《微机原理与接口技术课程设计报告17689》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口技术课程设计报告17689（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.专业整理.微机应用系统设计与综合实验设计报告 设计题目：简易数字频率计 专 业： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 时 间： 目录一系统设计要求31.1设计目的31.2设计内容3 1.3设计要求3二、系统总体设计方案42.1设计思想42.2系统组成42.3工作原理说明4三、系统硬件设计53.1系统硬件设计方案53.2系统硬件连线图5四、系统软件设计74.1 8259中断模块74.2 8253模块8 4.2.1 计时部分 8 4.2.2 计数部分8 4.3 二-十进制转换84.4 显示模块94.5主程序流程图9 4.6程序算法分析9 4.7关键程序段说明11五、系统调试及结论125
2、.1调试方法125.2设计、调试过程中重点问题及解决方法125.3.运行结果及结论13 5.3.1运行结果13 5.3.2结论14六、设计体会15七、参考文献16一、系统设计要求11、设计目的通过数字频率计的设计，使同学们进一步掌握：(1) 8086/8088汇编语言程序的设计和调试；(2) 信号频率的数字测量方法；(3) 定时计数器8253的基本工作原理和应用；(4) 微机基本应用系统的设计方法；1.2、设计内容 设计并制作出具有如下功能的简易数字频率计。1）能实时测量1Hz1000000Hz（1MHz）频率范围的不同信号的周期或频率。如：方波、锯齿波、三角波、正弦波等波形。2）在全频范围内
3、测量误差0.1%。3）以十进制数字显示出被测信号的频率或周期。设计要求：设计相应的A/D、键盘、显示接口电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示、报警。1.3设计要求(1) 针对实验装置已有条件，设计频率测量原理线路；(2) 编制相应的测试软件，实现频率测量；(3) 实际上机调试，完成综合试验；(4) 编写设计说明书（含原理图，程序及说明，实验方法，过程及结果）。二、系统总体设计方案2.1设计思想定时时间T=1秒，则计数值即为待测频率。设频率计的测量频率范围为1Hz1MHz，利用8253定时器0作一秒定时器，利用8253通道二作待测信号脉冲计数器。OUT0上升沿产生中断，8259的IR0为中断
4、入口。在定时开始之时也开启计数器，在一秒定时到之时关闭计数器并读取计数值，初值与此计数值之差即为被测信号的频率。2.2系统组成 整个系统由8086、8253、8259、8255、74hc373、74hc138、数码管、晶振及放大整形电路组成2.3工作原理说明本系统采用M法测量频率，即测量计数在一定时间Tc内的信号脉冲数M。譬如，Tc1秒，计数值M1200，则信号频率为1200Hz； Tc0.1秒，计数值M=1200，则信号频率为12000Hz。我们使用8253的T0做1秒定时，即由OUT0输出1秒方波，上升沿触发中断（8259 IR0），即每秒产生一次中断。每中断一次读一次T2的计数值，用初值
5、与当前计数值相减得到1秒钟计数脉冲个数，将这个差值直接送往数码管显示。即为测量频率。本系统不仅只是简单的方波频率测量，更有进一步考虑测量正弦波、三角波、锯齿波等波形的频率，为测量这些波形，添加了放大整形电路。三、系统硬件设计3.1系统硬件设计方案 系统硬件连线图如图3.2所示，本系统设计比较简单，数据处理量较小，选用8086作为系统核心部分，显示部分用数码管显示相应的波形，用示波器可以观察显示对应的波形，通过计算可以观察显示的频率和实际波形的频率是否一致为测量方波、正弦波、三角波、锯齿波等波形的频率，添加了放大整形电路。 图3-1 放大整形电路连接图 3.2硬件连线图 硬件连线图如图3-2，整
6、个系统由8086、8253、8259、8255、74hc373、74hc138、数码管、晶振及放大整形电路组成 图3-2 硬件连线图四、系统软件设计4.1 8259中断模块中断流程框图（图4-1）开始设置中断向量表存放入口地址断点保护关中断读8253计数器重装计数器二十进制转换中断返回开中断 图4-1 中断流程框图4.2 8253模块 4.2.1计时部分8253的CT0产生出1秒的方波。当待测信号为高频时，CT0写初值100从OUT0输出1s的脉冲时钟信号；当待测信号为低频时，修改CT0的初值为1000令其输出10s的脉冲信号。控制字如下：CTO:00010110 计数器0 读写低字节 工作方
