占空比可调的脉冲发生器.docx

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占空比可调的脉冲发生器

沈阳航空航天大学

课程设计报告

课程设计名称：

微机系统综合课程设计

课程设计题目：

占空比可调的脉冲发生器

院〔系〕：

计算机学院

专业：

计算机科学与技术

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

张维君

完成日期：

2021年7月15日

第1章总体设计方案

一、课程设计内容：

详细内容如下：

1.用8255和8253产生脉宽可调的脉冲信号；

2.用实验箱上键盘中的两个按键调节脉冲；

3.按脉宽增加键脉宽逐渐增大，按脉宽减小键脉宽逐渐减小；

二、课程设计要求：

1.认真查阅相关资料；

2.独立设计、调试并通过指导教师现场验收；

3.撰写课程设计报告。

1.2课程设计原理

根据课设要求，要实现通过键盘按键调节脉宽的脉冲信号发生器。

本次设计中主要使用了8259可编程中断控制器，8255可编程并行接口芯片，8279键盘/显示芯片，8253定时/计数器以及部分连线来实现以上功能。

利用8253芯片产生一定频率的脉冲信号，并用8255芯片以程序查询方式，检测该信号上高、低电平的持续时间，还要利用8259芯片的中断信号扫描信号，通过改变高电平的持续时间来调节占空比。

最后，应用8279芯片将结果显示到数码管上。

1.3方案设计

根据本次课程设计要求，用8253芯片计数器0产生低频率的方波信号，然后叠加一个矩形波，使之成为一个改变分频就可以改变占空比的矩形波。

再将该矩形波作为计数器1产生的输入信号，使计数器1产生脉宽可调的脉冲信号，并把该脉冲信号接到8255的一个引脚〔PB0〕，运用程序查询方式循环检测这个引脚高、低电平持续时间。

利用芯片8259的中断功能循环扫描芯片8253计数器1的分频数，通过分频数计算占空比的值。

在BX中存放分频数NUM，在CX中存放〔NUM-1〕。

然后，将BX中的数扩大100倍，再除以CX中的值，以此来计算出被扩大100倍后的占空比；接下来就是显示正确的占空比，将前面得到的准占空比除以10，再将AH中的结果存到CH中，将AL中的结果存到CL中，最后，由8279芯片将最终结果显示到数码管上。

方案论证

通过仔细阅读课程设计任务书，对本次课程设计所要完成的题目和要求要充分理解，从以下两方面进展方案论证。

◆对预设使用的芯片进展论证

8253可编程定时/计数器的功能：

一是作为计数器，即在设置好计数初值后，便开始对外部脉冲作减1操作，当减为0时，输出一个信号；二是作为定时器，在设置好定时参数后，便开始对外部信号作减1操作，并按定时常数不断地输出为时钟周期整数倍的定时间隔。

8255A是可编程并行输入输出接口芯片，具有三个8位并行端口，40个引脚，双列直插式封装。

有三种输入输出方式，用于输出给定信号。

8259A是可编程中断控制器芯片，用于管理和控制80x86的外部中断恳求，坑人可实现中断优先级断定，提供中断信号，屏蔽中断输入等功能。

8279是可编程键盘/显示接口芯片。

它的功能主要包括键盘输入和显示控制

部分，其中键盘部分提供扫描功能。

显示部分那么是提供扫描方式的显示接口，可与8位或16位LED数码管连接构成。

◆对预设计的程序进展论证

用小灯测试8253芯片产生的脉冲信号的频率，已到达设计中所要求的低频率信号。

逐步测试数据采集模块，计算占空比模块，显示模块。

经过认真仔细论证，证明所提出的方案实在可行。

1.5设计环境

软件环境：

LCT88EA应有软件、Win2000、PC机

硬件环境：

AEDK实验箱

第2章详细设计方案

2.1模块设计

1.主模块：

在主程序中，主要实现各个芯片的初始化，将8253芯片的计数器0设置为工作方式3，低8位读写,二进制计数方式，使其输出方波在与一个矩形波叠加产生新的矩形波。

，再将该矩形波作为计时器1的输入信号，并将计数器1设置为工作方式2，低8位读写，十进制计数方式，使计数器1产生低频率符合要求的脉冲信号；

2.数据构造部分：

用BX存放器存储当前的分频数，用CX存放器存储当前分频数减一数。

在内存中开拓了一个字节空间DISBUF，用来存放每种形式所要显示的结果在TAB表中的编码，在中断效劳程序中通过按照这个空间中的8个编码查表显示数码管上所要显示的结果。

