单片机和8253的课程设计

微机原理课程设计

课题名称 8253实现方波发生器

学院（系）信息工程与自动化

专业班级 08自动化

姓名

学号

指导老师

设计日期 2011.6.20

目录

1、课题设计的目的 (1)

2、课题要求 (1)

3、设计思路 (1)

4、设计方案 (2)

5、硬件设计 (2)

6、8253部件功能描述 (3)

7、程序设计流程图 (6)

8、程序设计 (7)

9、Proteus环境下的仿真调试 (8)

10、仿真结果 (9)

11、设计心得体会 (10)

1、课程设计的目的

（1）熟练掌握单片机和8253的原理及应用

（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；

（3）了解面包板结构及其接线方法；

（4）了解单片机的基本工作原理；

（5）熟悉定时器的设计与制作。

2、课题要求

1、使用8253芯片实现方波输出；

2、输出的方波频率范围为500Hz到1000Hz，在此频率范围内，可以实现频率可调；

3、运用单片机，实现对定时器/计数器8253芯片的控制，来实现方波发生器的功能。

3、设计思路

单片机可以实现方波输出，此课题则需要利用单片机对8253芯片的控制，使芯片工作在特定的工作方式，来实现方波的发生，因此，总结课题的要求，有如下方案可以讨论：

1、利用8086微处理器，控制8253芯片，是芯片工作在工作方式3，来实现方波的输出。利用键盘，来实现对输出方波频率的调节，同时，还要加数码管，用以显示按键输入的新的频率数值。

2、使用51系列单片机，控制8253芯片，同样使8253芯片工作在方式3，使8253芯片实现方波的输出，配以数码管和键盘来实现对方波的输出频率调节。

3、使用51系列单片机，控制8253芯片使之工作在方式3，实现方波输出。使用AD转换芯片ADC0809，与可变电阻器，给单片机输入频率信号，用以调节频率。

4、使用51系列单片机，控制8253芯片，工作在方波发生器方式，使用按钮，对频率实现等步长调节。

4、设计方案

此方案的方波实现是频率调节环节的变化，在此方案中，只用了三个按钮来实现频率的调节。原理图如下

方案原理图

在此方案中，使用按钮来控制频率的改变，这样的设计，使系统得到了大大的简化，同时，硬件软件的实现十分简便。

5、硬件设计

硬件的设计方框图如下所示

硬件设计框图

硬件设计方案原理如下：

1、时钟发生电路由C1、C2和X1（晶振）产生脉冲给XLAT1、XLAT2作为外部振荡信号，复位信号由开关和RC电路构成；由于系统要对外部接口送数据，所以EA端始终为高电平；单片机P0口接8253的数据端口，由于单片机内部无上拉电阻，当作为输入或者输出时应在外部接上拉电阻，因此 P0口需要外接上拉电阻。系统的设计需要使用P0口的高2位作为地址线，同时P0口作为数据线使用，因此，需要加地址锁存器；频率调节电路是用按钮组成的，当按钮按下时，可以对频率进行等步长的递增或者递减，从而实现输出500到1000Hz 频率可调的方波。

2、硬件设计原理图如原理图所示。

6、8253部件功能

1、8253芯片的引脚图及功能

（1）8253芯片的引脚图如图所示

8253芯片引脚图

（2）8253芯片内部组成部分：

1）数据总线缓冲器(8位、三态、双向)。

数据中线缓冲器是8253与系统数据总线相连接时用的接口电路，它由8位双向三态缓冲器构成。

2）读/写控制逻辑。

读/写控制逻辑接收系统控制总线送来的输入信号，经组合后形成控制信号，对各部分操作进行控制。可接收的控制信号有：

CS ：片选信号，低电平有效；

RD ：读信号，低电平有效； WR ：写信号，低电平信号；

10A A ：端口选择信号。10A A =00时，选中0通道；10A A =01时，选

中1通道；10A A =10时，选中2通道；10A A =11时，选中控制寄存器。

8253的输入信号组合功能表如表1所示。

表1 8253输入信号组合的功能表

3）计数器0~2。

三个完全相同的16位减计数器。每个通各有3个引脚，它们是：CLK0~CLK2计数器0~2的输入时钟脉冲此引脚输入；

OUT0~OUT2计数器0~2的输出端；

GATE0~GATE2计数器0~2的门控脉冲输入端。

4）控制字寄存器。

控制字寄存器是一种只写寄存器，在对8253编程时，由CPU用输出指令向它写入控制字，来选定计数器通道，规定各计数器的工作方式，读写格式和数制。其格式如图所示：

7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0D

8253控制字格式

5）8253芯片的工作方式： 工作方式0：计数结束中断方式； 工作方式1：可编程单稳态输出方式； 工作方式2：比率发生器； 工作方式3：方波发生器； 工作方式4：软件触发选通； 工作方式5：硬件触发选通；

其中，本课程设计用到的是方式3,——方波发生器。 7、程序设计流程图

程序设计流程图如图所示

图程序设计流程图

8、程序设计

根据程序设计的流程图，可以编写如下程序代码：

ORG 0000H

MAIN: MOV R1,#09H

INIT: CLR P1.0 ;使GATE为低电平，禁止计数MOV DPTR,#0FF2BH ;送控制寄存器地址器中

MOV A,#36H ;送工作方式字

MOVX @DPTR,A ;工作方式字送到控制寄存器

MOV DPTR,#0FF28H ;送通道0地址

MOV A,R1 ;计数器/定时器初始值

MOVX @DPTR,A ;初始值送入通道0寄存器

SETB P1.0 ;使GATE为高电平，允许计数