基于8086波形发生器设计

1、信 息 工 程 学 院 课课 程程 设设 计计 报报 告告设计题目: 波形发生器的设计 名 称: 微机原理与接口课程设计 班 级: 1002 姓 名: 学 号: 设计时间: 至 指导教师: 评 语: 评阅成绩: 评阅教师: 2目目 录录一一. .引引言言 .3二二. .设设计计目目的的 .3三三. .原原理理说说明明 .3四四. 硬件设计硬件设计.6五五. 设计原理设计原理.8六六. 程序编译程序编译.91. 输出方波的子程序.92. 输出三角波子程序.103. 输出锯齿波子程序.114. 输出正弦波子程序.125. 输出梯形波子程序.12七七. .调调试试方方法法与与结结果果.14八八. .

2、心心得得体体会会 .143一一引引言言波形发生器是一种常用的信号源，广泛的应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源。由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察。测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最为广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号，如锯齿波、三角波、梯形波等，因而广泛应用于通信、雷达、导航、宇航等领域。本次课程设计使用的 8086 和 DAC0832 构成的发生器可产生三角波

3、，波形的周期可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。此设计给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求。二二. .设设计计目目的的1、掌握 DAC0832 与 PC 机的接口方法。2、掌握 D/A 转换应用程序设计方法。三三. .原原理理说说明明1.知识简介：知识简介： DAC0832 当今世界在以电子信是 8 位分辨率的 D/A 转换集成芯片，与微处理器完全兼容，这个系列的芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。这类 D/A 转换器由 8 位输入锁存器，8 位 DAC 寄存器，8 位 D

4、/A 转换电路及转换控制电路构成。2. .DAC0832 的引脚及功能：的引脚及功能：DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 转换集成芯片。与微处理器兼容。这个 DA 芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点。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。43.应用特性：应用特性：DAC0832 是微处理器兼容型 D/A 转换器，可以充分利用微处理器的控制能力实现对 D/A 转换的控制。这种芯片有许多控制引脚，可以和微处理器控制线相连，接受微处理器的控制，如 ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER 端。有两级锁存控制功能

5、，能够实现多通道 D/A 的同步转换输出。DAC0832 内部无参考电压源；须外接参考电压源。DAC0832 为电流输入型 D/A 转换器，要获得模拟电压输出时，需要外加转换电路。DAC0832 的引脚图及逻辑结构如下图: DAC0832DAC0832 结构框图及引脚排列结构框图及引脚排列54.各引脚功能说明：各引脚功能说明：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。

6、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WR2、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

7、 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65.DAC0832 三种数据输入方式：三种数据输入方式： （1 1）双缓冲方式：）双缓冲方式：即数据经过双重缓冲后再送入 DA 转换电路，执行两次写操作才能完成一次 DA 转换。这种方式可在 DA 转换的同时，进行下一个数据的输入，可提高转换速率。更为重要的是，这种方式特别适用于要求同时输出多个模拟量的场合。此时，要用多片 DAC0832组成

8、模拟输出系统，每片对应一个模拟量。 （2 2）单缓冲方式：）单缓冲方式：不需要多个模拟量同时输出时，可采用此种方式。此时两个寄存器之一处于直通状态，输入数据只经过一级缓冲送入 DA转换电路。这种方式只需执行一次写操作，即可完成 DA 转换。 （3 3）直通方式：）直通方式：此时两个寄存器均处于直通状态，因此要将、和端都接数字地，ILE 接高电平，使 LE1、LE2 均为高电平，致使两个锁存寄存器同时处于放行直通状态，数据直接送入 DA 转换电路进行 DA 转换。这种方式可用于一些不采用微机的控制系统中或其他不须 0832 缓冲数据的情况。四四. .硬件设计硬件设计1.8086(8088)CPU

9、1.8086(8088)CPU 引脚图（如图 1）：GND1AD142AD133AD124AD115AD106AD97AD88AD79AD610AD511AD412AD313AD214AD115AD016NM I17TITR18CLK19GND20VCC40A1539A16/S338A17/S437A18/S536A19/S635BHE/S734M N/M X33RD32HOLD(RD/GT0)31HLDA(RQ/GT1)30WR(LOCK)29M /IO(S2)28DT/R(S1)27DEN(S0)26ALE(QS0)25INTA(QS1)24TEXT23READY22RESET218086

10、8086 图 172.DAC0832（D/A 转换器转换器)D/A0832 是 8 位并行输出电流型 D/A 转换器，其主要参数：转换时间 1us，满量程误差土 1LSB，参考电压10V+10V，供电电压+5V+15V，输入逻辑电平与 TTL 兼容。引脚图（如图 2）：C S1W R 12AGAND3D34D25D16D07VR EF8R f9DGAND10Iout111Iout212D713D614D515D416XFER17W R18ILE19Vcc20DAC 0832 图 23.8255A（可编程并行接口）（可编程并行接口）8255 可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即 A 口、B

11、口和 C 口，对应于引脚 PA7PA0、PB7PB0 和 PC7PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常 A 口、B 口作为输入输出的数据端口。C 口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4 位的端口，每个端口包含一个 4位锁存器。它们分别与端口 AB 配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。8255 可编程并行接口芯片工作方式说明:方式 0：基本输入输出方式。适用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。 方式 1：选通输入输出方式。这时 A 口或 B 口的 8 位外设线用作输入或输出，C 口的 4 条线中三条用作

12、数据传输的联络信号和中断请求信号。方式 2：双向总线方式。只有A 口具备双向总线方式，8 位外设线用作输入或输出，此时 C 口的 5 条线用作通讯联络信号和中断请求信号。引脚图（如图 3）：8PA31PA22PA13PA04RD5CS6GND7A18A09PC710PC611PC512PC413PC314PC215PC116PC017PB018PB119PB220PB340PB439PB538PB637PB736VCC35D734D633D532D431D330D229D128D027RESET26WR25PA724PA623PA522PA4218255A8255A 图 34.82844.82

