ad課程設計-- 八路模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量電路設計

1、<p>　　微機原理課程設計說明書</p><p>　　11 級 電氣工程及其自動化 專業(yè) 972 班級</p><p>　　題 目 八路模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量電路設計 </p><p>　　2011 年 12 月 26 日</p><p><b>　　摘 要</b></p&

2、gt;<p>　　隨著電子技術的發(fā)展，計算機在現(xiàn)代科學技術的發(fā)展中起著越來越重要的作用。多媒體技術、網(wǎng)絡技術、智能信息處理技術、自適用控制技術、數(shù)據(jù)挖掘與處理技術等都離不開計算機。本課程設計是基于微機原理與接口技術的簡單應用。運用所學的微機原理和接口技術知識完成ADC0809的采樣，即基于0806最小系統(tǒng)將模擬電壓表通過ADC0809的采樣完成模擬量轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量并顯示出來。通過硬件與軟件的結(jié)合，用我們剛剛學過的匯編語言編

3、寫程序模擬分析了ADC0809的芯片功能和硬件配置，結(jié)合硬件和軟件闡述了該系統(tǒng)的工作原理，得出了一種簡單實用的ADC0809的采樣即實現(xiàn)數(shù)字電壓表功能系統(tǒng)的硬件、軟件電路設計方案。該系統(tǒng)能測量0～5V的電壓，結(jié)果顯示于數(shù)碼管上。</p><p>　　關鍵字：ADC0809、8086系統(tǒng)、頻率發(fā)生器</p><p><b>　　前 言4</b></p>

4、<p>　　1.題義分析與解決方案5</p><p>　　1.1題義與需求分析5</p><p>　　1.2解決問題的方法與思路5</p><p>　　1.2.1硬件部分5</p><p>　　1.2.2軟件部分5</p><p><b>　　2.硬件設計5</b></

5、p><p><b>　　2.1電路原理5</b></p><p>　　2.2 8086最小系統(tǒng)模塊6</p><p>　　2.3可編程并行接口芯片8255A7</p><p>　　2.3.1 8255A的作用7</p><p>　　2.3.2 8255A的功能分析及技術參數(shù)7</p&g

6、t;<p>　　2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC08099</p><p>　　2.4.1 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳9</p><p>　　2.5 模擬量（ 0～5V）電壓輸出11</p><p>　　2.6 頻率發(fā)生器11</p><p>　　2.7 七段LED顯示器12</p><p>

7、　　2.7.1 七段LED顯示器的作用、功能分析及結(jié)構(gòu)12</p><p>　　2.8 硬件總邏輯圖及說明13</p><p>　　3.匯編程序設計14</p><p>　　3.1控制程序設計思路說明14</p><p>　　3.2 程序流程圖15</p><p>　　4.ADC0809采樣系統(tǒng)的設計總結(jié)2

8、1</p><p><b>　　附錄：23</b></p><p>　　1、8086最小系統(tǒng)框圖23</p><p>　　2、0809功能模塊框圖：24</p><p>　　3、接口與顯示模塊框圖24</p><p>　　4. 程序流程圖25</p><p>&l

9、t;b>　　前 言</b></p><p>　　電子課程設計是電子技術學習中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實踐能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學生能力的一個環(huán)節(jié)。</p><p>　　我們可以用已學的微機原理與接口技術課程中介紹的芯片設計檢測電壓表測量0-5V的電壓信號，我們使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809，ADC0809是NSC公司生產(chǎn)的8路模擬輸入逐次逼近型A/

10、D轉(zhuǎn)換器，它采用CMOS工藝，另外，還有8通道多路轉(zhuǎn)換器和3位地址鎖存和譯碼器，以實現(xiàn)對8路輸入模擬量IN0~IN7的選擇。運用以上芯片在8086的最小系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電壓測量。該采樣系統(tǒng)是通過計算機使用編寫匯編語言程序編寫并控制的。</p><p>　　1.題義分析與解決方案</p><p>　　1.1題義與需求分析</p><p>　　1、設計并開發(fā)能檢測電壓信號

