微型計算機技術(shù)課程設(shè)計--模擬電壓采集電路設(shè)計

1、<p>　　微機原理及應(yīng)用課程設(shè)計</p><p>　　題目：模擬電壓采集電路設(shè)計</p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　年 級：</b></p><p

2、><b>　　班級序號：</b></p><p><b>　　專 業(yè)：</b></p><p><b>　　日 期：</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一．課設(shè)目的及內(nèi)容<

3、;/b></p><p>　　二．設(shè)計思路及問題分析</p><p>　　三．電路設(shè)計及硬件原理圖</p><p><b>　　四．程序流程圖</b></p><p><b>　　五．程序清單</b></p><p>　　六．解決難點思路及方法</p>&

4、lt;p><b>　　七．收獲體會及建議</b></p><p><b>　　課設(shè)目的及內(nèi)容</b></p><p><b>　　課設(shè)目的</b></p><p>　?。?）.學會綜合運用《微型計算機原理及應(yīng)用》、《微型計算機原理及應(yīng)用試驗指導(dǎo)書》課程的內(nèi)容，為以后從事計算機相關(guān)行業(yè)奠定一定基礎(chǔ)

5、。</p><p>　　（2）.主要掌握并行I/O接口芯片8253、8255、ADC0809、中斷控制器8259、譯碼器74LS138及數(shù)據(jù)總線緩沖器74LS245的使用。</p><p>　　(3).學會用匯編語言編寫一個較完整的實用程序。</p><p>　　（4）.掌握微型計算機技術(shù)應(yīng)用開發(fā)的全過程：分析需求、設(shè)計原理圖、選用元器件、布線、編程、調(diào)試、撰寫報告

6、等步驟。</p><p><b>　　課設(shè)內(nèi)容</b></p><p>　　利用《微型計算機原理》課程中所學的主要可編程接口芯片74LS138、8253、8255A、ADC0809和中斷控制器8259設(shè)計一個模擬電壓采集電路。采用ADC0809設(shè)計一個單通道模擬電壓采集電路，要求對所接通道變化的模擬電壓值進行采集，采集來的數(shù)字量送至數(shù)碼管LED指示，采集完100個數(shù)據(jù)

7、后停止采集過程。</p><p>　　選用8088CPU和適當?shù)拇鎯ζ餍酒?、接口芯片完成相?yīng)的功能。</p><p>　　畫出詳細的硬件連接圖。</p><p>　　畫出各程序的詳細框圖。</p><p>　　給出RAM地址分配表及接口電路的端口地址。</p><p><b>　　給出設(shè)計思路。</b&

8、gt;</p><p>　　給出程序所有清單并加上必要的注釋。</p><p><b>　　完成設(shè)計說明書。</b></p><p>　　二．設(shè)計思路及問題分析</p><p><b>　　1.設(shè)計思路</b></p><p>　　（1）選用芯片為8088單片機，工作在最小工

9、作模式，所以需要使用8259芯片作為中斷管理。</p><p>　?。?）我們需要對100個數(shù)據(jù)采樣和存儲，需要使用ADC0809用來A/D轉(zhuǎn)換，而且要8253來定時。總線上，我們需要74LS245來做總線緩沖器，還要74LS138用來提供芯片的段選。</p><p>　?。?）采集到結(jié)果需要送至數(shù)碼管LED指示，需要8255并行接口芯片。</p><p>　　為此

10、可以列出所需器件清單：</p><p>　　8088單片機、8253、8255、8259、74LS138、74LS245芯片各一片</p><p>　　可調(diào)電位器4.7K、數(shù)碼管LED各一個及其他邏輯器件，導(dǎo)向若干。</p><p><b>　　問題分析</b></p><p>　　通過分析題目，我們可以理解到課設(shè)要求是

11、對一個模擬電壓進行采樣并而存儲及送到數(shù)碼管LED指示，一共采集100個數(shù)據(jù)后停止。</p><p>　　我們可以想到，ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換需要時間，通過查找資料，我們可以轉(zhuǎn)換時間大概是120us。所以，每個數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換時間要大于120us，所以我們采用8253用來定時及通過輸出高電平觸發(fā)中斷，每個中斷周期內(nèi)，ADC0809采樣一次。</p><p>　　采樣的數(shù)據(jù)會傳送到8255，通過

12、C口控制ADC0809對模擬數(shù)據(jù)的采集，然后從A口讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，一路送數(shù)碼管LED指示，一路送CPU存儲。</p><p>　　三．電路設(shè)計及原理圖</p><p><b>　　部分芯片資料</b></p><p>　?。?）74LS245數(shù)據(jù)總路線緩沖器</p><p>　　（2）.ADC0809簡介</p&

