占空比可调的脉冲发生器

1、推荐精选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日推荐精选目目 录录第第 1 章章 总体设计方案总体设计方案.11.1 课程设计的内容和要求.11.2 课程设计原理.11.3 方案设计.11.4 方案论证.21.5 设计环境.2第第 2 章章 详细设计方案详细设计方案.32.1 模块设计.32.2 程序流程图.42.3 硬件连线图.6第第 3 章章 调试及结果分析

2、调试及结果分析.73.1 调试步骤及方法.73.2 实验结果.73.3 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推荐精选第 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

3、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

4、 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 计推荐精选数器 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） 。推荐精选然后，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

5、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

6、，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 机硬件环境：AEDK 实

7、验箱推荐精选第 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. 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

8、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

9、正确结果。推荐精选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。 推荐精选 图 2.2.1 占空比测量的主流程图推荐精选 推荐精选图 2.2.2 数据采集模块流程图 图 2.2.3 计算占空比模块流程图图 2.2.4 显示模块流程图推荐精选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

10、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 推荐精选第 3 章 调试及结果分析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

11、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 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”+

12、”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。推荐精选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，但是此程序没有实现这个功能，有待提高。推荐精选参考文献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，20032 王忠民.微型计算机原理M. 西安：西安电子科技大学出版社，20033 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推荐精选附 录（源程序）TIM_CTLEQU 22b

13、HTIMER0EQU 228HTIMER1EQU 229HTIMER2EQU 22AHPC8255 EQU 203HPC8255CEQU 202HPC8255B EQU 201HZ8279EQU 212HD8279 EQU 210HLEDMODEQU 00H ;左边输入,八位显示外部译码八位显示CODE SEGMENTASSUMECS:CODESTART: JMP S NUM DB 5S: 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,0

14、0010110B ;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 OUT DX,AL推荐精选 MOV DX,TIM_CTL MOV AL,01010101B ;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 DIS

15、PLAY mov dx,223h out dx,al mov al,30h out dx,al STI JMP $A1: NOP JMP A1INIT8259: MOV AL,13H MOV DX,220H OUT DX,AL MOV DX,221H MOV AL,30H OUT DX,AL推荐精选 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 retINIT8253: pu

16、sh 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,AL MOV AL,10110101B MOV DX,TIM_CTL OUT DX,AL MOV AX,6144 MOV DX,TIMER2 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL POP AX推荐精选 RET intr1: call readkey CMP AL,12H ;是减小 JE down CMP AL,13H JE upiretDOWN: JMP

17、AUP: INC NUM INC NUM JMP A RETA: MOV DX,Z8279 ;置空 FIFO 寄存器 MOV AL,0c2H OUT DX,AL CALL DISPLAYIRETreadkey: MOV DX,Z8279 ;置空 FIFO 寄存器 MOV AL,0C2H OUT DX,AL WAIIT: NOP MOV AX,0 IN AL,DX推荐精选 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

18、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: MOV CX,00H MOV BX,00H MOV DX,0 MOV CL,NUM DEC NUM MOV BL,NUMMOVAX,100 MUL BX DIVCX MOV CL,10 DIVCL MOV CH,AH ;个位 MOV CL,AL ;十位 PUSH CSPOP DS推荐精选 MOV DX,Z8279 ;置空 FIFO 寄存器 MOV AL,0C2H OUT DX,AL MOV DX,Z8279MOV AL,LEDMODOUT DX,ALMOV AL,90HOUT DX,AL MOVAL,CHLEABX,LEDXLAT MOV DX,D8279 OUTDX,AL ;显示个位 MOV AL,CL LEABX,LEDXLAT MOV DX,D8279 OUTDX,AL ;显示十位 MOV AL,