微機(jī)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)——數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換

1、 東南大學(xué)微機(jī)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)八數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)： 實(shí) 驗(yàn) 室： 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2010年06月1日 報(bào)告時(shí)間： 2010年06月2日評(píng)定成績(jī)： 審閱教師： 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容1）了解數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的基本原理，掌握DAC0832 芯片的使用方法；2）了解模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理，掌握ADC0809 芯片的使用方法。二. 基本實(shí)驗(yàn)原理（1）D/A 轉(zhuǎn)換 8 位D/A 轉(zhuǎn)換器DAC0832 的口地址為290H，輸入數(shù)據(jù)與輸出電壓的關(guān)系為：（UREF 表示參考電壓,N 表示數(shù)數(shù)據(jù)），這里的參考電壓為PC 機(jī)的+V 電源。 產(chǎn)生鋸齒波只須將輸出到DAC08

2、32 的數(shù)據(jù)由0 循環(huán)遞增，產(chǎn)生正弦波可根據(jù)正弦函數(shù)建一個(gè)下弦數(shù)字量表，取值范圍為一個(gè)周期，表中數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)在16 個(gè)以上。電路連接如下圖所示： 圖1產(chǎn)生鋸齒波和正弦波的程序流程圖如下所示： （2）A/D 轉(zhuǎn)換 ADC0809 的IN0 口地址為298H，IN1 口地址為299H。 IN0 單極性輸入電壓與轉(zhuǎn)換后數(shù)字的關(guān)系為：其中Ui 為輸入電壓，UREF 為參考電壓，這里的參考電壓為PC 機(jī)的+V 電源。 一次A/D 轉(zhuǎn)換的程序可以為:MOV DX,口地址OUT DX,AL ；啟動(dòng)轉(zhuǎn)換；延時(shí)IN AL,DX ；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果放在AL 中電路連接如下圖所示： 圖2程序流程圖（含子程序流程圖）如下所示

3、：(3)A/D轉(zhuǎn)換曲線繪制流程圖如下所示：三. 方案實(shí)現(xiàn)與測(cè)試(一) 、獲取TPC 擴(kuò)展卡 I/O 和存儲(chǔ)基地址直接在windows 下利用控制面板查看占用的存儲(chǔ)和中斷資源，可知：TPC設(shè)備內(nèi)存范圍： FDDFF000FDDFF0FF接口芯片輸入輸出范圍： BC00BCFFTPC設(shè)備輸入輸出范圍: B800B87F接口芯片內(nèi)存范圍： FDC00000FDCFFFFF(二)、DAC 實(shí)驗(yàn)電路原理如圖1所示，DAC0832 采用單緩沖方式，具有單雙極性輸入端（圖中的Ua、Ub）。進(jìn)入DEBUG 調(diào)試，輸出命令（O 290 數(shù)據(jù)）輸出數(shù)據(jù)給DAC0832，用萬(wàn)用表測(cè)量單極性輸出端a 及雙極性輸出端b

4、 的電壓，驗(yàn)證數(shù)字與電壓之間的線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：進(jìn)入DEBUG調(diào)試，輸出命令O B810 FF,用示波器觀察單極性輸出端Ua的電壓，為從接地的0跳至大約-5V。輸出命令O B810 80,用示波器觀察，電壓跳至大約原來(lái)的一半。同樣，觀察雙極性輸出端Ub的電壓，輸出數(shù)值的模與單極性的相同，符號(hào)相反。可得出結(jié)論：數(shù)字與電壓之間存在線性關(guān)系。（三）、分別編程產(chǎn)生鋸齒波、正弦波電壓波形（從Ub 輸出，用示波器觀察）。1) 鋸齒波參考程序見(jiàn)0832_sawtooth.asm主要程序片段如下：lll: mov al,clout dx,alinc cl ;cl 加1inc clinc clinc clin

5、c clinc clinc clpush dxmov ah,06h ;判斷是否有鍵按下mov dl,0ffhint 21hpop dxjz lll ;若無(wú)則轉(zhuǎn)LLLmov ah,4ch ;返回DOSint 21h程序分析：此片段中存在push dx 和pop dx兩條指令，為了不影響地址的值，因?yàn)樵谂袛嗍欠裼墟I按下時(shí)，使用了dl的空間，改變了里面的值，所以需要保存地址的值，進(jìn)行入棧出棧。產(chǎn)生鋸齒波的原因是每顯示一次值加7，當(dāng)加到256時(shí)，即cl=1111時(shí)，向ch進(jìn)位，cl又從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，于是產(chǎn)生鋸齒波。2) 正弦波參考程序見(jiàn)0832_sinewave.asm主要程序片段如下：ll: mov

