微机原理课程设计报告
设计题目：数字频率计
一﹑课程设计目的
通过课程设计，掌握8086/8088汇编语言程序的设计和调试；信号频率的数字测量方法；定时计数器8253的基本工作原理和应用；微机基本应用系统的设计方法；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、芯片功能介绍
1. 8253芯片
8253为可编程定时/计数器，一片8253上有3个独立的16位计数器通道，可以作为定时器或计数器使用，每个计数器都可设定为按照二进制或BCD码进行计数，计数速率可达2MHZ，每个计数器有6种工作方式，可编程设置和改变。
8253主要是由数据总线缓冲存储器，读写控制电路，控制字寄存器和3个通道4部分所组成。我们在此设计中用的是计数器2方式3，即地址为0B6H
2. 8255芯片
8255是一个40引脚的双列直插式集成电路芯片。按功能可把8255分为三个逻辑电路部分，即：口电路、总线接口电路和控制逻辑电路。8255共有三个8位口，其中A口和B 口是单纯的数据口，供数据I/O使用。而C口则既可以作数据口，又可以作控制口使用，用于实现A口和B口的控制功能。我们在实验中用的是PA输入PB输出，所用地址10010100B （094H）
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，0.1S，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。
S4S3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作写操作；M/IO，RD，WR组合成系统的存储器和端口的读写信号：MEMR，MEMW，IOR，IOW。高电平有效时，将地址存入外部地址锁存器。通常用RD#以及WR#信号控制存储器或I/O的读出和写入端。RD和WR指出CPU当前进行的是读还是写操作，它和M/IO信号一起，指出当前进行的是存储器读、I/O读、存储器写、I/O写四种操作中的哪一种。RD和WR信号除了在T2～T3状态中有效外，还在T W（等待）状态有效。下表为对存储器或I/O的读／写操作选择。
RD WR M/IO 对应的操作
0 1 0 I/O写操作
0 1 1 存储器写操作
1 0 0 I/O读操作
1 0 1 存储器读操作
3—8253的原理
8253是一种可编程的计数器/定时器芯片，如图3所示。8253内部具有3个独立的16位计数器通道，通过对它进行编程，每个计数器通道均有6种工作方式，并且都可以按2进制或10进制2种格式进行计数，最高计数频率能达到2MHz。8253还可用作可编程方波频率产生器、分频器、程控单脉冲发生器等。
图3. 8253管脚图
D0~D7：8位双向数据线，用来传送数据、控制字和计数器的计数初值。
