微机原理与接口技术5

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1、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

2、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

3、、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1011一、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

4、。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

5、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。11（3）本次设计输入设备有逻辑开

6、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

7、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是一种可编程的定时器

8、/计数器芯片，它可用于计数、分频、定时器等的方面。它分频工作的功能：CLK引脚获得初始频率，此时若GATE为高电平，十六位计数初值寄存器中的数据装入计数执行单元CE中，它对CLK脉冲计数，每出现一个CLK脉冲，计数对执行单元CE的值减小。当减为0时，通过OUT输出指示信号，表明计数执行单元已为0。这时OUT输入的信号频率是CLK频率的1/N。这样就达到了分频的目的。8253A有5种工作方式：计数结束中断，可重复触发的单稳态触发器，频率发生器，方波发生器，