6、si,offset sin ;置正弦波數(shù)據(jù)的偏移地址為SImov bh,32 ;一組輸出32 個(gè)數(shù)據(jù)lll: mov al,si ;將數(shù)據(jù)輸出到D/A 轉(zhuǎn)換器mov dx,io0832aout dx,almov ah,06hmov dl,0ffhint 21hjne exitmov cx,1delay:loop delay ;延時(shí)inc si ;取下一個(gè)數(shù)據(jù)dec bhjnz lll ;若未取完32 個(gè)數(shù)據(jù)則轉(zhuǎn)llljmp ll程序分析：此程序是將一個(gè)周期的數(shù)據(jù)存入一個(gè)數(shù)組中，再周期性地重復(fù)地取值，畫(huà)出正弦波。本程序加了一個(gè)延時(shí)，注意了時(shí)序問(wèn)題。（四） ADC 實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖2，通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

7、左下角電位器RW1 輸出05直流電壓送入ADC0809通道0(IN0)，利用debug 的輸出命令啟動(dòng)/轉(zhuǎn)換器，輸入命令讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，檢查硬件是否正常，驗(yàn)證輸入電壓與轉(zhuǎn)換后數(shù)字的關(guān)系。啟動(dòng)IN0 開(kāi)始轉(zhuǎn)換: O 0C818 0；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果: I 0C818。調(diào)試：連接好電路后，輸入指令：O B818 0 ; I B818，觀察顯示的結(jié)果。再轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，再重復(fù)輸入命令，觀察顯示的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)輸出的值會(huì)隨著電位器的變化而變化。用示波器讀取輸入的電壓值，觀察大致滿足關(guān)系：。（五）編程采集IN0 輸入的電壓，在屏幕上顯示出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)（用16 進(jìn)制數(shù)）。參考程序見(jiàn)0809_io.asm程序分析：送值至

8、轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換與前面分析相同，主要是如何將轉(zhuǎn)換的值顯示在顯示屏上。in al,dx ;從A/D 轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)據(jù)分別顯示高四位與低四位：mov bl,al ;將AL 保存到BLmov cl,4shr al,cl ;將AL 右移四位，使AL只保持高四位的值call disp ;調(diào)顯示子程序顯示其高四位mov al,bland al,0fh ;進(jìn)行與運(yùn)算，只保留低四位的值，高位為0call disp ;調(diào)顯示子程序顯示其低四位調(diào)用顯示子程序：mov dl,alcmp dl,9 ;比較DL 是否>9jle ddd ;若不大于則為'0''9',加30h 為其ASCII

9、碼add dl,7 ;否則為'A''F',再加7ddd: add dl,30h ;顯示mov ah,02int 21h此程序加了回車(chē)符程序，用02號(hào)功能實(shí)現(xiàn)，賦給DL于20H，顯示回車(chē)。同樣也有判斷是否有鍵按下的程序，用到DX入棧出棧的方法。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：觀察到旋動(dòng)電位器，會(huì)使顯示在顯示屏上的值不斷改變。(六) 將JP3 的1、2 短接，使IN1 處于雙極性工作方式，并給IN1 輸入一個(gè)低頻交流信號(hào)（幅度為±），編程采集這個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)并在屏幕上顯示波形。參考程序見(jiàn)0809_crt.asm沒(méi)有用IN1,仍用IN0,可看到如下現(xiàn)象：程序分析：送值至轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換與前

10、面分析相同，主要是如何將轉(zhuǎn)換的值以圖像方式顯示在顯示屏上。以CX的值為橫坐標(biāo)，以DX的值為縱坐標(biāo)。在讀入數(shù)值前加入延時(shí)，是考慮到時(shí)序問(wèn)題。in al,dx ;讀入數(shù)據(jù)mov ah,0mov dx,368 ;dx 為縱坐標(biāo)sub dx,ax此程序片段的效果是：繪點(diǎn)的縱坐標(biāo)會(huì)隨著輸入數(shù)據(jù)的變化而變化。下面的片段是對(duì)橫坐標(biāo)的處理：cmp cx,639 ;一行是否滿jz start;是則轉(zhuǎn)startinc cx ;繼續(xù)畫(huà)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：旋轉(zhuǎn)電位器會(huì)發(fā)現(xiàn)顯示在屏幕上的線會(huì)上下移動(dòng)。因?yàn)椴蓸拥臅r(shí)間間隔太短，致使顯示的是一條直線，沒(méi)有明顯的上下波動(dòng)。四提高與創(chuàng)新研究在最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，由于采樣時(shí)間短，手動(dòng)的速度無(wú)法與采樣時(shí)間相比，且沒(méi)有給IN1輸入低頻交流信號(hào)，所以無(wú)法看到完整波形，需要加大采樣時(shí)間。將IN1連接一個(gè)8253起分頻作用，讓顯示器顯示該方波。在延時(shí)程序中加入如下形式的延時(shí)：ZZZ: mov cx,0ZZ: loop ZZdec b