微机课程设计 简易信号发生器..

《微机原理与接口技术》课程设计报告

题目：简易信号发生器

专业名称：电子信息工程

班级：

学号：

姓名：

2013年 12月

简易信号发生器

摘要：信息波形发生器是一种常用的信号源，广泛的应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最为广泛的一类电子仪器。本设计正是基于数模转换原理，采用8086最小系统经数模转换芯片DAC0832设计并制作出了多功能信号发生器，利用8255A控制按键产生四种波形。

关键词：波形；8255A；DAC0832；

1 设计目的

（1）掌握D/A转换器的使用

（2）掌握方波，三角波，锯齿波，正弦波函数发生器的原理及设计方法。

（3）掌握8086的工作原理，电路连接以及其最小系统的设计。

（4）了解数模转换芯片DAC0832的工作方式和使用。

（5）学会用proteus 画电路原理图。

2. 设计内容

用D/A转换器产生不同频率与不同幅度的方波、三角波、锯齿波

3 设计原理及方案

3.1 设计原理

D/A转换器产生各种波形的原理：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。

8255A实现波形切换的原理：从8255A的C口读入外接开关的信号，CPU读入不同信号值，从而执行不同的代码，向D/A转换器传送不同的数据，控制D/A转换器输出锯齿波、三角波、方波、正弦波和锯齿波。

波形幅度和频率的调节：将D/A转换器的参考电压引脚接入滑动变阻器滑动端控制输入电压，即可改变波形幅度。调节频率的原理就是将送入将D/A转换器的数据间隔时间延长，

即可减小频率，间隔时间缩短，即可增大频率。

产生正弦波的原理及实现方法：首先总述一下，所有波都是通过向D/A转换器送数产生的，送数的大小决定波的幅度，送数间隔时间长短决定波的频率。本设计产生正弦波，是先定义了256个数，形成一个数组，这256个数是从80H开始，结束时也是80H，构成一个循环。其中正弦波的第一个上升段数据是80H到0FFH，第一个下降段是0FFH到80H,第二个下降段是80H到00H，第二个上升段是00H到80H。送数的间隔数为3，整体的波形还是可观的。如果这组数据选择不当，产生的正弦波将会失真。定义好数后，只需将数输送到D/A转换器的端口，这里是利用寄存器间接寻址，先将数组的有效地址放入DI中，CX中放入100H作为256的计数，将DI的内容存到AL中，然后让DI自增1，将AL中的数输送到端口地址2000H，LOOP就是构成一轮循环，这样产生一个正弦波。

3.2 设计方案

通过查阅相关的资料，本设计采用8086和数模转换芯片（DAC0832）实现波形的产生，波形的产生由程序控制，向D/A的输入端按一定的规律发送数据，经过D/A输出，再经LM324放大信号，最后送到示波器显示。此方案通过编程简化了外部电路，原理简单，容易实现。使用4个按键共同实现正弦波，方波，三角波，锯齿波这四种常见波形的产生。

4 硬件设计

4.1 芯片简介

1、8086CPU

引脚图（如图1）：

图1 图2

2、DAC0832（D/A转换器)

引脚图（如图2）：

NSC公司生产的DAC0832，是一种内部带有数据输入寄存器的8位D/A转化器，采用CMOS 工艺制成，芯片内部R-2R梯形电阻网络，用于对参考电压产生的电压进行分流，完成模数转

换，转换结果以一组差动电流I OUT1I OUT2输出

各引脚的功能分述如下：

V REF :参考电压输入端。根据需要一定大小的电压，由于它是转换的基准，要求数值正确，稳定性好。

V CC：工作电压输入端。

DI7-DI0：数据输入。可直接连接到数据总线。

I OUT1I OUT2:互补的电流输出端。为了输出模拟电压，需加转换电路。

3、8255A（可编程并行接口）

8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口A／B配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。8255可编程并行接口芯片工作方式说明:

方式0：基本输入／输出方式。适用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。方式1：选通输入／输出方式。这时A口或B 口的8位外设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和中断请求信号。方式2：双向总线方式。只有A口具备双向总线方式，8位外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。

引脚图（如图3）：

图3

4.2 硬件电路设计

（1）地址译码电路

如图4所示，从8086的地址线引出到地址锁存器74LS373，在经过译码器74LS138译出DAC0832的片选地址，实现地址译码，本设计中DAC0832用到的地址为2000H，因为译码器是Y2输出，所以地址线A15~A12为0010，其他地址线均为0，这样得出译码地址2000H，对于8255A 的端口地址用到的是4000H，因为是由译码器的Y4译出，至于后面各口的地址要乘以4，是因为8255A的两根地址线接到了8086的第三和第四根地址线。乘4相当于左移2位，由此得到译码地址。

图4

（2）按键电路

如图5所示，8255A的C口接有四个按键，每个按键控制一种波形的产生，由此控制波形的切换。A口接有四个发光二极管，对应按键产生波形，当C口第一个按键按下，对应A口第一盏灯亮。