微机原理及接口技术数字频率计设计精选.doc

微机原理及接口技术 课程设计 2010/2011 学年第 2 学期 学 院： 中北大学? 专 业： ?测控技术与仪器 起 迄 日 期: 5月 16 日 ~ 5 月27日 课程设计地点: 指 导 教 师: 姓名.学号: 一﹑课程设计目的 通过课程设计，掌握8253的控制字的设置、工作方式、编程原理和微机接口方法，熟悉8088的功能几个管脚的作用；提高理论联系实际的解决实际问题的能力，提高对接口技术等相关硬件知识的深入理解，进而提高动手能力和学习兴趣为顺利进入毕业环节做必要的准备。 二﹑课程设计内容 以8088CPU为核心设计一个数字频率计，要求能测量1HZ~1MHZ频率范围的矩形和正弦波的频率或周期。 三﹑课程设计要求 用8253芯片设计电路图，画出电路原理图，说明工作原理，编写程序。 四﹑数字频率计基本原理 1—数字频率计的原理 1）数字频率计是用于测量信号(方波、正弦波或其它脉冲信号)的频率，并用十进制数字显示，它具有精度高，测量迅速，读数方便等优点。频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等等脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为f＝N／T，其中，f为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数。 T为产生N个脉冲所需的时间。计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。如在1S内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000Hz。 晶振产生较高的标准频率，经分频器后可获得各种时基脉冲(1mS，10mS，0.1S，1S等)，时基信号的选择由开关k控制用单稳态触发器产生指令和清零信号，对置零信号而言，当达到所调节的延时时间时，延时电路输出一个复位信号，使计数器和所有的触发器量0，为后续新的一次取样作好准备，即能锁住一次显示的时间，使保留到接受新的一次取样为止。 图1. 电路系统框图 2—8088CPU的原理 8088 CPU是一块具有40条引出线的集成电路芯片，如图2所示。为了减少芯片的引线，有许多引线具有双重定义和功能，采用分时复用方式工作，即在不同时刻，这些引线上的信号是不相同的。同时，8088CPU上的MN/MX=1时，8088CPU工作在最小模式之下。此时，构成的微型机中只包括一个8088CPU，且系统总线由CPU的引线形成，微型机所用的芯片最少。当MN/MX=0时，8088CPU工作在最大模式之下。在此模式下，构成的微型计算机中除了有8088CPU之外，还可以接另外的CPU（如8087），构成多微处理器系统。 图2. 8088CPU管脚图 数据总线D0～D15双向传输， 可分别使用其低8位或高8位，该总线与地址总线A0～A15共用CPU引脚形成复用总线AD0～AD15， 地址、数据分时传送。地址总线A0～A1920位，单向，地址由CPU产生，用于寻址访问存储器单元或IO端口。A0～A15与D0～D15复用，A16～A19与状态信号S3～S6复用(A16/S3 ～A19/S6)。其中AD15～AD0地址／数据复用信号（标号2～16、39），双向，三态状态信号S3～S6S6：指示808当前是否与总线相连。S6＝0表示808连在总线上S5：表示中断允许标志状态。S5＝1表示中断允许标志IF＝1（对可屏蔽中断请求起作用）。S5＝0表示IF＝0，禁止可屏蔽中断。S4和S3用来指出当前使用的段寄存器。 S4、S3代码组合对应的含义如表所示 S4 S3 当前正使用的段寄存器 0 0 ES 0 1 SS 1 0 CS或未使用任何段寄存器 1 1 DS RD(Read)：读信号（标号32），输出，三态。R信号有效，表示CPU执行一个对存储器或I/O端口的读操作，在一个读操作的总线周期中，RD在T2～T3状态中有效，为低电平。为0时，CPU作读操作。　　WR(Write)：写信号（标号29），输出，三态。WR信号有效，表示CPU执行一个对存储器或I/O端口写操作，在写操作总线周期中，WR在T2～T3状态中有效，为低电平。为0时，CPU作写操作；M/IO，RDWR组合成系统的存储器和端口的读写信号MEMR，MEM