11、，并能顯示的系統(tǒng)；</p><p>　　2、能檢測的電壓值為0-5V；</p><p>　　3、采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809從，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。</p><p>　　1.2解決問題的方法與思路</p><p><b>　　1.2.1硬件部分</b></p><p><b>　　實驗采用&

12、lt;/b></p><p>　　模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809、可編程外圍接口芯片8255A一片，七段LED顯示器，頻率發(fā)生器。</p><p><b>　　1.2.2軟件部分</b></p><p>　　1、該系統(tǒng)采用匯編語言編寫程序。</p><p>　　2、首先要對系統(tǒng)的各個芯片進行初始化設計，</p&g

13、t;<p>　　3、設置ADC0809轉(zhuǎn)換控制，從IN0通道采樣電壓模擬信號，輸出數(shù)字信號。</p><p>　　4、將所測的電壓值在LED上顯示出來；</p><p><b>　　2.硬件設計</b></p><p><b>　　2.1電路原理</b></p><p>　　本課題的設

14、計可通過實驗平臺上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內(nèi)部已經(jīng)連接，用戶在使用時只要設計模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設計及實現(xiàn)相對簡單。硬件電路由0～5V電壓輸出、頻率發(fā)生器、8255可編程外圍接口模塊和LED顯示模塊、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　2.2 8086最小系統(tǒng)模塊</p><p>　?。?）8086CPU構(gòu)成的最小模式系統(tǒng)如圖：</p>

15、<p><b>　?。?）硬件連接框圖</b></p><p>　?。?）8086最小系統(tǒng)配置模擬圖</p><p>　　在最小模式下，還加一片8284A作為時鐘發(fā)生器，三片8282/8283或74LS373作為地址鎖存器，二片8286/8287或74LS245作為雙向數(shù)據(jù)總線收發(fā)器。</p><p>　　2.3可編程并行接口芯片82

16、55A</p><p>　　2.3.1 8255A的作用</p><p>　　利用8255A將ADC0809所轉(zhuǎn)化的電壓的值通過LED顯示出來， 并與8086最小系統(tǒng)相連。</p><p>　　2.3.2 8255A的功能分析及技術參數(shù)</p><p>　　1、8255A的工作方式:</p><p>　　方式0---基

17、本輸入輸出方式；</p><p>　　方式1---選通輸入輸出方式；</p><p>　　方式2---雙向選通輸入輸出方式。</p><p>　　8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　2、引腳信號</b></p><p>　　8255A的引腳如圖，分為數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫控制線、輸

18、入/輸出端口線和電源線。</p><p><b>　　8255A芯片引腳</b></p><p>　　3、8255A的接線方式</p><p>　　8255A的接線電路圖如圖所示</p><p>　　2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809</p><p>　　2.4.1 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部

19、引腳</p><p>　　直接輸入8個單端的模擬信號分時進行A/D轉(zhuǎn)換。利用它可是電壓模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過LED顯示。</p><p>　　ADC 0809是CMOS器件，包括一個8位的逐次逼近型的ADC部分，還提供一個8通道模擬多路開關和通道尋址邏輯，利用它可直接輸入8個單端的模擬信號分時進行A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)<

20、;/p><p>　　各引腳定義分述如下：</p><p>　　1)IN0～IN7——8路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來選通一路。</p><p>　　2)D7～D0——A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。</p><p>　　3)ADDA、A

21、DDB、ADDC——模擬通道選擇地址信號，ADDA為低位，ADDC為高位。地址信號與選中通道對應關系如表11.3所示。</p><p>　　4)ALE——地址鎖存允許信號，高電平有效。</p><p>　　5)OE——輸出允許信號，高電平有效。當微處理器送出該信號時，ADC0809的輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。</p><p>　　地址信號與選中

22、通道的關系</p><p>　　ADC0809接線如圖示</p><p>　　2.5 模擬量（ 0～5V）電壓輸出</p><p>　　電源采用5V的采用電位器來調(diào)節(jié)的電壓的輸入大小。電路如圖所示：</p><p><b>　　2.6 頻率發(fā)生器</b></p><p>　　頻率發(fā)生器采用74hc

