微机原理课程设计报告.doc

第一章 微机应用系统课程设计的目的意义1.1 课程设计的目的意义学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。本次课程设计，主要是了解可编程外围芯片8255的工作原理，以及学会对A/D0832和8255芯片的应用和设计技术。对微型计算机基本的系统结构、对微型计算机硬软件的工作原理有个整体的认识。学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。1.2 课程在教学计划中的地位和作用自20世纪70年代初第一代微型计算机问世以来，计算机技术以惊人的速度发展，尤其是在以Intel8086/8088为CPU的16位IBM PC机诞生以后，又相继出现了以80386、80486为CPU的32位PC机。如今以Pentium系列为CPU的高性能微型计算机已大量面世。但作为一类在世界上最流行的机种的代表，16位机的结构、组成原理、指令系统、，编程方法和接口技术等，在后续的高档PC机设计中基本上都得到了体现，并具有向上兼容性。微机原理与接口技术仍然以8086/8088CPU为基本出发点，详尽地论述了有关微处理器及其指令系统的概念和程序设计方法，介绍构成微型计算机的存储器、各类可编程接口芯片、总线等各项技术。第二章 直流电动机变频调速及方向控制设计任务2.1 设计内容及要设计内容：掌握直流电动机控制系统的硬件设计方法和直流电动机速度调节、方向控制技术。学会编制直流电动机驱动程序的软件设计方法。通过改变施加于电机两端的电压大小达到调节直流电机转速的目的。D/A采用DAC0832转换输出控制直流电机两端电压，达到控制直流电动机速度；电动机正反转方向控制，要求改变直流电动机的转向，必须改变电磁转矩的方向。根据左手定则，可以通过改变电枢电流的方向（既D/A0832转换输出正或负直流电压），来改变电磁转矩方向，达到电动机正反转方向的控制。2.2 课程设计的要求 设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。编制程序，调节直流电动机的运转速度。编制程序，控制直流电动机的运转方向。目的：1、 了解直流电动机的工作原理。2、 掌握D/A电路的接口技术和应用方法。3、 学会直流电动机驱动程序的设计。4、 进一步提高单片机应用系统的设计和调试水平。第三章 总体设计方案3.1 设计思想 直流电机转速调节某些场合往往要求直流电机的转速在一定范围内可调节，例如，电车、机床等，调节范围根据负载的要求而定。调速可以有三种方法：（1）改变电机两端电压；（2）改变磁通；（3）在电枢回路中，串联调节电阻。通过改变施加于电机两端的电压大小达到调节直流电机转速的目的。该设计方案用DAC0832D/A转换输出控制直流电机两端电压。 直流电机运转方向控制要改变直流电动机的转向，必须改变电磁转矩的方向。根据左手定则，改变电磁转矩的方法有两种方法：（1）改变电枢电流的方向；（2）改变磁通的方向。 拨动开关K2-K3功能设定本系统通过拨动开关K2-K3确定直流电机的转速和K1控制直流电机的运转方向。3.2 总体设计流程图第四章 硬件设计4.1 硬件设计概要该系统设计基于DVCC8086实验系统，利用DAC0832芯片和8255芯片构成整个调速系统。通过8255芯片读取开关信号从而控制电机的正转和反转，以及转速。利用DAC0832芯片将输入的数字信号转换成模拟信号驱动电机转动。4.2 所用到的芯片及其各自功能说明1、DAC0832芯片：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。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结构：D0D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)； 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（选通数据锁存器），低电平有效； WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存； XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效； WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。 IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化； IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数； Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度； Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V+15V； VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V+10V； AGND：模拟信号地 DGND：数字信号地 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。2、8255芯片8255的基本输出接口电路：并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息，CPU和接口之间的数据传递总是并行的，即可以同时进行传递8位，16位，32位等。8255可编程外围接口芯片是具有A、B、C三个并行接口，+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0基本输入/出方式、方式1选通输入/出方式、方式2双向选通工作方式。引脚功能：RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输.RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。