道作为1通道的时钟频率,其频率为0.125MHz
outdx,al
movcuncu,0h;将存储单元清零
movjishu,0h
bg:
leadx,mess1;选择波形
movah,09h
int21h
movah,08h
int21h
popax
movah,al
cmpal,'1';若为方波,将方波对应的子程序写入中断地址表
movax,0
moves,ax
movbx,08h*4
movax,offsetfangbo
moves:
wordptr[bx],ax
movax,segfangbo
moves:
wordptr[bx+2],ax
cmpal,'2';若为锯齿波,将锯齿对应的子程序写入中断地址表
movax,0
moves,ax
movbx,08h*4
movax,offsetjuchi
moves:
wordptr[bx],ax
movax,segjuchi
moves:
wordptr[bx+2],a
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- 毕业设计 227 信号发生器 软硬件 设计