微机原理课程设计.docx

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微机原理课程设计

微机原理与接口技术课程设计

题目：

利用DAC0832实现正弦波输出.

班级：

9通信工程2班.

姓名：

张银.

学号：

P092114043.

日期：

2011年12月15日

目录

1、引言2

1.1背景和编写目的2

1.2术语和缩写2

2.系统组成3

3.硬件设计3

3.18259A模块：

3

3.2DAC0832模块5

3.38086CPU模块7

4.软件编程11

4.1正弦波产生的框图：

11

4.2源程序设计及程序代码11

5.系统调试与仿真结果13

6.仿真结果分析...............................................................................................................................14

7.设计日程15

8.课程设计体会15

9.参考文献16

10.总电路图：

17

1、引言

1．1背景和编写目的

微机原理与接口技术是一门很有趣的课程，任何一个计算机系统都是一个复杂的整体，学习计算机原理是要涉及到整体的每一部分。

讨论某一部分原理时又要涉及到其它部分的工作原理。

这样一来，不仅不能在短时间内较深入理解计算机的工作原理，而且也很难孤立地理解某一部分的工作原理。

所以，在循序渐进的课堂教学过程中，我总是处于“学会了一些新知识，弄清了一些原来保留的问题，又出现了一些新问题”的循环中，直到课程结束时，才把保留的问题基本搞清楚。

微机应用系统设计与综合实验是对所学课程内容全面、系统的总结、巩固和提高的一项课程实践活动。

学习该门课程知识时，其思维方法也和其它课程不同，该课程偏重于工程思维，其创造性劳动在于如何用计算机的有关技术和厂家提供的各种芯片，设计实用的电路和系统，再配上相应的应用程序，完成各种实际应用项目。

应用内容主要包括微型计算机体系结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言设计以及微型计算机各个组成部分介绍等，通过这些设计以便使我们对微机原理中的基本概念有较深入的了解，能够系统地掌握微型计算机的结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言程序设计方法、微机系统的接口电路设计及编程方法等，并提高综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

在设计时必须用模数转换器即A/D转换器将模拟信号变成数字量后才能送入计算机进行处理。

而计算机处理后的结果也必须通过数模转换器即D/A转换器转换成模拟量后，结果在用proteus7.6SP4软件仿真时显示波形和记录下来。

可见模数或数模转换在构成一个控制系统中起着非常重要的作用。

可以使我们加深对该转换过程的认识和理解，有利于以后的学习及设计一个控制系统。

1．2术语和缩写

优先权判别器PR:

用于管理和识别各中断源的优先级别。

通常,IR0优先权最高，IR7优先权最低。

级联缓冲器/比较器：

实现多个8259A的级联。

主要信号CAS0-CAS2和CAS0-CAS2：

级联信号，级联方式时，一个8259A为主片，最多能带动8个8259A从片，控制64个中断级。

具有双重功能：

当8259A工作于非缓冲方式时，它作为输入信号，规定该芯片是主片（SP=1）还是从片（SP=0）;当工作于缓冲方式时，它作为输出信号EN控制缓冲器的传送方向。

DAC0832：

DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。

与微处理器完全兼容。

这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。

2、系统组成

3.硬件设计

.8259A模块：

8259A的主要功能如下：

①一片8259A可以接受并管理8级可屏蔽中断请求，通过9片8259A级联可扩展至64级可屏蔽中断优先控制。

②对每一级中断都可以通过程序来屏蔽或允许。

③在中断响应周期，8259A可为CPU提供相应的中断类型码。

④具有多种工作方式，并可通过编程来加以选择。

8259A芯片可以接最多8个中断源，但由于可以将2个或多个8259A芯片级连，并且最多可以级连到9个，所以最多可以接64个中断源。

通过8259A可以对单个中断源进行屏蔽。

图8-78259功能框图

在一个8259A芯片有如下几个内部寄存器：

中断屏蔽寄存器（IMR）：

8位寄存器，存放CPU发出的按位屏蔽信号，置1的位将使相应中断级被屏蔽,8259A对其中断请求不予理睬,用户可以编程实现

中断服务寄存器（ISR）：

8位寄存器，用来存放当前正在处理的所有中断级.如CPU正在处理IR1的中断请求,则IR1被置1.当系统中只有一个8259A芯片时,ISR中1的位数表示多重中断的数量.

中断请求寄存器（IRR）：

8位寄存器，接收来自IR0—IR7的中断请求信号，每级对应一位,有中断请求时对应位置1.

