微机课设阶梯形滤波器设计.docx

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1、火辜大擘微型计算机原理与接口技术实习报告专业：通信工程姓名：班级学号：指导教师： 张锡鹤2013年12月28日目录一、概述（2）1 .课程设计目的（2）2 .课程设计要求（2）二、硬件接口设计（2）1 .硬件接口设计分析（2）2 .芯片引脚及功能介绍（3）3 .硬件接口原理图（11）三、软件设计（12）1 .程序流程图（12）2 .源程序（14）四、课程设计心得（16）五、参考文献（17）-10 -、概述1 .课程设计目的1）掌握微处理器接口电路设计的初步方法，并进行一定的编程训练，加 强微机应用的工程实践能力；2）学会使用微处理器芯片 8088/8086及其它典型的接口芯片设计微处理 器应用

2、的典型接口电路；3）加深对微处理器8088/8086及典型接口芯片特性及应用的理解；4）掌握波形发生器的逻辑功能、工作原理及设计方法，分析并设计硬件 接口原理图及程序流程图并编写相应源程序。2 .课程设计要求1）设计阶梯波波形发生器，要求该阶梯波周期可调且为单极性输出，阶 梯波波形如图1.2.1所示。2）要求分析并设计阶梯波波形发生器的硬件接口原理图。3）要求分析并设计阶梯波波形发生器的程序流程图。4）要求编写周期可调的单极性阶梯波波形输出的源程序。图1.2.1单极性周期可调的阶梯波、硬件接口设计1 .硬件接口设计分析微处理器只能处理数字信号，而实际应用中都是模拟信号，因此需要将模拟信号转化为

3、数字信号输入，经过处理之后再将数字信号转化为模拟信号输出。本次设计要求是阶梯波周期可调，因此周期是输入信号，而且周期是用电压信号表 示，因此选择 A/D0809作为模拟信号转化为数字信号的转化芯片，在A/D0809的输入端接电位器用于调节周期。 该设计的输出是梯形波，是模拟量输出，需要 将处理后的数字信号转化为电压信号输出，因此选择D/A0832数模转化芯片实现。有了输入输出接口，最重要的是主控制器，本次设计选择8088CPU乍为整个 硬件电路运行的控制中心，8088CPU!要将输出的地址经过译码电路才能控制各 个接口，所以选择74LS138地址译码器。有了硬件电路还需要程序的控制， 因此 需

4、要DROM2764 SRAM6264B存储所有数据及控制程序。通过将这些芯片按照设 计要求进行搭接结合软件设计便可是实现周期可调的单极性阶梯波输出。2 .芯片引脚及功能介绍1) 8088CPUH脚及功能介绍1GN。VCCDEN仁5=UT/nKAYA.LXJA.LXJRESETAO1AJDlNMTAMOMfTRA. 03ALXALMSSOA8ALHO9ADfi ACH&HLOAAW Al7INTA2ABA9TCSFGNOAJLCALOAllAllAL2 A 1.2AL3 A 1.3A14A1-*A15AISAU AYjGA 1,7A 1.7A IB AISAJ9ALEWRRDQ +5* 5V f

5、t图2.2.1 8088CUP引脚图本次设计中，8088CPU工作在最小系统模式下，8088CPU最小系统模式下的 引脚定义如下： A16A19/S3S册址，状态复用的引脚，三态输出。在 8088执行指令过 程中，某一时刻从这4个引脚上送出地址的最高4位A16A19;而在另外时刻， 这4个引脚送出状态信号S3S6这些状态信号里，S6何等于0, S5指示中断允许标志位IF的状态，S4, S3的组合指示CPU当前正在使用的段寄存器。 A8A15:中8位地址信号，三态输出。CPU寻址内存或接口时，从这些 引脚送出地址A8A15o AD0AD7地址，数据分时复用的双向信号线，三态。当 ALE=1时，这