13、84在 8086CPU 内部没有有时时钟发生器，当组成微型机系统时，所需的时钟信号由外部时钟发生器提供。 8284 是专门为 8086 设计的时钟发生器/驱动器。在8284 中，不仅有时钟信号发生器，还有复位信号 RESET 和 准备好信号 READY产生电路，这些电路分别向 8086 系统提供时钟信号 CLK，复位信号 RESET 和准备好信号 READY ，还可向外界提供晶振信号 OSC 以及外围芯片所需的时钟信号PCLK。引脚图（如图 4）：9图 4五五. .设计原理设计原理D/A 转换器产生各种波形的原理：利用 D/A 转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将 D/A 转换

14、器作为微机输出接口，CPU 通过程序向 D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则 D/A 转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。8255A 实现波形切换的原理：从 8255A 的 B 口读入外接开关的信号，CPU读入不同信号值，从而执行不同的代码，向 D/A 转换器传送不同的数据，控制D/A 转换器输出锯齿波、三角波、方波、正弦波和梯形波。DAC0832 采用双缓冲数据输入方式。数据要经过两级锁存后才送入 D/A 转换器。数据写入分两次进行，第一次把待转换的数据写入输入寄存器，第二次再对 DAC 寄存器进行一次写操作。延迟作用：方便观察到输出各种波形高低电

15、平时，信号灯发光和熄灭的情况。a.实验电路图：实验电路图：10六六. .程序编译程序编译1.1.输出方波的子程序输出方波的子程序（一）编程思路：a.设置 8255A 的工作方式 b.启动 DAC0832 转换器 c.写初值，延时 d.取反，延时 e.返回（二）编译子程序：MODEL SMALLSTACK 200HCODESTART: MOV DX,213H ;8255A 控制口地址 MOV AL,82H OUT DX,AL MOV DX,200H ;DAC0832 的地址AGAIN: MOV AL,00H OUT DX,AL ;输出方波为“0” CALL DELAY ;f 方波宽度11 MOV

16、 AL,0FFH OUT DX,AL ;输出方波为“1” CALL DELAY ;方波宽度 JMP AGAINDELAY: MOV CX,0ffffH; LOOP $ RET END start2.2.输出三角波子程序输出三角波子程序（一）编程思路：a.设置 8255A 的工作方式 b.启动 DAC0832 转换器 c.写初值，延时 d.初值加 1,返回 e.取反，延时 f.取反值减 1，返回 g.循环 （二）编译子程序：MODEL SMALLSTACK 200HCODESTART: MOV DX,213H ;8255A 控制口地址 MOV AL,82H OUT DX, AL L: MOV D

17、X,200H ; DAC0832 的地址 MOV AL,00H ;正向初值 M: OUT DX,AL CALL delay INC AL JNZ M MOV AL,0FFH ;负向初值 N: OUT DX,AL CALL delay DEC AL JNZ N JMP LDELAY: MOV CX,0FFFHDAY1: LOOP DAY1 RET INT 21H END START3.3.输出锯齿波子程序输出锯齿波子程序12（一）编程思路：a.设置 8255A 的工作方式 b.启动 DAC0832 转换器 c.写初值 d.初值加 1，延时 e.返回 g.循环（二）编译子程序：MODEL SMAL

18、LSTACK 200HCODESTART: MOV DX,213H ;设置 8255A 控制口地址 MOV AL,82H OUT DX,AL ;设置 8255A 口 A 为方式 0 输出 MOV DX,200H ;DAC0832 的地址 MOV AL,00H ;输出数据初值 J: OUT DX,AL ;锯齿波输出 INC AL CALL DELAY JMP JDELAY: MOV CX,0FFFHDAY1: LOOP DAY1 RET INT 21H;END START4.4.输出正弦波子程序输出正弦波子程序（一）编程思路:a.写正弦波存储数地址 b.写初值 c.地址加 1，取值加 1 d.启

19、动 DAC0832 转换器，输出值 e.延时 f.设置 8255A，返回 g.循环（二）编译子程序：MODEL SMALLSTACK 200HCODESTART:ZXBB: LEA BX,TAB MOV CX,0001HZX2: MOV AL,BX ;将 TAB 中的数字一次赋给 AL 再输出正弦波 INC BX INC CX13 MOV DX,200H OUT DX,AL CALL DELAY PUSH AXBG2: MOV DX,211H ;再次读入开关信号，进行比较 IN AL,DX CMP AL,04H JNZ BG2 POP AX CMP CX,256 JNE ZX2 JMP ZXB

20、BDELAY: MOV CX,0FFFHDAY1: LOOP DAY1 RET INT 21H END START5.5.输出梯形波子程序输出梯形波子程序（一）编程思路：a.启动 DAC0832 转换器 b.写低电平段，延时，返回 c.写上升段，延时，返回 d.写高电平段，延时，返回 e.写下降段，延时，返回 f.设置 8255A，返回 g.循环（二）编译子程序：MODEL SMALLSTACK 200HCODESTART:TXBB: MOV CX,0100H ;梯形波 MOV AL,00H LL0: MOV DX,200H ;低电平段 OUT DX,AL CALL DELAY DEC CX JNZ LL0 LL1: INC AL ;上升段 MOV DX, 200H OUT DX,AL CALL DELAY CMP AL,6FH JNE LL1 14 MOV CX,0100H LL2: MOV DX, 200H OUT DX,AL ;高电平段 CALL DELAY DEC CX JNZ LL2 LL3: DEC AL ;下降段 MOV DX