2.DAC0832模块

D/A0832引脚图及逻辑结构图如下所示：

DAC0832引脚功能说明：

　　DI0~DI7：

数据输入线，TLL电平。

　　ILE：

数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。

　　CS：

片选信号输入线，低电平有效。

　　WR1：

为输入寄存器的写选通信号。

　　XFER：

数据传送控制信号输入线，低电平有效。

　　WR2：

为DAC寄存器写选通输入线。

　　Iout1:

电流输出线。

当输入全为1时Iout1最大。

　　Iout2:

电流输出线。

其值与Iout1之和为一常数。

　　Rfb:

反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻。

　　Vcc:

电源输入线（+5v~+15v）。

　　Vref:

基准电压输入线（-10v~+10v）。

　　AGND:

模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地。

　　DGND:

数字地,两种地线在基准电源处共地比较好。

DAC0832由两个8位寄存器和一个8位的D/A转换器组成，使用两个寄存器的好处是可以进行两次缓冲操作，以至能简化某些应用系统中的硬件接口电路设计。

D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。

DAC0832的工作方式：

根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：

直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。

DAC0832引脚功能电路应用原理图DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要。

所以这个芯片的应用很广泛,关于DAC0832应用的一些重要资料见下图：

D/A转换结果采用电流形式输出。

若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。

运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可外接。

DAC0832逻辑输入满足TTL电平，可直接与TTL电路或微机电路连接。

3.8086CPU模块

两种工作方式功能相同的引脚

（1）AD15～AD0：

地址/数据总线，双向，三态。

（2）A19/S6～A16/S3：

地址/状态信号，输出，三态。

　　（3）BHE（低）/S7：

允许总线高8位数据传送/状态信号，输出，三态。

　　（4）READ：

读信号，输出，三态，低电平有效。

　　信号低电平有效时，表示CPU正在进行读存储器或读I/O端口的操作。

　　（5）READY：

准备就绪信号，输入，高电平有效。

READY信号用来实现CPU与存储器或I/O端口之间的时序匹配。

　　（6）INTR：

可屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。

　　（7）TEST：

等待测试控制信号，输入，低电平有效。

　　（8）NMI：

非屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。

　　（9）RESET：

复位信号，输入，高电平有效。

　　（10）CLK：

时钟信号，输入。

　　（11）VCC电源输入引脚。

8086CPU采用单一＋5V电源供电。

　　（12）GND：

接地引脚。

　　（13）MIN/MAX：

最小/最大模式输入控制信号。

引脚用来设置8086CPU的工作模式。

当为高电平（接＋5V）时，CPU工作在最小模式；当为低电平（接地）时，CPU工作在最大模式。

1.最小模式：

用于单机系统，系统中所需要的控制信号全部由8086直接提供。

在最小系统中，除了8086CPU、存储器、以及I/O接口芯片外，还包括：

一片8284A,作为时钟频率；三片8282/8283或74LS373，作为地址锁存器；二片8286/8287或74LS245，作为双向数据总线收发器。

2总线读周期

8086CPU进行存储器或I/O端口读操作时，总线进入读周期，时序如下：

时钟周期T：

CPU工作的时间脉冲。

由时钟发生电路提供，每个时间脉冲的间隔时间为时钟周期。

总线周期：

每4个时钟周期完成一次总线操作，即一个操作数的读/写操作，称为总线周期。

指令周期：

完成一条指令的时间，由整数个总线周期构成，指令功能不同其指令周期长度不等。

等待周期TW：

当被操作对象无法在3个时钟周期内完成数据读写操作时，在总线周期中插入等待周期。

空闲周期TI：

无总线操作时进入空闲周期，插入的个数与指令有关。

4.8253模块

8253的主要功能：

1、一个芯片上有三个独立的16位计数器通道

2、每个计数器的内部结构相同，可通过编程手段设置为6种不同的工作方式来进行定时/计数

3、每个计数器在工作过程中的当前计数值可被CPU读出

8253内部编程结构

1．计数器/定时器8253特点：

三个通道，可单独使用

2．片内寻址

3．A1A0=00、01、10、11

4．对应：

通道0、1、2和控制口地址

5．工作方式：

6种

8253内部结构图如下：

1、数据总线缓冲器

往计数器设置计数初值；

从计数器读取计数值；

往控制寄存器设置控制字。

2、读/写逻辑电路

A1A0：

端口选择

00：

通道0（0号计数器）

01：

通道1（1号计数器）

10：

通道2（2号计数器）

11：

控制字寄存器

8253中各通道可有6种可供选择的工作方式，以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。

8253的各种工作方式如下：

1.方式0：

计数结束则中断

工作方式0被称为计数结束中断方式，它的定时波形如图9.3.4所示。

当任一通

道被定义为工作方式0时，OUTi输出为低电平；若门控信号GATE为高电平，当CPU利用输出指令向该通道写入计数值WR#有效时，OUTi仍保持低电平，然后计数器开始减“1”计数，直到计数值为“0”，此刻OUTi将输出由低电平向高电平跳变，可用它向CPU发出中断请求，OUTi端输出的高电平一直维持到下次再写入计数值为止。

　　在工作方式0情况下，门控信号GATE用来控制减“1”计数操作是否进行。

当GATE=1时，允许减“1”计数；GATE=0时，禁止减“1”计数；计数值将保持GATE有效时的数值不变，待GATE重新有效后，减“1”计数继续进行。

　　显然，利用工作方式0既可完成计数功能，也可完成定时功能。

当用作计数器时，应将要求计数的次数预置到计数器中，将要求计数的事件以脉冲方式从CLKi端输入，由它对计数器进行减“1”计数，直到计数值为0，此刻OUTi输出正跳变，表示计数次数到。

当用作定时器时，应把根据要求定时的时间和CLKi的周期计算出定时系数，预置到计数器中。

从CLKi，输入的应是一定频率的时钟脉冲，由它对计数器进行减“1”计数，定时时间从写入计数值开始，到计数值计到“0”为止，