6、 些引脚上传输的是地址信号；当DEN=0时，这些引脚上传输的是数据信号。IO/M:输入/输出/存储器控制信号，三态。IO/M引脚用来区分当前操作 是访问存储器还是访问I/O端口。若此引脚输出为低电平，访问存储器；若输出 为高电平，则是访问I/O端口。 WR:写信号输出，三态。此引脚输出为低电平时，表示 CPU正在对存储 器或I/O端口进行操作。DT/R数据传送方向控制信号，三态。DT/R引脚用于确定数据传送的方 向。高电平时，CPU向存储器或I/O端口发送数据；低电平时，CPU从存储器或 I/O接口接受数据。此信号用于控制总线收发器 82868287的传送方向。 DEN数据允许信号，三态。该信

7、号有效时，表示数据总线上具有有效数 据。它在每次访问内存或I/O接口以及在中断响应期间有效，常用作数据总线驱 动器的片选信号。 ALE地址锁存信号，三态输出，高电平有效。当它为高电平时，表明CPU 地址线上有有效地址。因此，它常作为锁存控制信号将A0A19锁存到地址锁存器。 RD读选通信号，三态输出，低电平有效。当其有效时，表示 CPU正在 对存储器或I/O接口进行读操作。 当MN/MX=1时，8088工作在最小模式，此时，构成的微型机中只包括 一个8088处理器，且系统总线由8088的引线直接引出形成；当 MN/MX=0时， 8088工作在最大模式下，在此模式下，构成的微型计算机中除了有80

8、88CPU之外，还可以接另外的处理器构成多微处理器系统。a. irirfTfcOlODOOrridoiACMAOAlACMLA/上ryirwiA2*rurwuA3A4ACM?OF5DO5A5AD71 1X7007OCSTBAAT2) 8282引脚及功能介绍3232图2.2.2 8282弓|脚图OESTB输出1X高阻01DO kDL0锁存图2.2.3 8282 真值表如图2.2.2所示8282的芯片引脚图,各引脚功能如下： DI7DI0: 8位信号输入管脚。 DO7DO08位三态信号输出管脚。 OE为输出允许信号，低电平有效. STB锁存信号，下降沿有效。系统需要独立的地址总线，并在整个总线周期

9、维持地址有效。需外加地址锁 存器来存储地址，20位地址要三片锁存器。锁存器由 ALE信号来控制，即ALE 作为锁存器的输入控制信号，控制地址的写入。注意ALE是高电平有效，必须和 锁存器的控制信号的电平相一致。地址锁存器8282相当于8个D触发器。从图2.2.3真值表可以看出，当OE 为高，DO7DOO高阻状态。当OE为低STB为高时，8282的输出等于输入，8282 的输出信号DO7DOO输入信号DI7DI0相等。当STB由高变低，信号被锁存。 OE为高电平时，8282的输出为高阻态，OE为低，DO7DOO效，当用8282作为 地址锁存器时，它的STB可直接与单片机的锁存控制信号端 ALE相

10、连，在ALE 下降沿进行地址锁存。3） 8286引脚及功能介绍+5vDO8286；VCC_DLD2D3D4D5D6D7AlA2A3B2A7GNDADOAD1AD2AD3AMAD5AD6AD7z DT/RPEN图2.2.4 8286 引脚图8286具有两组对称的双向数据引线 A7A0和B7B0它们既可做输入又可做 输出，作为输出时具有三态功能。8286数据驱动器（除外控制电路）、数据引线A/Bi是对称的，由于在收发 器中数据是双向传输的，因此数据线 A和B仅仅表示了数据的流向，在数据传送方向控制端T的作用下，T=1 ,表示数据从A流向B,T=0,表示数据从B流向A.OE是输出允许信号，或称三态控