7、式3 二进制4.2.2计数部分用8253的CT2产生计数。CLK2是待测信号脉冲的输入端。OUT2悬空不接线。从初值开始，每一个脉冲周期自减一。控制字如下：CT2:10110000 计数器2 从低到高读写 工作方式0 二进制4.3 二-十进制转换4.3.1二-十进制转换子程序流程图（图4-2）YN开始5-CL;CH,DX清零AX除以10将余数放入BUFDL清零AX=0 ？退出图4-2二-十进制转换子程序流程图4.4 显示模块 显示流程框图（图4-3）4.5 主程序流程图（图4-4）4.6程序算法分析程序开始开辟相应空间用于存放数码管字型码和频率数值。初始化显示“000000”。接着初始化825
8、3和8259，利用8253定时器0产生1秒方波，定时器2装入初值。8259的IR0为中断入口。中断时先发读回命令，读回定时器2的计数值，即终值。由于8253计数器是从初值开始作减1计数的，所以当读取计数完成的计数器值后，应将计数初值减去计数终值才是真正的计数值。并且在读了之后还需重新赋初值，之后返回主程序进行显示，等待下一次中断。开始Cl=20H字位的偏移地址、字形偏移地址 输出字形字位延时CL右移一位 CL是否为0？CX=0FFH,并出栈BX,CX 否 是返回 图4-3显示流程框图开始初始化8253频率范围设置8259初始化调用显示子程序结束 图4-4 主程序流程图 4.7关键程序段说明1)
9、 中断程序：先保护断点，每次中断发读回命令，读回终值用初值减得之差，将其转换成十进制，恢复断点后返回。2) 二进制转十进制程序：二进制数除以10所得余数即为十进制的低位，并将其存入BUF。利用循环可一一将二进制数转换成相应几位十进制数。3) 显示程序：六位数码管，先取字位偏移地址，找到要显示的数，利XLAT命令找到数对应的字型码，输出字型、字位，延时，在显示下一个数码管数值。如此循环显示完六个数码管。五、课程设计及调试中遇到的问题及解决方法5.1调试方法利用proteus仿真，对程序反复进行编译，结合单步调试方法。5.2设计、调试中遇到的重点问题及解决方法 1） 开始设计时，没有用到74hc3
10、73进行锁存，直接用138与8086的A1，A2，A3相连，后来通过翻看proteus 8086才知道使用74hc373进行锁存，使74hc138正确连接 2）设计中断模块时，不知道怎样将目的数据显示到七段数码管，总想着直接将8259相连，就算百度也没有结果，后来通过与同学讨论，问学长知道使用8255,74hc373,将频率正确的显示到七段数码管上3）8253无法产生中断信号，即定时器0做的一秒定时没有正常工作。经查看代码，才发现在赋定时器0初值（100）时，没有读高位（高位为0）。改正后可以产生一秒定时了。4）测量时，数码管每秒闪烁一次，经分析，推测是我们在中断程序中调用了显示的原因。修改后
11、，问题得到解决。5）中断中调用显示子程序，还无法实现实时监测。因为若在中断中调用了显示，显示的延时占用过长系统时间，会发生中断时序错乱，从而导致无法及时读取计数值。6）本次设计只使用M法测频率，原则上讲，M法适合测量高频信号，而对于低频信号用此种方法误差较大。测量低频应该使用T法，即用被测信号做闸门，用时基信号计数，也就是测量低频信号的周期，其周期的倒数即为信号频率。7）显示频率无法达到要求的1M频率，5.3运行结果及结论 5.3.1运行结果图5-1 方波，频率为450Hz 图5-2 正弦波，频率为4000Hz 图5-3 三角波，频率为720Hz 图5-4 锯齿波，频率为1010Hz 5.3.
12、2结论程序调试完全正确后，利用proteus进行仿真，数码管能够显示相应的频率，基本符合设计要求六、设计体会从一开始的源代码编写我已经感觉到这次课程设计的重要与必要，所以我很认真的完成了这次的任务，设计过程中感觉到微机原理知识的不足与欠缺，不过通过查资料和思考，最终还是成功完成了本次设计。代码相对而言比较轻松的，因为自己之前学过微机原理这门课，对8086cpu，8259、8253等个方面的只是已有初步了解，并且在之前的实验（软件硬件）中，对proteus的使用也基本掌握。结合这次课程设计的要求参照实验指导书，在proteus仿真条件下编写出了程序源代码。发现有问题的地方及时改掉，经过反复修改、调试终于达到目的。考虑各个可能出现的问题并解决，尽量与实际实用性接轨，最终基本完成设计要求。这次的课程设计使我更进一步巩固了微机原理知识，更加熟悉了8086系统的设计方法，进一步掌握了各种接芯片的使用方法。但在发现问题和设法解决问题的过程中，也深深体会到学习了书本知识须及时实践应用的重要性，理论须联系实际才能更好的掌握一门技能。还锻炼了个人设计创造、思考及解决问题的能力，对今后的学习和工作都大有裨益。七、参考文献1 微机原理与接口技术第四版，中国科学技术大学出版社2微机原理
