文档介绍：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:
:
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,但闸门时间越长每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,,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。
2)系统框图
从数字频率计的基本原理出发,根基设计要求,得到如图1所示的电路框图

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~A19:20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~S6:S6:指示8088当前是否与总线相连。S6=0表示8088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下表所示。
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。RD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