11、制信号，低电平有效。A到B表示数据从CPU专送到系统其他设备，是数据写的数据流向， B到A 是数据从系统的其他设备传送到 CPU是数据读的数据流向。而 CPU勺数据发送 /接收控制DT/R=1时，正好是数据发送（写）状态，DT/R=0时，是数据接收（读） 状态，所以可以将DT/R#ft接和8286的T相连。8286的输出使能OE则必须 由CPU勺DEN空制。在前面我们已经提到了，在 CPU勺存储器访问周期、I/O访 问周期以及中断响应周期 DEN瑜出低电平，即输出有效信号。 使能8286允许 数据通过，完成数据的传输。8286不能像8282那样，将OEft接接地。4） 2764、6264引脚及

12、功能介绍酊A8A9A10A11A12一OECEVCCA7邵AIDAllM2RD图2.2.5 6264 引脚图图2.2.6 2764弓|脚图6264芯片是一个6K*8b的CMOS SRAMK片，其引脚如图2.2.5所示。因为 在软件调试过程中，程序经常需要修改，此时可将程序先放在 6264中，读写修 改都很方便。各引脚含义及功能分别如下： A0A12: 13位地址信号线。13根地址信号线上的地址信号编码最多有 213种组合，可产生8K个地址编码，从而保证了芯片上 8K个单元每单元都有唯 一的地址，即芯片的13根地址线上的信号经过芯片的内部译码，可以决定选中 6264芯片上的8K个存储单元中的哪一

13、个。在与系统连接时，这 13根地址线通 常接到系统地址总线的低13位上，以便CPU能够寻址芯片上的各个单元。 D0D7: 8根双向数据线。使用时，这 8根数据线与系统的数据总线相连。当CPU存取芯片上的某个存储单元时，读出和写入的数据都通过这8根数据线传送。 CS1 CS2片选信号线。当CS1为低电平、CS2为高电平(CS1=0,CS2 =1) 时，该芯片被选中，CPU才可以对其进行读写操作。系统的高位地址信号和控制 信号通过译码产生片选信号，将芯片映射到所需要的地址范围上。 OE:输出允许信号。只有当 OE为低电平时，CPU才能够从芯片中读出 数据。 WE:写允许彳S号。当WE为低电平时，允

14、许数据写入芯片；而当 WE=1, OE=0时，允许数据从该芯片读出。其他引线：Vcc为+5V电源，GND是接地端，NC表示空端。2764是一块8K*8B的EPROM芯片。程序调试成功后，将程序固化在 2764 中，程序就不会由于断电而丢失。2764各引脚含义及功能如下。 A0A12:13根地址输入线用于寻址片内的8K个存储单元。 D0D7: 8根双向数据线，正常工作时为数据输出线，编程时为数据输 入线。 CE片选信号，低电平有效。当 CE=0时表示选中此芯片。 OE输出允许信号，低电平有效。当OE=0时，芯片中的数据可由D0D7 端输出。 PGM:编程脉冲卒入端。对 EPROM编程时，在该端加

15、上编程脉冲。读 操作时PGM=1 Vpp:编程电压输入端。编程时应在该端加上编程高电压，不同的芯片 对Vpp的值要求的不一样，可以是+12.5M +15V、+21M +25V等。5) A/D0809引脚及功能介绍TNACLK630KHz1IVLFTM1DOAOTfUjDIAlINSD2IN4D3TkicruiA2A3A4irsijASIM6D5A6N706A7vetVREF+J ADDCGNDADDBVREF(-) ADDASTARTALEAlAOOFEOC+ 5y Q图2.2.7 A/D0809 引脚图ADC0809各弓I脚的功能：D0D7:输出数据线。IN0IN7:8路模拟电压输入端，可连

16、接8路模拟量输入。 ADDA ADDR ADDC通道地址选择，用于选择8路中的一路输入。ADDA 为最低位，ADDC为最高位。START启动信号输入端，下降沿有效。在启动信号的下降沿启动变换。 ALE通道地址锁存信号，用来锁存 ADDAADDC端的地址输入，上升 沿有效。 EOC变换结束状态信号。当该引脚输出低电平时表示正在变换，输出 高电平则表示一次变换结束。 OE读允许信号，高电平有效。在其有效期间，CPU将转换后的数字量 读入。CLK时钟输入端。 REF(+),REF-):参考电压输入端。 Vcc 5V电源输入。11 GND:地线。ADC0809需要外接参考电源和时钟，外部时钟信号通过C

