微机原理与接口技术课程设计之三角波发生器.docx
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微机原理与接口技术课程设计之三角波发生器
课程设计任务书
学生姓名：
专业班级：
指导教师：
工作单位：
题目：
设计一简单信号发生器
初始条件：
1.选用8088CPU最小工作模式；
2.选择DAC0832芯片完成模拟信号输出，确定芯片地址范围；
3.输出三角波的电压范围为0〜+2.5V,能够实现频率调节功能。
要求完成的主要任务:
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要
求）
1.查阅参考资料，自学相关可编程接口芯片的内部结构、工作方式和初始化编程
过程；
2.根据设计系统的具体功能和性能参数，明确设计目标；
3.微机基本系统及其扩展接口电路设计，绘制微机系统硬件原理图；
4.编制扩展接口电路工作的汇编源程序，绘制汇编源程序流程图，包括初始化和
监控工作程序；
5.撰写设计说明书（包括参考资料目录，字数不少于5000字）
时间安排：
序号
内容所
斤用时间（天）
1
查阅资料，学习相关芯片知识
1.5
2
系统及扩展电路硬件设计
3
3
初始化程序和应用程序设计
2
4
r相关硬件电路和程序调试
2
5
编写课程设计说明书和答辩
1.5
合计
10
指导教师签名：
2010年12月12日
系主任（或责任教师）签名:
（一）概述
设计内容及要求
本设计综合应用8088CPUD/A转换器、定时器/计数器电路，中断技术：
通过PC
机定时，产生三角波模拟信号输出，信号频率可通过PC机键盘调节。
输出电压范围在
0~2.5V之间。
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。
设计目的
通过该课程的学习使学生对微机系统有一个全面的了解、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。
（二）系统总体设计
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0832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，再保持t，然后重复此过程，因此需要改变0832输入数据的时间间隔
t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。
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，通过此程序可以产生三角波。
由于8253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0832输出的波形频率。
功能框图，1页
2、硬件系统总体布局（画一简图）1页
3、线路图（大图）
U2
13
14
1
15
U1
F/C
EFI
REA
VCC
CSYNC
ASYNC
DY
SC
RESET
17
X1
X2
A
8284
RE
Y?
1
1.0OOM
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
8286
TOE
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
11
c
8
6
5
4
2
1
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
17
18
32
29
31
30
33
34
23
22
DI0
DO0
DI1
DO1
DI2
DO2
DI3
DO3
DI4
DO4
DI5
DO5
DI6
DO6
DI7
DO7
OE
STB
J48282
AD0
1
NMI
INTR
RD
WR/LOC
H~
HL）A
MN/MX
SSO
TEST
READY
8088
19
18
17
16
15
14
13
12
A8
A9A10A11A12A13A14A15
8
7
6
5
4
3
2
39
A16/S3
A17/S4
A18/S5
A19/S6
S0/DEN
S1DT/RS2IO/MALEQS0INAQS1
CLK
RESET
38
37
36
35
26
28
25
24
19
21
0987654354132
12222
20
22
27
1
012
0123456789111
AAAAAAAAAAAAA
D0D1D2D3D4D5D6”
CE
OE
PGMI
VPP—
2764
8
7
6
5
4
3
2
1
21
22
23
8
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
CS
RD
WFl
OUT0
GATE0
CLK0
OUT1
GATE1
CLK1
19
20
A0
A1
8253
10
11
9
13
14
15
OUT2
GATE2
CLK2
17
16
18
（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
CMO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IOUT1OUT2输出。
0832具有8位分辨率，如果输出电压范围在0~5V间的话，当输入数字量为0时，输出电压为0V;输入数字量为255（0FFH）时，输出电压为5V。
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。
IOUT1OUT2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2MHZ8253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。
4.1.48284
时钟发生器8284的引出线如图6-8所示。
其引线功能叙述如下：
CLK:
为CPU提供时钟信号，频率为4.77MHz
READY:
接CPU的READY引脚
RESET:
接CPU的RESET引脚，为CPU提供复位信号
PCLK:
为外设提供时钟信号，频率为2.38MHzVCC：
工作电压输入端。
有一些引线在使用中没有用到，如OSCEFI等可空着不接。
外设或其他电路
板上的速度慢的器件在工作过程中需要CPU等待时，是通过向8284的RDY1端提
供控制信号来实现的。
4.1.58282
4.1.68286
4.1.66264
4.1.72764
5、译码方式及地址范围计算
包括存储器地址（RAM和ROM勺地址）和端口地址。
端口地址有8259（两个地址），8253（四个地址），0832（—个地址？
）均需译码器译码分配CS
（三）接口扩展电路设计
接口电路的设计、原理和工作方式
使用8253产生定时中断，故8253使用方式3以产生方波信号，以方波信号的上升沿触发中断达到定时目的。
8253的计数初值根据所需输出地三角波频率计算得到。
8253的输入时钟频率来
自8284芯片的PCLK引脚，频率为2.38MHz。
8259芯片在此次应用中只负责产生定时中，没有设置从片及，所以使用一般嵌套，根据8253
的输入波形，选择上升沿触发方式。
列写端口地址表
8259的工作方式及初始化程序
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,03H
OUTDX,AL
MOVDX,8259AD1
MOVAL,10000000B..ICW2,10H,中断向量码IR0——10H
OUTDX,AL
MOVAL,00000001B..ICW4,01H,
OUTDX,AL
8253的工作方式及初始化程序
OUTDX,ALMOVDX,316H初始化8253，计数器地址，写计数器1
MOVAL,01110110B;通道1方式字，方式3,二进制记数
OUTDX,AL方波发生器，用以产生中断
MOVDX,312H写计数值
••计数值弹到CX
••写低八位
POPCX••…
MOVAL,CL
OUTDX,AL
MOVAL,CH写高八位
OUTDX,AL
0832的工作方式及初始化程序
工作方式单缓冲模式，没有初始化程序
（四）系统程序设计
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,
其流程图所示。
三角波频率控制的实现
计时器初始输入频率来自8284芯片PCLK引脚，频率为2.385MHz。
本程序要实现三角波
控制，每周期取步进值为511次，每步进值增1或减1。
前半周期为增1,后半周期减1,输出
量分别由0到255和255到0。
设分频后频率为F，输入频率为f，步进值为N,三角波周期为T，中断间隔t，计数初值CX
有：
CX*1/F=t
Nt=T
T=N*CX/F
CX=F*T/N=F/（N*f）
故在本程序中，CX=2.385MHz/（511*f）=4667/f
由于CX取值在1~25536之间，所以f可取0.18HZ~4667.3HZ，本程序供用户可选频率为100Hz~4KHz
2、中断向量表
中断向量地址指针
8259A引脚
中断类型号
优先级
中断源
00020H
主片IR0
08H
0
定时器
00024H
主片IR1
09H
1
键盘
3、程序清单
DATASEGMENT定义数据段
MESSDB'输入发生频率（100Hz~4000Hz）',ODH,OAH,'$'•提示信息
CUNCHUDB?