13、gt;<p>　　提供一個8通道的多路開關(guān)和尋址邏輯</p><p>　　IN0～IN7：8個模擬電壓輸入端</p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：3個地址輸入線</p><p>　　ALE：地址鎖存允許信號</p><p>　　ALE的上升沿用于鎖存3個地址輸入的狀態(tài)，然后由譯碼器從8個模擬輸入中選擇一個模擬輸入端

14、進行A/D</p><p>　　ADC0809的數(shù)字輸出</p><p>　　ADC0809內(nèi)部鎖存轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量</p><p>　　具有三態(tài)數(shù)字量輸出端D0～D7</p><p>　　配合輸出允許信號OE</p><p>　　當輸出允許信號OE為高電平有效時，將三態(tài)鎖存緩沖器的數(shù)字量從D0～D7輸出</p&g

15、t;<p><b>　?。?）8253芯片</b></p><p><b>　?。?）8255芯片</b></p><p><b>　　（5）8259芯片</b></p><p><b>　　電路設(shè)計</b></p><p>　?。?） 4.

16、7KΩ電位器一端接+5V，一端接地，調(diào)節(jié)電位器得到變化的模擬電壓，該電壓接至ADC0809的IN0輸入端，ADC0809的時鐘為500KHz，可由總線直接提供，用8253進行定時中斷，中斷后進行A/D轉(zhuǎn)換，要求定時為100ms，8253的端口地址：300H—303H</p><p>　　（2）編程啟動ADC0809轉(zhuǎn)換（ADC0809完成一次轉(zhuǎn)換的時間大約為120μs），在中斷服務(wù)程序中讀入模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，一路送至

17、數(shù)碼管LED指示，一路送至CPU存儲器。</p><p><b>　　。</b></p><p>　?。?）8255A用做CPU和ADC0809間的接口芯片，ADC0809的控制信號（如OE、ALE、START等）可由8255A提供，8255A端口地址：200H—203H</p><p>　　。模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量也可經(jīng)8255A的PA口讀入。&

18、lt;/p><p>　?。?）譯碼電路由74LS138提供,在總線和其它接口芯片之間還必須加入74LS245，起到隔離總線的作用。</p><p><b>　　芯片初始化</b></p><p>　　（1）初始化8255：</p><p>　　8255有四個寄存器，地址為200h-203h，分別為A口，B口，C口，和控制口，

19、首先要向C口寫入控制字，控制字格式如下：工作方式控制</p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　C端口置位/復(fù)位控制</p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　

20、　可用如下代碼初始化8255：</p><p>　　mov dx,203H</p><p>　　mov al,10011001B</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　（2）初始化8253</p><p>　　8253控制字格式如下</p>&l

21、t;p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　輸入時鐘信號為0.25MHZ，要得到100mS定時，需要寫入的計數(shù)初值為25000，選用計數(shù)器0，工作方式3，代碼如下：</p><p>　　mov dx,303H</p><p>　　mov al,00110110

22、B</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov ax,25000</p><p>　　mov dx,300H</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p><b>　　mov al,ah</b&

23、gt;</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p><b>　　原理圖</b></p><p><b>　　四 程序流程圖</b></p><p><b>　　1.主程序</b></p><p><

24、b>　　2.中斷程序 </b></p><p><b>　　五．程序清單</b></p><p>　　DATA SEGMENT ；分配采集數(shù)據(jù)存儲地址</p><p>　　ORG 2000H</p><p>　　RESU

25、LT DB 200(CUP?) </p><p>　　DATA ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA</p><p>　　START

26、 MOV AX,DATA ；CPU初始化</p><p>　　MOV DS,AX</p><p>　　MOV ES,AX</p><p>　　MOV SI,OFFSET RESULT</p><p>　　MOV DX,203H ;8255初始化</p>

27、;<p>　　MOV AL,10011001B</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,201H ；設(shè)置B口沒采集數(shù)據(jù)時輸出</p><p>　　MOV AL,00H</p><p>　　OUT DX,AL</p>&

28、lt;p>　　MOV DX,202H ；設(shè)置C口初始值</p><p>　　MOV AL,90H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,303H ;8253初始化</p><p>　　MOV AL,00110110B&l

29、t;/p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV AX,25000</p><p>　　MOV DX,300H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV AL,AH</p><p>　　OUT DX,

30、AL</p><p>　　MOV AX,0 ；設(shè)置中斷向量表，中斷類型嗎為IR7</p><p>　　MOV ES,AX</p><p>　　MOV BX,OFH*4</p><p>　　MOV AX,OFFSET INTP</p><p>　　MO

31、V ES:[BX],AX</p><p>　　MOV AX,SEG INTP</p><p>　　MOV ES:[BX+2],AX</p><p>　　CLI ；清除中斷標志位</p><p>　　IN AL,101H ;

32、8259初始化</p><p>　　AND AL,7F ；開IR7中斷</p><p>　　OUT 101H,AL</p><p>　　MOV CX,100 ；設(shè)置采集數(shù)據(jù)數(shù)</p><p>　　RET: STI

