基于DAC0832波形发生器.doc

微 机 原 理 课 程 设 计湖 南 科 技 大 学课 程 设 计（ 论 文 ）题目基于DAC0832波形发生器二一二 年 一 月 一 日I目 录目 录I一、实验目的及任务- 1 -1.1 实验目的- 1 -1.2 实验任务- 1 -二、实验设备、实验分析- 1 -2.1 AEDK实验系统介绍- 1 -2.2 实验分析- 2 -三、设计方案- 2 -3.1 8255芯片简介- 2 -3.2 DAC0832芯片简介- 3 -3.3 设计原理- 4 -四、接线图 电路原理图- 5 -五、程序流程图- 7 -5.1 子程序设计- 7 -5.2 总程序设计- 8 -六、调试方法及及实验结果- 8 -七、总结与体会- 8 -附 录- 9 -源程序- 9 -致 谢- 11 -参 考 文 献- 11 - 11 -一、实验目的及任务1.1 实验目的1.掌握计算机应用系统特别是微机接口系统的设计。2.掌握接口电路设计技术。初步掌握电子设计软件Protel99使用。3.掌握微机接口程序的编制与调试技术。1.2 实验任务利用AEDK实验系统以及相关设备制作一个基于数/模转换器DAC0832的波形发生器，具备基本的功能。二、实验设备、实验分析2.1 AEDK实验系统介绍2.1.1 系统组成AEDK8688ET微机教学实验系统是上海航虹高科技实业公司在继承8688T和8688TI微机教学实验机优点的基础上，广泛地吸取用户的使用意见和建议，结合8086188仿真技术，推出的新一代微机教学实验系统。本实验系统由AEDK8688ET实验机外配计算机和其他一些附件及选配件组成该实验系统，既可以在无PC机的状态下独立运行，又可以接PC机通过串口或ISA总线运行。在扩展功能上，可以通过实验机的25芯插座外接机电实验平台，做机电一体化实验。系统硬件组成：主机：AEDK8688ET实验板附件：PC机缓冲驱动卡（UPCXT）、60芯联接电缆、RS232通讯电缆、维修测试板（U88ETF）及联接电缆、硬导线一束、电源电缆。选配件：专用电源、机电实验平台。系统软件组成：软盘片：2张（包含串口调试软件，ISA总线调试软件和自诊断软件）2.1.2 性能特点AEDK688ET教学实验系统集微处理器8088和外配PC/80286/386/486/586及其兼容机于一体的高科技实验系统，具有实验、开发、自诊断等功能。该实验系统自带键盘、八位七段数码管、微处理器8088和RS-232通讯接口，可以接PC机做实验，也可以无须任何辅助设备而独立做实验。综合下来，它具有如下性能特点： 独立运行的单板机配置方式。 ISA总线配置方式。 串行监控配置方式。2.2 实验分析本次课程设计采用DAC0832 D/A转换器来产生各种波形，通过8255A与外部控制开关相连实现不同波形的切换。此课程设计共设计了4种波形，分别是锯齿波、三角波、方波和正弦波。三、设计方案3.1 8255芯片简介3.1.1 8255可编程并行接口芯片简介: 8255可编程并行接口芯片有三个输入输出埠，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7PA0、PB7PB0和PC7PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的埠，每个埠包含一个4位锁存器。它们分别与埠A配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。3.1.2 8255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明:8255有两种控制命令字；一个是方式选择控制字；另一个是C口按位置位复位控制字。其中C口按位置位复位控制字方式使用较为繁难，说明也较冗长，故在此不作叙述。方式控制字格式说明如表1： 8255可编程并行接口芯片工作方式说明: 方式0：基本输入输出方式。适用于三个埠中的任何一个。每一个埠都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。 方式1：选通输入输出方式。这时A口或B口的8位外设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和中断请求信号。方式2 ：双向总线方式。只有A口具备双向总线方式，8位元元外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。用户程序区8255的端口地址如下表：信号线寄存器 编址Y1A口0208HB口0209HC口020AH控制寄存器020BH 表13.2 DAC0832芯片简介D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、保持和转换的数字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路抗干扰性较好。大多数的D/A转换器接口设计主要围绕D/A集成芯片的使用及配置响应的外围电路。DAC0832是8位芯片，采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流Iout1和Iout2输出。DAC0832引脚如图1所示。主要性能参数如表1示， 图1. DAC0832的引脚图DAC0832各引脚的功能如下：DI0DI7： 数据输入线。ILE ：数据允许锁存信号，高电平有效；/CS：输入寄存器选择信号，低电平有效。