微机实验及课程设计数模与模数转换

微机实验及课程设计实验报告 东南大学微机实验及课程设计实验报告实验八数模与模数转换姓 名： 学 号： 专 业： 实 验 室： 计算机硬件技术 实验时间： 2010年06月1日 报告时间： 2010年06月2日评定成绩： 审阅教师： 一. 实验目的与内容1）了解数/模转换器的基本原理，掌握DAC0832 芯片的使用方法；2）了解模/数转换器的基本原理，掌握ADC0809 芯片的使用方法。二. 基本实验原理（1）D/A 转换 8 位D/A 转换器DAC0832 的口地址为290H，输入数据与输出电压的关系为：（UREF 表示参考电压,N 表示数数据），这里的参考电压为PC 机的+V 电源。 产生锯齿波只须将输出到DAC0832 的数据由0 循环递增，产生正弦波可根据正弦函数建一个下弦数字量表，取值范围为一个周期，表中数据个数在16 个以上。电路连接如下图所示： 图1产生锯齿波和正弦波的程序流程图如下所示： （2）A/D 转换 ADC0809 的IN0 口地址为298H，IN1 口地址为299H。 IN0 单极性输入电压与转换后数字的关系为：其中Ui 为输入电压，UREF 为参考电压，这里的参考电压为PC 机的+V 电源。 一次A/D 转换的程序可以为:MOV DX,口地址OUT DX,AL ；启动转换；延时IN AL,DX ；读取转换结果放在AL 中电路连接如下图所示： 图2程序流程图（含子程序流程图）如下所示：(3)A/D转换曲线绘制流程图如下所示：三. 方案实现与测试(一) 、获取TPC 扩展卡 I/O 和存储基地址直接在windows 下利用控制面板查看占用的存储和中断资源，可知：TPC设备内存范围： FDDFF000FDDFF0FF接口芯片输入输出范围： BC00BCFFTPC设备输入输出范围: B800B87F接口芯片内存范围： FDC00000FDCFFFFF(二)、DAC 实验电路原理如图1所示，DAC0832 采用单缓冲方式，具有单双极性输入端（图中的Ua、Ub）。进入DEBUG 调试，输出命令（O 290 数据）输出数据给DAC0832，用万用表测量单极性输出端a 及双极性输出端b 的电压，验证数字与电压之间的线性关系。实验现象：进入DEBUG调试，输出命令O B810 FF,用示波器观察单极性输出端Ua的电压，为从接地的0跳至大约-5V。输出命令O B810 80,用示波器观察，电压跳至大约原来的一半。同样，观察双极性输出端Ub的电压，输出数值的模与单极性的相同，符号相反。可得出结论：数字与电压之间存在线性关系。（三）、分别编程产生锯齿波、正弦波电压波形（从Ub 输出，用示波器观察）。1) 锯齿波参考程序见0832_sawtooth.asm主要程序片段如下：lll: mov al,clout dx,alinc cl ;cl 加1inc clinc clinc clinc clinc clinc clpush dxmov ah,06h ;判断是否有键按下mov dl,0ffhint 21hpop dxjz lll ;若无则转LLLmov ah,4ch ;返回DOSint 21h程序分析：此片段中存在push dx 和pop dx两条指令，为了不影响地址的值，因为在判断是否有键按下时，使用了dl的空间，改变了里面的值，所以需要保存地址的值，进行入栈出栈。产生锯齿波的原因是每显示一次值加7，当加到256时，即cl=1111时，向ch进位，cl又从0开始计数，于是产生锯齿波。2) 正弦波参考程序见0832_sinewave.asm主要程序片段如下：ll: mov si,offset sin ;置正弦波数据的偏移地址为SImov bh,32 ;一组输出32 个数据lll: mov al,si ;将数据输出到D/A 转换器mov dx,io0832aout dx,almov ah,06hmov dl,0ffhint 21hjne exitmov cx,1delay:loop delay ;延时inc si ;取下一个数据dec bhjnz lll ;若未取完32 个数据则转llljmp ll程序分析：此程序是将一个周期的数据存入一个数组中，再周期性地重复地取值，画出正弦波。本程序加了一个延时，注意了时序问题。（四） ADC 实验电路原理图如图2，通过实验台左下角电位器RW1 输出05直流电压送入ADC0809通道0(IN0)，利用debug 的输出命令启动/转换器，输入命令读取转换结果，检查硬件是否正常，验证输入电压与转换后数字的关系。启动IN0 开始转换: O 0C818 0；读取转换结果: I 0C818。调试：连接好电路后，输入指令：O B818 0 ; I B818，观察显示的结果。再转动电位器，再重复输入命令，观察显示的结果，发现输出的值会随着电位器的变化而变化。用示波器读取输入的电压值，观察大致满足关系：。（五）编程采集IN0 输入的电压，在屏幕上显示出转换后的数据（用16 进制数）。参考程序见0809_io.asm程序分析：送值至转换器转换与前面分析相同，主要是如何将转换的值显示在显示屏上。in al,dx ;从A/D 转换器输入数据分别显示高四位与低四位：mov bl,al ;将AL 保存到BLmov cl,4shr al,cl ;将AL 右移四位，使AL只保持高四位的值call disp ;调显示子程序显示其高四位mov al,bland al,0fh ;进行与运算，只保留低四位的值，高位为0call disp ;调显示子程序显示其低四位调用显示子程序：mov dl,alcmp dl,9 ;比较DL 是否9jle ddd ;若不大于则为09,加30h 为其ASCII 码add dl,7 ;否则为AF,再加7ddd: add dl,30h ;显示mov ah,02int 21h此程序加了回车符程序，用02号功能实现，赋给DL于20H，显示回车。同样也有判断是否有键按下的程序，用到DX入栈出栈的方法。实验现象：观察到旋动电位器，会使显示在显示屏上的值不断改变。(六) 将JP3 的1、2 短接，使IN1 处于双极性工作方式，并给IN1 输入一个低频交流信号（幅度为），编程采集这个信号数据并在屏幕上显示波形。参考程序见0809_crt.asm没有用IN1,仍用IN0,可看到如下现象：程序分析：送值至转换器转换与前面分析相同，主要是如何将转换的值以图像方式显示在显示屏上。以CX的值为横坐标，以DX的值为纵坐标。在读入数值前加入延时，是考虑到时序问题。in al,dx ;读入数据mov ah,0mov dx,368 ;dx 为纵坐标sub dx,ax此程序片段的效果是：绘点的纵坐标会随着输入数据的变化而变化。下面的片段是对横坐标的处理：cmp cx,639 ;一行是否满jz start;是则转startinc cx ;继续画点实验现象：旋转电位器会发现显示在屏幕上的线会上下移动。因为采样的时间间隔太短，致使显示的是一条直线，没有明显的上下波动。四提高与创新研究在最后一个实验中，由于采样时间短，手动的速度无法与采样时间相比，且没有给IN1输入低频交流信号，所以无法看到完整波形，需要加大采样时间。将IN1连接一个8253起分频作用，让显示器显示该方波。在延时程序中加入如下形式的延时：ZZZ: mov cx,0ZZ: loop ZZdec bxjne ZZZ实验现象：观察到显示屏上显示该方波。并且显示速度较慢。五分析与总结1、 具体实验分析见各部分的调试实验分析。2、 硬件是基础，做实验时要首先检查硬件设备是否可用，保证后续实验的可检测性。3、 在实验中应不要带电接线、插拔芯片;插拔接线时轻微转动,便于插拔。4、 在实验中学会使用示波器、万用表、逻辑笔观察、测量。7