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微机原理与接口技术5.doc

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学号 091401149 《微型计算机原理与接口技术》课 程 设 计( 2009 级本科)题 目: 基于 PC 的分频器设计与实现 系(部)院: 物理与机电工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 作者姓名: 曹国虎 指导教师: 张静 职称: 副教授 完成日期: 2012 年 6 月 29 日课程设计任务书学生姓名 曹国虎 学号 091401149专业方向 电气工程及其自动化 班级 09(1)题目名称 基于 PC 的分频器设计与实现一、设计内容及技术要求:设计一个由八组二进开关控制的分频器1.能对 2MHZ 以下的脉冲信号进行分频2.分频系数由八组二进开关输入二、课程设计说明书撰写要求:1.选用 8086/8088CPU 和适当的储存储器芯片、接口芯片完成相应的功能。 2.给出程序设计思路、画出各程序适当的流程图。3.用汇编语言编写程序实现应用程序的功能,并添加适当注释。4.画出硬件电路图三、设计进度第一周:星期一上午 讨论设计题目星期一下午 查资料星期二至星期五 完成对硬件电路的基本设计第二周:星期一至星期二 完成软件流程图及软件设计星期三至星期四 软硬件统调,画图,撰写设计说明书星期五 答辩指导老师签字: 目 录一、设计任务与要求 .1二、总体方法论证 .11.题意需求分析 .12.解决问题的思路及方法 .1三、硬件设计 .21.选择芯片 8253A22.选择 8255 芯片 33.选择 74LS273 芯片 .34.逻辑开关 .35.硬件总逻辑图及其说明 .3四、软件设计 .41.控制程序设计说明 .42.程序流程图 .53.控制程序 .5五、调试 .61.调试过程 .62.调试结果 .6六、总结体会 .9参考文献 101一、设计任务与要求设计一个由八组二进开关控制的分频器设计要求:(1)能对 2MHZ 以下的脉冲信号进行分频(2)分频系数由八组二进开关输入二、总体方法论证1.题意需求分析根据本设计给定的内容和要求,可以得出以下结论:本设计中首先需要一个能够分频的器件。所谓分频器,就是能够将输入频率通过器件的作用在输出时变为原来的 N 分之一。要想能够达到这个目的,我们需要一个能够将数值输入的接口,设计要求中需要的是从二进制逻辑开关;同时要求输出,这同样要求有一个输出接口。这个输入数值是分频器的分频系数。所以本设计中需要至少两个可编程接口芯片。还要有 8086 的控制和相关软件的支持。2.解决问题的思路及方法硬件部分(1)分频器的作用是将一脉冲信号的周期扩大或缩小,再将其输出,若周期被缩小了 N 倍,则其频率将被扩大 N 倍(2)那么怎样实现分频功能呢?我们可以让系统每隔一段相等的时间后输出一负脉冲,即每 N 个 CLK 输出一个宽度为一个 CLK 周期的负脉冲,这样就实现了分频功能。那么,我们用什么方法来实现此功能呢?此时我想到了用定时器芯片,即给定时器芯片赋初值,当初值记为 0 时,输出一负脉冲,正好起到分频作用。定时器芯片有 8253 和 555 芯片,两者都可用于计时和产生矩形波。但区别是 8253 芯片是可编程的,更重要的是,设计要求我们由逻辑开关任意输入一分频系数,而 8253 正好符合此条件,故我决定选用 8253 芯片。555 芯片由于不便于输入分频系数,故弃用。(3)本次设计输入设备有逻辑开关和小键盘,小键盘比较直观,可直接输入分频系数,而逻辑开关较小键盘麻烦些,必须先将分频系数化为二进制数,然后再逐个2置 0 或 1,没有小键盘方便。但是当做实验的时候,却出现了一个很严重的问题,如果用小键盘的话,8255 的接口数量不足以支持本次实验。于是我们只要用逻辑开关来控制输入(4)用什么方法来实现输入输出功能呢?此时,我想到了 8255A 与 8251A 芯片,两者都是可编程输入输出接口芯片。但最重要的区别是:8255A 为可编程并行接口,具有传输速度快效率高等优点,而 8251 是串行的,综合考虑,还是用 8255A 较好。软件部分(1)对 8253 进行初始化。8253 具有分频作用,可将其初始化为方式 2 或方式 3,因为方波有便于观察。通道 0 用于输入,通道 0 用于输出。先读低八位,后读高八位。(2)对 8255 进行初始化。将 8255 的工作方式设定为方式 0,即 PA、PB、PC 三个端口都能够进行输入输出操作。PA 口作为输入口,与逻辑开关相连接收开关数值输入, PB,PC 悬空。三、硬件设计1.选择芯片 8253A(1) 芯片在本设计中的作用8253 具有分频作用,对输入的脉冲进行分频(2) 8253A 的功能分析8253A
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