暂存量存储位置
JISHUDW0
PINLVDW?
DATAENDS
STACKSEGMENTSTACK堆栈段定义
STDW20DUP（?
）••堆栈空间大小为20字节
TOPLABELWORD…定义栈顶指针为TOP
STACKENDS堆栈段结束
CODESEGMENT-..定义指令段
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,SS:
STACK,ES:
DATA初始化段基地址
MAINPROCFAR定义远调用MAIN函数
MOVAX,DATA..初始化段基地址
MOVDS,AX
MOVAX,STACK
MOVSS,AX
MOVAX,CODE
MOVCS,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,03H
OUTDX,AL
MOVDX,8259AD1
MOVAL,10000000B.」CW2,10H,中断向量码IR0——10H
OUTDX,AL
MOVAL,00000001B.」CW4,01H,
OUTDX,AL
LEADX,MESS；输入频率
MOVAH,09H
INT21H
LEADX,PINLV将输入频率存到PINLV中
MOVAH,01H
INT21H
XORCX,CX.CX清零
XORAX,AX
MOVBX,10
KEY:
MULBX乘法。
AX=BX*AX
MOVCX,AX
MOVAL,[DX]
CMPAL,0DH••输入字符等于回车？
JEENTER相等则跳至UENTER
SUBAL,30HACSII变成数字
ADDCX,AL
MOVAX,CX
MOVPINLV,CX将算得的频率值存在PINLV中
INCDX
JMPKEY
ENTER:
MOVAX,4667•将输入的频率计算，得出写入8253的时间数
MOVCX,PINLV
MOVBX,CX
DIVBX
MOVCX,AX
PUSHCX
•-压栈
MOVDX,316H
初始化8253，计数器地址，写计数器1
MOVAL,01110110B
；通道1方式字，方式3，一进制记数
OUTDX,AL
方波发生器，用以产生中断
MOVDX,312H
写计数值
POPCX
••计数值弹到CX
MOVAL,CL
..写低八位
OUTDX,AL
MOVAL,CH
…写冋八位
OUTDX,AL
MOVCUNCHU,0H
；将存储单元清零
MOVJISHU,0H
MOVDX,OFFSETSANJIAOBO
取偏移地址赋DX
MOVAX,SEGSANJIAOBO••…
……•取段地址
MOVDS,AX
••段地址赋DS
MOVAL,08H
.•…中断向量08H
MOVAH,25H
••…DOS的功能调用，设置中断程序入口地址
INT21H
CIR:
JMPCIR…无限循环程序，等待中断
RET
MAINENDP
三角波子程序
SANJIAOBOPROCNEAR
PUSHAX
PUSHBX
PUSHCX
PUSHDX
STI
MOVDX,228H•…MOVAL,CUNCHU
OUTDX,CUNCHUCMPJISHU,511JAECN
JMPCM
CN:
MOVJISHU,0
CM:
CMPJISHU,OFFH-
JAEJINAG
JMPSHENG
JIANG:
DECAL
MOVCUNCHU,ALJMPINTRETURN-SHENG:
INCAL
MOVCUNCHU,ALJMPINTRETURN-INTRETURN:
CLI
POPDX
POPCX
POPBX
POPAX
MOVAL,20H……OUT20H,ALIRET
SANJIAOWOENDP
CODEENDS
••保护现场
..开中断
••0832地址
..步进值达到最大值时，跳转CN
•没到最大值，跳转CM
.步进值与255比较
步进值大于255时，跳转到下降沿程序
••否则跳到上升沿程序
•下降沿程序
..去往结束中断
•上升沿程序
去往结束中断
•恢复现场
••EOI命令
••结束中断
（五）参考资料
[1]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，2004.12
[2]刘全忠•汇编语言实用程序•天津：
天津大学出版社，1991.6
3高福祥，张君.接口技术.沈阳：
东北大学出版社，1999.12
4葛玻.微机接口及实际应用.武汉：
武汉理工大学出版社，2000.9
5冯博琴，吴宁.微型计算机原理及接口技术.北京：
清华大学出版社，2007.8
（六）总结
在这两周的实习中，我再次的巩固了微机课中所学的知识，了解了各种芯片的的用法，各个接
口的名称，作用。
明白了微机系统在生产生活中最基本的用处
在两周的实习中，我也感到所学的知识不是很深，动手的能力不是很强，面对问题解决问题的能力还有待加强。
总的来说，《微型计算机原理与接口技术》对于我以后学习，工作的影响是很
大的。
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