微機原理課程設計利用DAC0832實現(xiàn)正弦波輸出

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 微機原理與接口技術(shù)課程設計 題目：利用DAC0832實現(xiàn)正弦波輸出. 班級： . 姓名： . 學號： . 日期：2011年12月15日 目 錄 TOC o 1-3 h z u 仿真結(jié)果分析.1410.1、引言11背景和編寫目的微機原理與接口技術(shù)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(nèi)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

2、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，直到課程結(jié)束時，才把保留的問題基本搞清楚。微機應用系統(tǒng)設計與綜合實驗是對所學課程內(nèi)容全面、系統(tǒng)的總結(jié)、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(guān)技術(shù)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。應用內(nèi)容主要包括微型計算機體系結(jié)構(gòu)、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

3、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(jié)構(gòu)、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。在設計時必須用模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號變成數(shù)字量后才能送入計算機進行處理。而計算機處理后的結(jié)果也必須通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器即D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量后，結(jié)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(zhuǎn)換在構(gòu)成一個控制系統(tǒng)中起著非常重要的作用。可以使我們加深對該轉(zhuǎn)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)。 12 術(shù)語和縮寫 優(yōu)先權(quán)判別器PR:用于管理

4、和識別各中斷源的優(yōu)先級別。通常,IR0優(yōu)先權(quán)最高，IR7優(yōu)先權(quán)最低。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);當工作于緩沖方式時，它作為輸出信號EN控制緩沖器的傳送方向。DAC0832：DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。

5、系統(tǒng)組成8253 定時器定時電路 8259中斷電路 D/A轉(zhuǎn)換器8086CPU鍵盤示波器譯碼器3.硬件設計 = 1 * Arabic * MERGEFORMAT 1.8259A模塊： 8259A的主要功能如下： 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。 對每一級中斷都可以通過程序來屏蔽或允許。 在中斷響應周期，8259A可為CPU提供相應的中斷類型碼。 具有多種工作方式，并可通過編程來加以選擇。 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

6、8259A可以對單個中斷源進行屏蔽。 8086CPU 數(shù)據(jù)總線緩沖器級聯(lián)緩沖/比較器讀/寫邏輯 控制邏輯中斷請求寄存器(IRR）優(yōu)先級分析器（PR）內(nèi)部服寄存器(ISR）中斷屏蔽寄存器 （ IRM ）CAS0CAS1CAS2INTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7內(nèi)部總線 圖 8-7 8259 功能框圖在一個8259A芯片有如下幾個內(nèi)部寄存器：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)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

7、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.中斷請求寄存器（IRR）：8位寄存器，接收來自IR0IR7的中斷請求信號，每級對應一位,有中斷請求時對應位置1.2. DAC0832模塊D/A0832引腳圖及邏輯結(jié)構(gòu)圖如下所示：DAC0832引腳功能說明： DI0DI7：數(shù)據(jù)輸入線，TLL電平。 ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。 CS：片選信號輸入線，低電平有效。 WR1：為輸入寄存器的寫選通信號。 XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效。 WR2：為DAC寄存器寫選通輸入線。 Iout1:電流輸出線。當輸入全為1時Io

8、ut1最大。 Iout2: 電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。 Rfb:反饋信號輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻。 Vcc:電源輸入線(+5v+15v)。Vref:基準電壓輸入線(-10v+10v)。 AGND:模擬地,摸擬信號和基準電源的參考地。 DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準電源處共地比較好。DAC 0832由兩個8位寄存器和一個8位的D/A轉(zhuǎn)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。由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。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

9、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。 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(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)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(guān)于DAC0832應用的一些重要資料見下圖： D/A轉(zhuǎn)換結(jié)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(nèi)固有電阻，也可外接。DAC0832邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機電路連接。 3.8086CPU模塊

10、兩種工作方式功能相同的引腳 （1）AD15 AD0：地址/數(shù)據(jù)總線，雙向，三態(tài)。 （2）A19/S6A16/S3：地址/狀態(tài)信號，輸出，三態(tài)。 （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)。 （4）READ：讀信號，輸出，三態(tài)，低電平有效。 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。 （5）READY：準備就緒信號，輸入，高電平有效。 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。 （6）INTR：可屏蔽中斷請求信號，輸入，高電平有效。 （7）TEST：等待測試控制信號，輸入，低電平有效。 （8）NMI：非屏蔽中斷請求信號，輸

11、入，高電平有效。 （9）RESET：復位信號，輸入，高電平有效。 （10）CLK：，輸入。 （11）VCC電源輸入引腳。 8086 CPU采用單一5V電源供電。 （12）GND：接地引腳。 （13）MIN/MAX：最小/最大模式輸入控制信號。 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。 最小模式： 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8284A,作為時鐘頻率；三片8282/8283或74LS373，作為地址鎖