17、LK端进入其内部控 制逻辑电路，作为转换时的时间基准。图 2.2.7.其工作过程如下： 首先CPU发出3位通道地址信号 ADDG ADDB ADDA 在通道地址信号有效期间，使 ALE引脚上产生一个由低到高的电平变化，即秒冲上跳沿，它将输入的 3位通道地址锁存到内部地址锁存器 接着给STAREI脚加上一个由高到低变化的电平，启动 A/D变换。 变换开始后，EOC引脚呈现低电平，一旦变化结束，EOC又重新变为高 电平。CPU在检测至I EOC变高后，输出一个正脉冲到OE端，将转换结果取走。6) D/A0832引脚及功能介绍VOUT67 511nILEvaVCCVrefWRIDORfbDID2IO

18、UT1D3IOUT2D4D5XFffiD6WR2D7DGNDAGNDDAO832Y7WRADOADIA2AD3AD4AD5AD6AD7图2.2.8 D/A0832 引脚图各引脚的功能： D0D7:8位数据输入端。 CS片选信号，低电平有效。ILE输入寄存器选通信号，它与 CS WR1 一起将要转换的数据送入输 入寄存器。 WR1:输入寄存器的写入控制，低电平有效。 WR2:数据变换寄存器写入控制，低电平有效。 XFER传送控制信号，低电平有效。它与 WR2 一起把输入寄存器的数 据装入数据变换寄存器。louti：模拟电流输出端，当DAC寄存器中内容为OFFH时，louti电流最大； 当DAC寄

19、存器中内容为00H时，Iout1电流最小。Iout2：模拟电流输出端。DAC0832为差动电流输出，一般情况下Iout1 + Iout2 = 常数。 Rb：反馈电阻引出端，接运算放大器的输出。 丫面：参考电压输出端，要求其电压值要相当稳定，一般为 -10+10V。11 Vcc；芯片的电源电压，可为+5V或+15V。12 AGND模拟信号地。13 DGND数字信号地。本次设计中D/A0832采用单缓冲工作方式：单缓冲工作方式是使输入寄存器或 DAC寄存器中的任意一个工作在直通状 态，而另一个工作在受控锁存状态。例如：要想使输入寄存器受控、DAC寄存器直通，则可将 WR2F口 XFEB数字地，IL

20、E接+5V。此时，将CS接端口地址译码 器输出，WR假RD信号，则当CPU向输入寄存器的端口地址发出写命令式，数 据就写入输入寄存器，因为DACJ存器为直通状态，所以写入到数据寄存器的数 据立刻进行数模转换。7) 74LS1385I脚及功能介绍74LS138T q_o13S WTG1-G2AG2Bc B A一怕1一V2Y3KY5一怖 WA13图2.2.9 74LS138引脚图3.硬件接口原理图+5rADC0809MVCCAl前A2BlA362MBWA5BiASB，tHB6GNDB7I0-AM 一皿 MQ M3ACSAMAD7wflRD耻GVCC丽MED0RftDI风KMJT1叩OJOMD5旃D

21、6WR207DGND看 G1R G2AQ GKJis再CMY* BM已 AA36Y7AAIS 点ISnnnr:_二2764MStoAlniun.DODA7an.MM?MJAMVUAUOft皿COG值007日H泣U吧A7GNDVCCDT7RO/CMNEMVADOREETADINMIAD?mAraMWAIMSSOAMHOHWhlg曲而AB藏心网ADAll ADurZS4谕心:WLU z_A9AWDC2设小ffiJGADIM二 ImDffiRUM2AM+5DonDG7AM 即+5?rABAS WUliW ABA14JU5A$-MJ?腼ALA2 VKM超MAS即斯好_的UOA5,跖fillU2UiA1