3.数据采集模块：

采用程序查询方式，循环检测8253芯片计数器1的分频状态。

记录当前分频数NUM，并保存到BX存放器。

4.计算占空比模块：

将BX中的数减一得到的数存入CX中，然后，将BX中的数乘以100，再除以CX中的值，以此来计算出被扩大100倍后的占空比；接下来就是显示正确的占空比，将前面的到的准占空比除以10，再将AH中的结果存到CH中，将AL中的结果存到CL中。

5.显示模块：

根据CH、CL中的值，由8279芯片查表后将对应的数据显示到数码管上，以得到最后的正确结果。

2.2程序流程图

本次设计的主流程图如图

计算占空比模块流程图如图

图占空比测量的主流程图

图

图显示模块流程图

2.3硬件连线图

本次设计用到四个芯片，分别是8259可编程中断控制器，8255可编程并行接口芯片，8279键盘/显示芯片，8253定时/计数器。

其中8255芯片的A、B、C端口及控制端口的地址为分别为200H，201H,202H,203H；键盘/显示芯片8279的数据端口地址为210H，控制端口地址为212H；定时/计数器芯片8253的端口地址为228-22BH。

芯片8259的端口地址为220H详细连接情况如图2.2所示。

图2.2硬件连线图

第3章调试及结果分析

调试步骤及方法

在开始的时候，每次都没有结果显示。

于是通过单步调试，通过查看各个存放器中的值，来验证各模块是否正常跳转以及模块的正确性。

结果，在数据中断中没有中断产生。

经过调试，可以正常显示预定的占空比的值，但是无法对占空比进展调节。

经过考虑发现，问题出在数据显示模块，每次显示完第一次预定的值以后没有对数码管进展清空，所以显示出现问题。

之后，修改程序，在每次显示之前对数码管进展清空操作。

问题得到解决。

进一步修改，在计算模块中，将BX存放器中的值乘以100后得到的结果存到AX存放器中，用DX:

AX做被除数，防止因BX中数值过大而使AL存放器产生溢出而得到的不正确的结果。

修改后，再次测试，那么可以得到稳定而且正确的结果，误差很小。

3.2实验结果

本设计已经根本满足任务书的要求。

现将结果简单介绍如下：

1.当将计数器1的初值赋为5，即产生五分频的脉冲信号时，数码管显示结果为0.80；

2.当按下实验箱上的〞+〞时，显示的占空比值增加，向1逼近。

3.当按下实验箱上的〞-〞时，显示的占空比值减小。

向0.5逼近。

3.3结果分析

由实验结果可知，。

方波和矩形波叠加之后应该可以产生占空比小于0.5的值，但是此程序没有实现这个功能，有待进步。

参考文献

[1][M].西安：

西安电子科技大学出版社，2003

[2]王忠民.微型计算机原理[M].西安：

西安电子科技大学出版社，2003

[3]沈美明，温冬婵.IBM-PC汇编语言程序设计[M].北京：

清华大学出版，2001

附录〔源程序〕

TIM_CTLEQU22bH

TIMER0EQU228H

TIMER1EQU229H

TIMER2EQU22AH

PC8255EQU203H

PC8255CEQU202H

PC8255BEQU201H

Z8279EQU212H

D8279EQU210H

LEDMODEQU00H;左边输入,八位显示外部译码八位显示

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

JMPS

NUMDB5

S:

cli

MOVDX,Z8279;置空FIFO存放器

MOVAL,0c2H

OUTDX,AL

CALLINIT8253

CALLINIT8259

MOVDX,TIM_CTL

MOVAL,00010110B;计数器0，低8位读写,工作方式3，二进制

OUTDX,AL

MOVAL,00000101B

MOVDX,TIMER0

OUTDX,AL

MOVDX,TIM_CTL

MOVAL,01010101B;计数器1，低8位读写，工作方式2，十进制

OUTDX,AL

MOVAL,NUM

MOVDX,TIMER1

OUTDX,AL

MOVDX,PC8255

MOVAL,10000010B;A方式0，输出B方式0，输入C输出

OUTDX,AL

MOVDX,PC8255B

MOVBX,0

MOVCX,0

CALLDISPLAY

movdx,223h

outdx,al

moval,30h

outdx,al

STI

JMP$

A1:

NOP

JMPA1

INIT8259:

MOVAL,13H

MOVDX,220H

OUTDX,AL

MOVDX,221H

MOVAL,30H

OUTDX,AL

MOVAL,03

OUTDX,AL

MOVAL,0FEH;ocw1

OUTDX,AL

INAL,DX

MOVAX,0

MOVDS,AX

MOVSI,30H*4

MOVAX,OFFSETINTR1

MOV[SI],AX

MOVAX,CS

MOV[SI+2],AX

ret

INIT8253:

pushAX

MOVDX,TIM_CTL

MOVAL,00010110B;计数器0，低8位读写,工作方式2，二进制

OUTDX,AL

MOVAL,00000101B

MOVDX,TIMER0

OUTDX,AL

MOVAL,10110101B

MOVDX,TIM_CTL

OUTDX,AL

MOVAX,6144

MOVDX,TIMER2

OUTDX,AL

MOVAL,AH

OUTDX,AL

POPAX

RET

intr1:

callreadkey

CMPAL,12H;是减小

JEdown

CMPAL,13H

JEup

iret

DOWN:

JMPA

UP:

INCNUM

INCNUM

JMPA

RET

A:

MOVDX,Z8279;置空FIFO存放器

MOVAL,0c2H

OUTDX,AL

CALLDISPLAY

IRET

readkey:

MOVDX,Z8279;置空FIFO存放器

MOVAL,0C2H

OUTDX,AL

WAIIT:

NOP

MOVAX,0

INAL,DX

MOVBL,AL

ANDAL,80H

CMPAL,80H

JEWAIIT;FIFO正在去除期间那么跳转等待

MOVAL,BL

ANDAL,0FH

CMPAL,00H

JEWAIIT;无键按下那么等待

MOVDX,Z8279

MOVAL,82H;置读FIFORAM命令字

OUTDX,AL

MOVDX,D8279;读入FIFORAM内容

INAL,DX

ret

DISPLAY:

MOVCX,00H

MOVBX,00H

MOVDX,0

MOVCL,NUM

DECNUM

MOVBL,NUM

MOVAX,100

MULBX

DIVCX

MOVCL,10

DIVCL

MOVCH,AH;个位

MOVCL,AL;十位

PUSHCS

POPDS

MOVDX,Z8279;置空FIFO存放器

MOVAL,0C2H

OUTDX,AL

MOVDX,Z8279

MOVAL,LEDMOD

OUTDX,AL

MOVAL,90H

OUTDX,AL

MOVAL,CH

LEABX,LED

XLAT

MOVDX,D8279

OUTDX,AL;显示个位

MOVAL,CL

LEABX,LED

XLAT

MOVDX,D8279

OUTDX,AL;显示十位

MOVAL,10111111b

MOVDX,D8279

OUTDX,AL;显示小数点

RET

LEDDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H

DB5EH,79H,71H

CODEENDS

ENDSTART

课程设计总结：

上个学期的微机原理课程完毕以后，对所学的知识朦朦胧胧，缺乏理论的考验。

通过本次课程设计，我对微机原理的理论知识有了更加深化的理解，增强了动手才能。

对所学的各芯片，尤其是8259，8253，8255,8279这四个芯片的构造、功能和使用方法有了更加明晰的认识。

通过编写和调试程序，我也进一步熟悉了所用的编程环境LCT88EA应用软件和AEDK实验箱的功能和使用方法。

为以后进一步学习微机原理、汇编语言和硬件相关知识打下了很好的根底。

通过这次课程设计，我发现了我在以前学习中的缺点和缺乏，比方对芯片的相关命令和使用方法还不够纯熟；在课设中我还学会了8279的显示，不同方法计算占空比的值。

学会了对汇编语言的单步调试，找到问题的所在。

课设中，我教师和同学都给予我很大的帮助，同学们总是在我要放弃时给我指点，给我鼓励。

教师在我迷茫的时候给我指出问的所在。

这些都使我的课设顺利完成，非常快乐有这样的教师和同学。

指导教师评语：

指导教师（签字）：

　　　　　　年月日

课程设计成绩