12、存器；二片8286/8287或74LS245，作為雙向數(shù)據(jù)總線收發(fā)器。2總線讀周期 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： 時鐘周期T：CPU工作的時間脈沖。由時鐘發(fā)生電路提供，每個時間脈沖的間隔時間為時鐘周期?？偩€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。 指令周期：完成一條指令的時間，由整數(shù)個總線周期構(gòu)成，指令功能不同其指令周期長度不等。等待周期TW：當被操作對象無法在3個時鐘周期內(nèi)完成數(shù)據(jù)讀寫操作時，在總線周期中插入等待周期。 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(guān)。4.8253模塊8253的主

13、要功能： 1、一個芯片上有三個獨立的16位計數(shù)器通道 2、每個計數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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) 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8253內(nèi)部編程結(jié)構(gòu)計數(shù)器/定時器8253特點： 三個通道，可單獨使用片內(nèi)尋址A1 A0= 00、01、10、11對應：通道0、1、2和控制口地址工作方式：6種內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下：1、數(shù)據(jù)總線緩沖器往計數(shù)器設置計數(shù)初值；從計數(shù)器讀取計數(shù)值；往控制寄存器設置控制字。2、讀/寫邏輯電路 A1 A0：端口選擇 0 0：通道0（0號計數(shù)器） 0 1：通道1（1號計數(shù)器） 1 0：通道2（2號計數(shù)器） 1 1：控制字寄

14、存器 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。8253的各種工作方式如下： 1.方式0：計數(shù)結(jié)束則中斷 工作方式0被稱為計數(shù)結(jié)束中斷方式，它的定時波形如圖9.3.4所示。當任一通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“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。 在工作方式0情況下，門控信號GATE用來控制減“1”

15、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。 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

16、始，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。 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。 2.方式1：單脈沖發(fā)生器 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”， OUT

17、i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。 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。4.軟件編程4.1 正弦波產(chǎn)生的框圖：開 始A00HA正弦函數(shù)表數(shù)據(jù)P0ADPTRDPTR+1A=129?YN4.2 源程序設計及程序代碼CODE SEGMENGT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3400 H8: JMPP8259 TABLE DB 80H+00H, 80H+2

18、1H, 80H+40H, 80H+5AH, 80H+6EH, 80H+7FH DB 80H+6EH, 80H+5AH, 80H+40H, 80H+21H, 80H+00H, 80H-21H DB 80H-40H, 80H-5AH, 80H-6EH, 80H-80H, 80H-6EH, 80H-5AH DB 80H-40H, 80H-21H Port0 EQU 0FFE0H Port1 EQU 0FFE1H DAPORT EQU 0FFE4H -中斷向量表初始化和8253初始化- P8259:CLI MOV AX,OFFSET INT8259 MOV BX,003CH MOV BX,AX MOV

19、 BX,003EH MOV AX,0000H MOV BX,AX CALL FOR8259 MOV SI,0000H STI P8253:MOV DX,0FFEBH MOV AL,34H OUT DX,AL MOV DX,0FFE8H MOV AL,33H OUT DX,AL MOV AL,01H OUT DX,AL XOR BX,BX MOV SI,OFFSET TABLE AGAIN:JMP AGAIN -中斷服務程序 INT8259:CLI MOV DX,DAPORT MOV AL,SI+BX OUT DX,AL INC BX CMP BX,20 JNZ XX59 XOR BX,BX X

20、X59: MOV AL,20H MOVDX,Port0 OUT DX,AL STI IRET -8259初始化 FOR80259:MOV AL,13H MOV DX,Port0 OUT DX,AL MOV AL,08H MOV DX,Port1 OUT DX,AL MOV AL,09H OUT DX,AL MOV AL,7FH,IRQ7 OUT DX,AL RET COED ENDS END H85.系統(tǒng)調(diào)試與仿真結(jié)果對系統(tǒng)的仿真我們用的是proteus軟件進行仿真實驗，將各部分硬件按總電路圖連接好，然后將程序代碼導入，運行之后，結(jié)果如下圖所示。頻率50hz正弦波如下圖6所示：圖 6 頻率50

21、hz正弦波頻率增多的正弦波如下圖7所示：圖7頻率增多的正弦波頻率減小的正弦波如下圖8所示：圖8 頻率減小的正弦波6.仿真結(jié)果分析1.正弦波生成的說明：程序中CPU的地址線全譯碼，設定DAC0832的片選地址為7FFFH，即CPU的P0口和P2口狀態(tài)為高電平“1”其他均為低電平，這時DAC0832被選通。當DAC0832被選通時，且指定地址的數(shù)字量由CPU送到DAC0832，則DAC0832輸出一個模擬量。這一模擬量與輸入數(shù)字量成正比，輸出的模擬量即電壓的變化規(guī)律也符合正弦波的變化規(guī)律。2.關(guān)于頻率變化：當DAC0832輸出一個模擬量時，將輸出的狀態(tài)用定時器做延時。將定時器時工作狀態(tài)設置成狀態(tài)1，將定時器初始化0FFB1，然后起動定時器開始工作。每個狀態(tài)的延時時間乘以256即為輸出正弦波的周期，那么正弦波的周期就取決于每個狀態(tài)的延時時間。當增加定時器的定時初值時即延長了定時時間，即降低了正弦波的頻率。反之，當減少定時器的定時初值時，即增加了了正