占空比可调的脉冲发生器[试题学习]

1、高等教育# 沈阳航空航天大学 课课 程程 设设 计计 报报 告告 课程设计名称：微机系统综合课程设计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：2012年7月15日 高等教育# 目目 录录 第第 1 章章 总体设计方案总体设计方案.1 1.1 课程设计的内容和要求.1 1.2 课程设计原理.1 1.3 方案设计.1 1.4 方案论证.2 1.5 设计环境.2 第第 2 章章 详细设计方案详细设计方案.3 2.1 模块设计.3 2.2 程序流程图.4 2

2、.3 硬件连线图.6 第第 3 章章 调试及结果分析调试及结果分析.7 3.1 调试步骤及方法.7 3.2 实验结果.7 3.3 结果分析.8 参考文献参考文献.9 附附 录（源程序）录（源程序）.10 高等教育# 第 1 章 总体设计方案 1.1 课程设计的内容和要求课程设计的内容和要求 一、课程设计内容： 具体内容如下： 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

3、计报告。 1.2 课程设计原理课程设计原理 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

4、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 高等教育# 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

5、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。 1.4 方案论证方案论证 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，从以下两方面进行方案论证。 对预设使用的芯片进行论证 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

6、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 80 x86 的外部中断请求， 坑人可实现中断优先级判定，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。显示部分则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。 对预设计的程序进行论证 用小灯测试 8253 芯片产生的脉冲信号的频率，已达到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

7、模块。 经过认真仔细论证，证明所提出的方案切实可行。 1.5 设计环境设计环境 软件环境：LCT88EA 应有软件、Win2000、PC 机 高等教育# 硬件环境：AEDK 实验箱 高等教育# 第 2 章 详细设计方案 2.1 模块设计模块设计 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.

8、 数据结构部分： 用 BX 寄存器存储当前的分频数，用 CX 寄存器存储当前分频数减一数。在 内存中开辟了一个字节空间 DISBUF，用来存放每种模式所要显示的结果在 TAB 表中的编码，在中断服务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 寄存器。 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

9、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。 高等教育# 2.2 程序流程图程序流程图 本次设计的主流程图如图 2.2.1 所示；采集数据模块流程图如图 2.2.2 所示； 计算占空比模块流程图如图 2.2.3 所示；显示占空比模块流程图如图 2.2.4 所示。 高等教育# 图 2.2.1 占空比测量的主流程图 高等教育# 高等教育# 图 2.2.2 数据采集模块流程图 图 2.2.3 计算占空比模块流

10、程图 图 2.2.4 显示模块流程图 高等教育# 2.3 硬件连线图硬件连线图 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 具体连接情况如图 2.2 所示。 图 2.2 硬件连线图 高等教育# 第 3 章 调试及结果

11、分析 3.1 调试步骤及方法调试步骤及方法 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 寄存器中的值，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 对占空比进行调节。经过思考发现，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行清空，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行清空操作。问题得到解决。进一步修改，在计算 模块中，将 BX 寄存器中的值乘以 100 后得到的结果存到 AX 寄存器中，用 DX:AX 做被除数，防止因 BX 中数值过大而使 AL

12、 寄存器产生溢出而得到的不 正确的结果。修改后，再次测试，则可以得到稳定而且正确的结果，误差很小。 3.2 实验结果实验结果 本设计已经基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。 高等教育# 3.3 结果分析结果分析 由实验结果可知，由 8253 产生的方波最小的占空比的值为 0.5。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

13、现这个功 能，有待提高。 高等教育# 参考文献 1 龚尚福.微机原理与接口技术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 高等教育# 附 录（源程序） TIM_CTLEQU 22bH TIMER0EQU 228H TIMER1EQU 229H TIMER2EQU 22AH PC8255 EQU 203H PC8255CEQU 202H PC8255B EQU 201H Z8279EQU 212H D8279 EQU 210H LEDMO

14、DEQU 00H ;左边输入,八位显示外部译码八位显示 CODE SEGMENT ASSUMECS:CODE START: JMP S NUM DB 5 S: cli MOV DX,Z8279 ;置空 FIFO 寄存器 MOV AL,0c2H OUT DX,AL CALL INIT8253 CALL INIT8259 MOV DX,TIM_CTL MOV AL,00010110B ;计数器 0，低 8 位读写,工作方式 3，二进制 OUT DX,AL MOV AL,00000101B MOV DX,TIMER0 高等教育# OUT DX,AL MOV DX,TIM_CTL MOV AL,010

15、10101B ;计数器 1，低 8 位读写，工作方式 2，十进 制 OUT DX,AL MOV AL,NUM MOV DX,TIMER1 OUT DX,AL MOV DX,PC8255 MOV AL,10000010B ;A 方式 0，输出 B 方式 0，输入 C 输出 OUTDX,AL MOV DX,PC8255B MOV BX,0 MOV CX,0 CALL DISPLAY mov dx,223h out dx,al mov al,30h out dx,al STI JMP $ A1: NOP JMP A1 INIT8259: MOV AL,13H MOV DX,220H OUT DX,A

16、L MOV DX,221H 高等教育# MOV AL,30H OUT DX,AL MOV AL,03 OUT DX,AL MOV AL,0FEH ;ocw1 OUT DX,AL IN AL,DX MOVAX,0 MOVDS,AX MOVSI,30H*4 MOVAX,OFFSET INTR1 MOVSI,AX MOVAX,CS MOVSI+2,AX ret INIT8253: push AX MOV DX,TIM_CTL MOV AL,00010110B ;计数器 0，低 8 位读写,工作方式 2，二进制 OUTDX,AL MOV AL,00000101B MOV DX,TIMER0 OUTDX

17、,AL MOV AL,10110101B MOV DX,TIM_CTL OUT DX,AL MOV AX,6144 MOV DX,TIMER2 OUT DX,AL 高等教育# MOV AL,AH OUT DX,AL POP AX RET intr1: call readkey CMP AL,12H ;是减小 JE down CMP AL,13H JE up iret DOWN: JMP A UP: INC NUM INC NUM JMP A RET A: MOV DX,Z8279 ;置空 FIFO 寄存器 MOV AL,0c2H OUT DX,AL CALL DISPLAY IRET read

18、key: MOV DX,Z8279 ;置空 FIFO 寄存器 MOV AL,0C2H OUT DX,AL 高等教育# WAIIT: NOP MOV AX,0 IN AL,DX MOV BL,AL AND AL,80H CMP AL,80H JE WAIIT ;FIFO 正在清除期间则跳转等待 MOV AL,BL AND AL,0FH CMP AL,00H JE WAIIT ;无键按下则等待 MOV DX,Z8279 MOV AL,82H ;置 读 FIFO RAM 命令字 OUT DX,AL MOV DX,D8279 ;读入 FIFO RAM 内容 IN AL,DX ret DISPLAY:

19、MOV CX,00H MOV BX,00H MOV DX,0 MOV CL,NUM DEC NUM MOV BL,NUM MOVAX,100 MUL BX DIVCX MOV CL,10 高等教育# DIVCL MOV CH,AH ;个位 MOV CL,AL ;十位 PUSH CS POP DS MOV DX,Z8279 ;置空 FIFO 寄存器 MOV AL,0C2H OUT DX,AL MOV DX,Z8279 MOV AL,LEDMOD OUT DX,AL MOV AL,90H OUT DX,AL MOVAL,CH LEABX,LED XLAT MOV DX,D8279 OUTDX,AL ;显示个位 MOV AL,CL LEABX,LED XLAT MOV DX,D8279 OUTDX,