D0D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。PA0PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入锁存器。PB0PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出缓冲器。PC0PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.当A1=0,A0=0时,PA口被选择;当A1=0,A0=1时,PB口被选择;当A1=1,A0=0时,PC口被选择;当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择8255的内部结构图和引脚图如下：4.3 硬件电路设计系统原理图及其说明实验原理图1 机电平台的选择开关打在直流电机位置。2 实验仪上的PC6PC7接K2K3，PC5接K1。3 实验仪上D/A区0832的CS连译码输出Y2。4 实验仪上D/A区0832的WR连XWR。5 实验仪上D/A区0832的VREF连+5V。6 实验仪上D/A区AOUT连直流电机DJ口。7 用8芯排线将D/A区的D0D7与BUS3区D0D7相连。第五章 软件设计5.1 流程图及其说明开始定于寄存器读取8255端口地址读取K1端口状态K1！=1跳转至R1执行反转读取DA转换结果开关K2、K3控制转速转速控制判断K1状态返回DOS结束K1=1跳转至R2执行正转5.2 软件系统的使用说明1、按原理图在DVCC实验系统平台上接好线2、打开DVCC实验软件，将系统程序调试进DVCC中的芯片内，运行程序。3、拨动K2、K3开关控制转速，拨动K1开关控制转向。5.3 源程序及其说明STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODEDAPORTEQU 0020HIOCONPT EQU 0FF2BHIOAPTEQU 0FF28HIOBPTEQU 0FF29HIOCPTEQU 0FF2AH ORG 10E0HSTART: MOV DX,IOCONPT ；写控制字，选用C口为输入 MOV AL,10011111B OUT DX,ALA: MOV DX,IOCPT IN AL,DX AND AL,0010000B ；判断开关K1的信号 CMP AL,0010000B ；比较K1信号 JE R2 ；若K1为1则跳转至R2执行R1: MOV DX,IOCPT IN AL,DX AND AL,10000000B CMP AL,10000000B ;通过由C口输入选择速度大小 JE DIANJI2 ;开关K3拨动，跳至转速DIANJI2 MOV DX,IOCPT IN AL,DX AND AL,01000000B CMP AL,01000000B JE DIANJI1 ；开关K2拨动，跳至转速DIANJI1CALL DIANJI JMP AR2: MOV DX,IOCPT IN AL,DX AND AL,10000000B CMP AL,10000000B ;通过由C口输入选择速度大小 JE DIANJI1 MOV DX,IOCPT IN AL,DX AND AL,01000000B CMP AL,01000000B JE DIANJI2 CALL DIANJI JMP ADELAY: MOV CX,1000H ；延时子程序DELAY1:LOOP DELAY1DIANJI: ；电机转速程序 MOV AL,0DCH MOV DX,DAPORT OUT DX,AL RETDIANJI1: ；电机转速程序1 MOV AL,0FFH MOV DX,DAPORT OUT DX,AL RETDIANJI2: ；电机转速程序2 MOV AL,0DDH MOV DX,DAPORT OUT DX,AL RETCODE ENDSEND START说明：程序首先向8255芯片写入控制字，采用C口输入，先判断K1的状态，若为1，则跳转至R2执行程序，电机正转；若K1为0则跳转至R1执行程序，电机反转。开关K2、K3来控制转动的速度大小。第五章 系统调试与使用 6.1 系统调试速度等级K2K3正转K1反转K111010201接好线路，并将程序传入芯片中，打开电源开关，拨动K1、K2、K3开关，控制转向和转速，K2和K3可以控制两个速度等级，而K1可以控制电机转向，调试成功！6.2 使用说明按原理图接好线路，将源程序调试进芯片中，K1用来控制电机正反转，K2、K3用来控制转动的速度。第六章 收获、体会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。 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，具体地说，在了解了微处理器各种芯片的功能和外部特性以后，剩下额是如何将它们用于实际系统中，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。 这次课程设计并不是很难，主要的困难来自对程序的理解。功夫不负有心人，我们最后对设计系统的原理有了清晰的认识。虽然实验台上的很多模块单元没有用到，但是就系统功能来说，我觉得我们做的还是不错的。 这次课设却让我对实验台有了足够的了解，让我知道了实验台上各个模块的用法；而且它还让我对自己动手写程序来控制实验台的运作有了一定的基础。虽然实验台只是一个小型的模拟平台，但是通过对它的学习和操作，我对有关接口的知识将会有一个更广泛的认识，而且它对我以后的学习也会有帮助的。开始，我对我所设计的题目理解错误，我自己编写了一个与实验指导书上一个实验所实现的功能一样的程序，最后验收的时候老师说那样不行，但开始我想到过利用开关来控制转速和转向的问题，所以当老师说那样不行时，我马上重新写了一个程序，但其中有几个错误我找不到，于是找了同学帮我解决了，回到宿舍后，我自己又认真添加完善了几个程序的功能，最后终于达到了利用开关来控制转速的功能。我想我并不是不懂如何编写程序，只是一开始我便