占空比可调的脉冲发生器

1、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：2012年7月15日目 录第1章 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2章 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3章 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9附 录（源程序）10第1章 总体设计方案1.1课程设计的内容和要求一、课程

2、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

3、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

4、）。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。1.4 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。u 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

5、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。u 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

6、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

7、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

8、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所示；显示占空比模块流程图如图2.2.4所示。 图 占空比测量的主流程图 图 数据采集模块流程图 图2.2.3 计算占空比模块流程图图 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21

9、2H；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 第3章 调试及结果分析3.1 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，

10、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。3.3 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

11、小于0.5的值，但是此程序没有实现这个功能，有待提高。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附 录（源程序）TIM_CTLEQU 22bHTIMER0EQU 228HTIMER1EQU 229HTIMER2EQU 22AHPC8255EQU 203HPC8255CEQU 202HPC8255B EQU 201HZ8279EQU 212HD8279EQU 210HLEDMODEQU 00H ;左边输入,八

12、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,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 OUT DX,AL 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

13、 DX,AL MOV AL,NUM MOV DX,TIMER1 OUT DX,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 CALL DISPLAY 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 MOV AL,03 OUT

14、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: push AX MOV DX,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 MOV AL,10110101B MOV DX,TIM_CTL OUT DX,AL MOV AX,6144 MOV D

15、X,TIMER2 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL POP AX RET intr1: call readkey CMP AL,12H ;是减小 JE down CMP AL,13H JE upiretDOWN: JMP 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,

16、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: MOV CX,00H MOV BX,00H MOV DX,0 MOV CL,NUM DEC NUM MOV BL,NUMMOVAX,100 MULBX DIVCX MOVCL,10

17、 DIVCL MOVCH,AH ;个位 MOVCL,AL ;十位 PUSH CSPOP DS 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 MOVDX,D8279 OUTDX,AL ;显示个位 MOVAL,CL LEABX,LEDXLAT MOVDX,D8279 OUTDX,AL ;显示十位 MOVAL,10111111b MOVDX,D8279OUT DX,AL ;显示小数点RETLED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39HDB 5EH,79H,71H CODE ENDSEND START 课程设计总结：上个学期的微机原理课程结束以后，对所学的知识朦朦胧胧，缺乏实践的考验。通过本次课程设计，我对微机原理的理论知识有了更加深刻的理解，增强了动手能力。对所学的各芯片，尤其是8259，8253，8255, 8279这四个芯片的结构、功能和使用方法有了更加清晰的认识。通过编写和调试程序，我也进一步熟悉了