/WR1为输入寄存器的写选通信号。输入寄存器的锁存信号/LE1由ILE 、/CS、/WR1的逻辑组合产生。当ILE 为高电平、/CS为低电平、/WR1输入负脉冲时，在/LE1产生正脉冲；/LE1为高电平，输入锁存器的状态随数据输入线的状态变化，/LE1的负跳变将数据线上的信息锁入输入寄存器。/XFER: 数据传送信号，低电平有效。/WR2为DAC寄存器的写选通信号。DAC寄存器的锁存信号/LE2,由/XEFR、/WR2的逻辑组合产生。当/XFER为低电平，/WR2输入负脉冲，则在/LE2产生正脉冲；/LE2为高电平是时，DAC寄存器的输出和输入寄存器的状态一致，/LE2负跳变，输入寄存器的内容打入DAC寄存器。VREF ： 基准电源输入引脚 。Rfb ： 反馈信号输入引脚，反馈电阻在芯片内部。IOUT1、IOUT2 ： 电流输出引脚。电流IOUT1、IOUT2 的和为常数，IOUT1、IOUT2 随DAC寄存器的内容线性变化。VCC： 电源输入引脚。AGND： 模拟信号地DGND： 数字地。表1 DAC0832性能参数性能参数参数值分辨率8 位单电源+5V- +15V 参考电压+10V- -10V 转换时间1Us 满刻度误差1LSB 数据输入电平与TTL电平兼容3.3 设计原理D/A转换器产生各种波形的原理：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。8255A实现波形切换的原理：从8255A的B口读入外接开关的信号，CPU读入不同信号值，从而执行不同的代码，向D/A转换器传送不同的数据，控制D/A转换器输出锯齿波、三角波、方波、正弦波。四、接线图 电路原理图 根据前面的分析初步确定电路原理及接线如图1-图4所示208HCS8255A A9A0CPU DAC0832CS 数据总线D7D0200H地址译码波形输出 图2 原理图PA0 PA1D7D0 RD WR PA7PB08255A 。CS 。PB3PC0A1A0 PC7 D7D0 RD WR CPU A5 A4 A3 A1 A0 G1G2aG2b Y1CBA33 图3 CPU与8255A的连接 D7D0 WR1 DAC0832 CS Rf Iout1 Iout2 AGAND DGANDXFERWR2 D7D0 WR CPU A5 A4 A3 G1G2aG2b Y0CBA33Vout 图4 CPU与DAC0832的连接 经过查找资料及考证最终确定的电路原理图如图5所示，实际电路连线时，只需参照试验箱上的相应模块连线即可。Vout为输出端，连至发光二极管。图5 电路原理图五、程序流程图5.1 子程序设计1.正弦波 2.方波 3.锯齿波 4.三角波 5.2 总程序设计流程图如下 六、调试方法及及实验结果调试方法：根据四种波的特性可知，用发光二极管可以很清晰的观测到实验的成功与否。在试验箱数模转换模块的Vout端接出一根导线然后接到二极管的阳极。当按下试验箱按键模块某个键时就会显示相应的现象。实验结果：根据电路原理图接好电路后，烧录程序，当按下s1键时发光二极管先是逐渐变亮然后逐渐变暗，后重复这一过程；当按下s2键时发光二极管先是慢慢变亮然后突然变暗后重复这一过程；当按下s3键时发光二极管是以一定的频率一亮一暗；当按下s4键时，发光二极管忽亮忽暗，并以一定的频率重复这一过程。这四种结果表明我的电路设计及程序是正确的，能够基本的实现所要实现的功能。七、总结与体会 在设计过程中，首先要熟悉系统的工艺，进行对象的分析，按照要求确定方案。然后要进行硬件和软件的设计，调试。通过设计实验，使我掌握了微型机控制系统I/O接口的扩展方法，模拟量输入/输出通道的设计，常用控制程序的设计方法，数据处理及非线性补偿技术，以及数字控制器的设计方法。本设计从几个基础的部分着手总结综合运用各种资料最后完成一个数字信号发生器系统。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。而且在做课程设计的过程中，不仅是考验自己所学的微机原理与接口技术知识，更是要锻炼自己的分析问题的能力和解决实际问题的能力，而在在此次课程设计过程中得到了充分的体现。在此次设计中体也会到了交流知识的重要性，在千篇一律的设计中，显示自己的特色，在实用性和执行效率间取得平衡，是设计的关键所在。通过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我更加深刻的了解微机原理与接口技术，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。附 录 源程序;*波形发生器源程序*B8255 EQU 209H ;8255 PB口地址C8255 EQU 20AH ;8255 PC口地址CT8255 EQU 20BH ;8255命令口地址DA0832 EQU 200H ;DAC0832端口地址DATA SEGMENTTAB DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H DB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8H DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9H DB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5H DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDH DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDH DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6H DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAH DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAH DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7H DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1H DB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99H DB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80H DB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69H DB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51H DB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AH DB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27H DB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16H DB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AH DB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02H DB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02H DB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09H DB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15H DB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25H DB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H, 35H, 38H DB 3AH, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EH DB 51H, 55H, 57H, 5AH, 5DH, 60H, 63H, 66H DB 69H, 6CH, 6FH, 72H, 76H, 79H, 7CH, 80H DB 256 DUP(?)DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,SS:CODE,ES:CODESTART: MOV AL,82H ;初始化8255，B 口输入，工作在方式0 MOV DX,CT8255 OUT DX,AL MOV AL,00H;使PC置1 MOV DX,PC55 OUT DX,ALBG: MOV DX,B8255 IN AL,DX AND AL,07H CMP AL,01H ;显示锯齿波 JZ JCBB CMP AL,02H ;显示三角波 JZ SJBB CMP AL,03H ;显示方波 JZ FBB CMP AL,04H ;显示正弦波 JZ ZXBB JMP BG;*锯齿波*JCBB: MOV AL,00H AGAIN1: INC AL MOV DX,DA0832 OUT DX,AL CALL DELAY PUSH AX MOV DX,B8255 IN AL,DX ;再次读入开关信号，进行比较 CMP AL,01H JNZ BG POP AX JMP AGAIN1;*三角波*SJBB: MOV AL,00H UP: MOV DX,DA0832 ;启动D/A 转换上升 OUT DX,AL CALL DELAY INC AL CMP AL,0FFH JNZ UP DEC ALDOWN: MOV DX,DA0832 ;启动D/A 转换下降 OUT DX,AL CALL DELAY DEC AL CMP AL,00H JNZ DOWN MOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较 IN AL,DX CMP AL,02H JNZ BG JMP SJBB;*方波*FBB: MOV AL,00H FB1: MOV DX,DA0832 ;写00H，输出低电平 OUT DX,AL PUSH CX MOV CX,00FFH ;低电平延迟L: CALL DELAY LOOP L POP CX PUSH CX MOV CX,00FFH MOV AL,0FFH MOV DX,DA0832 OUT DX,ALL1: CALL DELAY ;高电平延迟 LOOP L1 POP CX MOV DX,B8255 ;再次读入开关信号，进行比较 IN AL,DX C