22、5AHM5AlMJAiaM9 摄 ffiRDDffi DOIMMDOI岫DOJ町DCSfiSWM触DffiMjOD0&AllDOTA12岫NCAlWEA20A30M示GNDA5-MW站一期MjOAll一M21MCO1函uDCSDOSiDOT 期M -3-c-c-C(-CioG1ft疝w语n位B 蓿A行AlA17AlABH_UItdJMSAISM5AU AB43WRA2n ,15VA191-3MU +!RDA1J 三、软件设计1.程序流程图-18 -图3.1.1 子程序1流程图图3.1.2水平保持子程序1流程图下降子程序1流程图图3.1.3 上升子程序1流程图图 3.1.4图3.1.5主程序流程

23、图;DROM2764首地址;SRAM6264首地址送入初始值设置梯度为5设置阶梯个数n阶梯波第一次上升子程序调用A/D0809转换子程序阶梯波水平子程序2.源程序程序如下：ORGSTART: JMP 0FE00H: 0000HJMP 0FC00H: 0000HMOV AL,0;MOV DL,5;MOV CL,n;UP: OUT 58H,ALCALL TIME;ADD AL,DLDEC CLJNZ UPRETMOV CL,nB1: OUT 88H,ALCALL TIMEDEC CLJNZ B1RETMOV CL,nCALL UP;调用阶梯波上升子程序MOV CL,nCALL BL;调用阶梯波水平

24、子程序DOWN: MOV CL,n;阶梯波第一次下降子程序OUT 58H,ALCALL TIMESUB AL,DLDEC CLJNZ DOWNRETMOV CL,nCALL B1MOV CL,nCALL DOWN;调用阶梯波下降子程序DELAY PROCMOV CX,6000T: DEC CXJNZ TRETDELAY ENOPTIME PROCOUT 50H,ALCALL DELAYIN AL,50HMOV BH,ALTIME ENOPJMP START四、课程设计心得转眼之间，一周的微机原理课设已圆满的结束了，其中有太多的不舍，如 果可以一直这样学习，该多么的美好。言归正传，这一周的是在欢

25、笑中学习，没 有感觉到任何的抵触心里，感觉自己有用不完的精力，感觉一周的实习自己的学 到了很多的东西。不光光是学习上的，还有老师给我讲述了社会的现实， 给自己 又打开了一扇窗。在课程设计的时候，我们把在学习中学到的芯片，几乎都用到了，用于实 践。感觉有点难度，但是在老师的指导下，和同学之间的共同探讨下，共同的学 习，我们最终圆满的完成了任务。不仅能把教材复习一遍，还能增加我们的团队 意识和友谊，真可谓是获益良多啊。看老师那和蔼的笑，使得我们就更加的开心 了。在欢乐中学习，效率有明显的提高。在休息的时候，老师还能为我们解惑。为我们讲述一下老师他们的那个年 代，知道生活的艰辛，让我们对现在的生活更

26、加的珍惜。听老师说了一下北京、 深圳、上海的房价。把我那颗安逸的心，又再次的变得躁动，社会真的是很现实。 只有把自己用知识全面武装起来，才能让自己生活得更好，才能更好的去回报父 母，回报国家。一周的实习虽然很短暂，但是我么都收获了很多，在此期间，我们也成长 了许多。我们会更加珍惜在校的时间，去好好的学习，去珍惜自己该去珍惜的东 西，去不断的奋斗。在新的一年里，愿所有的老师身体健康，万事如意。五、参考文献1冯博琴，吴宁.微型计算机原理与接口技术（第三版）.清华大学出版社2段承先，马春燕.微机原理与接口技术.电子工业出版社，2007.13姚燕南，薛钧义.微型计算机原理（第五版）.西安电子科技大学出版 社,20054沈关明，温冬娣.IBM PC汇编语言程序设计.清华大学出版社出版,20035Muhammad Ali Mazidi.The 80x86 IBM PC and Compatible Computers. 清华大学出版社，2004