33、 ；開中斷</p><p>　　CMP CX,0000 ；判斷采集數(shù)據(jù)數(shù)是否為100</p><p>　　JNE RET</p><p>　　CLI ；關(guān)中斷</p><p>　　CODE ENDS</p><

34、;p>　　END START</p><p>　　INTP PROC FAR ；中斷子程序</p><p>　　MOV DX,202H ；往ADC0809的START端</p><p>　　MOV AL,00H ；產(chǎn)生啟動

35、信號，開始采集</p><p>　　OUT DX,AL ；數(shù)據(jù)</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　MOV AL,01H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p><b>　　NOP&

36、lt;/b></p><p>　　MOV AL,00H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　QUERY： IN AL,DX ；檢測數(shù)據(jù)是否采集轉(zhuǎn)換完</p><p>　　TEST AL,10H</p>

37、<p>　　JZ QUERY</p><p>　　MOV DX, 200H ；把采集的數(shù)據(jù)傳送到8255A口</p><p>　　IN AL,DX</p><p>　　INC DX ；把采集的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)碼管指示</p>&

38、lt;p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV [SI],AL ；把采集的數(shù)據(jù)放到存儲器上</p><p>　　INC SI</p><p>　　DEC CX </p><p>　　MOV DX,202

39、H ；8255的C口復(fù)位</p><p>　　MOV AL,90H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV AL,20H ；中斷結(jié)束</p><p>　　OUT 100H,AL</p><p>

40、;　　CLI ；清除中斷標志位</p><p>　　IRET ；中斷返回</p><p>　　INTP ENDP</p><p>　　六：解決難點思路及方法</p><p>　　本題設(shè)難點不多，但需要注意的地方如下：</

41、p><p>　?。?）、要想啟動0809進行轉(zhuǎn)換，首先必須有一個start信號，該信號為：</p><p>　　要產(chǎn)生這樣一個信號，我們通過編程可以如下實現(xiàn)</p><p>　　MOV DX,202H </p><p>　　MOV AL,00H

42、 </p><p>　　OUT DX,AL </p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　MOV AL,01H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>

43、<b>　　NOP</b></p><p>　　MOV AL,00H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　其中NOP為空操作，一個時間周期，作為一個延時，所以通過改變電平高低及NOP語句可以令C口輸出如上啟動信號。</p><p>　?。?）、注意每次轉(zhuǎn)換完后都必須

44、將C端口置位，才能保證下次進入中斷后能按程序轉(zhuǎn)化采集數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV DX,202H ；</p><p>　　MOV AL,90H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　?。?）由于采用的單片機為8088，工作在最小工作模式，所以需要采用中斷服務(wù)芯片80

45、59A來處理中斷，本題設(shè)設(shè)置的中斷為IR7，則如下設(shè)置：</p><p>　　IN AL,101H </p><p>　　AND AL,7F </p><p>　　OUT 101H,AL</p><p><b>　　七、收獲體會及

46、建議</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我學到了很多有用的知識。要完成這次課設(shè)，首先要熟悉了解微型計算機技術(shù)中所學到的幾種芯片的使用如8253、8255、8258芯片和8088單片機，還要通過上網(wǎng)查找資料，弄清74LS138、74LS245、ADC0809芯片的功能特點。對上面提到的芯片，我們除了要掌握它們的初始化編程，還要學會它們的基本應(yīng)用，這是一個比較全面的設(shè)計，和本學期的微機原理實驗

47、相比較復(fù)雜很多。一方面要求我們設(shè)計硬件電路，另一方面需要對設(shè)計的硬件電路進行編程，這是軟件和硬件相結(jié)合。這次課設(shè)中用到了8259中斷、8253定時、8255三態(tài)傳輸，是本學期微機原理3大主要芯片的綜合應(yīng)用與設(shè)計。雖然課設(shè)的要求不難，但要把書本的知識應(yīng)用到實際，還是有一定距離的。通過不斷的思考，實踐，思考再實踐，自己終于獨立完成了整個硬軟件設(shè)計。</p><p>　　回顧自己的課程設(shè)計還有些不足的地方，芯片的時鐘信

48、號用555電路提供，用于555電路{f=1/Cln2(Ra+2Rb)}選用Ra和Rb難免會有點誤差。而且本課設(shè)沒有真正投入到實際電路調(diào)試，只是停留在軟件階段，考慮到穩(wěn)定性、準確性還是有待提高。</p><p>　　我覺得本次課設(shè)非常好，可以培養(yǎng)學生的思維能力、動手能力，學以致用，做到“知其然”，更要“知其所以然”。在不脫離書本的情況下，又允許學生有點小創(chuàng)新?？傮w來說，經(jīng)過親手完成課設(shè)內(nèi)容，我還是受益匪淺的。<