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微机原理课程设计 信号发生器的设计 第一章 课程设计的目的意义 1 课程设计的目的 微机应用系统设计与综合实验是对所学课程内容全面、系统的总结、巩固和提高的一项课程实践活动。根据汇编语言的特点，选择相应的题目，在老师的指导下，由学生独立完成。课程设计要求同学们熟悉汇编语言的编程，BIOS中断调用、系统功能调用、磁盘数据的查询、存取等相关知识。通过课程设计，一方面提高运用汇编语言编程解决实际问题的能力，另一方面使同学们更深入的了解计算机系统内部的有关知识，为以后的学习和系统开发奠定良好的基础。 1．2 设计的意义 通过课程设计要进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际：掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。同学们要着重学会面对一个实际问题，如何去自己收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地去分析和解决前进道路上的一切问题，最终到达胜利的彼岸。 第二章 设计任务 1 课程设计的题目 信号发生器软硬件设计： 以8088CPU为核心设计一个信号发生器，系统可产生正弦波和三角波信号。 2．2 设计的要求 该设计由一个人选做并独自完成，要求画出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。 2．3 设计的时间、地点 时间：2006年7月3日-7月14日地点：11112 第三章 总体设计方案 3．1 对信号发生器的认识 在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。此外，如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。例如，要在示波器荧光屏上不失真地观察到被测信号波形，要求在水平偏转板加上随时间作线性变化的电压——锯齿波电压，使电子束沿水平方向匀速有哪些信誉好的足球投注网站荧光屏。而电视机中显像管荧光屏上的光点，是靠磁场变化进行偏转的，所以需要要用锯齿波电流来控制,对于三角波，方波同样有这不可忽视的作用而函数发生器是指一般能自动产生方波 正弦波 三角波以及锯齿波阶梯波等电压波形的电路或仪器。因此信号发生器是我们在学习，科学研究等方面不可缺少的工具。此外，信号发生器在教学、试验、测控等各个领域有十分广泛的应用，其输出信号的频率范围覆盖了各个频段，从甚低频到甚高频，操作方式也从手动旋钮到程控，产生的波形从传统的正（余）弦波和脉冲波形，发展到现在能产生各种任意波形。以前的信号发生器往往独占一个机箱，而现在的一些应用中，它只是一块插在计算机中的扩展卡，还有一些信号发生器设计成一个独立的小模块，通过RS-232C或RS-422，RS-485等串行总线和计算机连接。今天我们要设计一种能产生正弦波和三角波的信号发生器。 总体设计思路 该设计包括硬件设计和软件设计两部分。 1．硬件是基于PC机的设计，设计要求以8088CPU为核心，通常采用8284时钟产生器为CPU提供时钟信号。由于计算机产生的是数字信号，而信号发生器产生的是模拟量，所以必须把数字量转化成模拟量，因此设计中用到的一个主要硬件便是D/A转换器。信号发生器产生的信号又要经过示波器显示才能让我们知道产生的是什么波形，所以经D/A转换器转换后的电量要经运算放大电路放大后才能在示波器上显示连续的波形，因此运算放大电路便成为连接D/A转换器和示波器的桥梁。D/A转换器的端口地址由片选端CS决定，因此，还需要译码器和一些逻辑门将D/A转换器的片选段和8088CPU连接起来。 至于PC机何时要它产生三角波，何时产生正弦波，何时退出，这就属于软件方面的设计了，通过编程产生三角波和正弦波，并控制波形的幅值和频率。 三角波要分两段来产生，但因它的上升斜坡和下降斜坡都是线性关系，所以只要由数字量的增减来控制就可以了，产生上升斜坡时让输出值从零开始逐渐递增，其上升的最大值是从键盘输入的幅值，其频率是由输出点之间的延时来控制的；相反，产生下降斜坡时，让输出值从最大幅值逐渐递减到零。 而正弦波是三角函数关系，通常可以用以下两种方法产生：（1） 查表法：该方法的优点是速度快，但在精度高的情况下要求的存储器容量也要增大。此种方法应用在对精度要求不高的场合。（2） 泰勒级数展开法：在某些时候这是一种比查表法更为有效的方法。与查表法相比，这种方法需要的存储单元很少，而且精度高。其泰勒级数展开式如下： sin(x)=x(1-(1/6)*x^2*(1-(1/20)*x^2*(1-(1/42)*x^2*(1-(1/72)*x^2)))) 由于时间的原因，本实验中采用查表法，造一张正弦数字量表，即查函数表得到的值转换成十六进制数填表。D/A转换取值范围为一个周期，采样点越多，精度越高，