23、4040十二位計數(shù)器通過CLK端口外接8MHZ晶振來產(chǎn)生各種頻率信號。</p><p>　　2.7 七段LED顯示器</p><p>　　2.7.1 七段LED顯示器的作用、功能分析及結(jié)構(gòu)</p><p>　　七段LED顯示器的工作原理：如果發(fā)光二極管共陽極，則輸入為0時亮，為1時滅，反之，則輸入1時亮，0時不亮。發(fā)光二極管時一種外加電壓超過額定電壓時發(fā)生擊穿，并因

24、此能產(chǎn)生可發(fā)光的器件，數(shù)碼顯示器通常由多個發(fā)光二極管來組成七段或八段筆畫顯示器，當組合發(fā)光時，便會顯示某一個數(shù)碼管或字符，七段代碼的各位用作a—g和DP的輸入。</p><p>　　LED顯示器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.8 硬件總邏輯圖及說明</p><p>　　8255的PA口和PB口分別作為七段LED顯示器的段選和位選，可以把電壓值通過LED顯示。825

25、5A與8086最小系統(tǒng)相連，ADC0809與頻率發(fā)生器相連，與0-5V電位器相連，將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過LED顯示電壓的值。</p><p><b>　　電路圖如圖所示</b></p><p><b>　　3.匯編程序設計</b></p><p>　　3.1控制程序設計思路說明</p><

26、p>　　首先對系統(tǒng)初始化，將8255的C口清零，A口用于LED的位選，B口用于LED的段選。啟動程序并裝載，然后執(zhí)行采樣程序，啟動AD轉(zhuǎn)換讀入電壓值，將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并顯示出來。</p><p><b>　　3.2 程序流程圖</b></p><p><b>　　1、匯編語言程序</b></p><p>　　.M

27、ODELTINY</p><p>　　PCIBAR3EQU1CH </p><p>　　Vendor_IDEQU10EBH;廠商ID號</p><p>　　Device_IDEQU8376;設備ID號</p><p>　　.STACK 100</p><p><b>　　.DA

28、TA </b></p><p>　　ADDR_0809 DW 00F0H</p><p>　　BUFFER DB ' H . V$'</p><p>　　LastADDB 0;上一次AD轉(zhuǎn)換值</p><p>　　msg3DB 'AD轉(zhuǎn)換結(jié)果

29、(前邊是16進制數(shù),后邊是十進制數(shù)): $'</p><p>　　IO_Bit8_BaseAddress DW?</p><p>　　msg0DB'BIOS不支持訪問PCI $'</p><p>　　msg1DB'找不到Star PCI9052板卡 $'</p><p>　　ms

30、g2DB'讀8位I/O空間基地址時出錯$'</p><p><b>　　.CODE</b></p><p>　　START: MOV AX,@DATA</p><p>　　MOV DS,AX</p><p><b>　　NOP</b></p>

31、<p>　　CALLInitPCI</p><p>　　CALLModifyAddress </p><p>　　MOVAH, 00H</p><p>　　MOVAL, 03H</p><p>　　INT10H;清屏</p><p>　　MOV AH, 09H</p><p

32、>　　LEA DX, msg3</p><p><b>　　INT21H</b></p><p>　　XORAL, AL</p><p>　　JMPSTART6</p><p>　　START1: MOVCX,50;采樣五十次</p><p>　　MOV BX,0;

33、累計五十次的采樣值</p><p>　　START2: CALL AD0809</p><p>　　XORAH, AH</p><p>　　ADDBX, AX</p><p>　　LOOP START2</p><p>　　MOVAX, 50</p><p>　　XCHGAX

34、, BX</p><p>　　DIVBL;五十次的平均值</p><p>　　CMP AL, LastAD</p><p>　　JZ START3</p><p>　　START6: MOV LastAD, AL</p><p>　　CALL Display_Data</p&g

35、t;<p>　　MOVAH, 02H</p><p>　　MOVDL, 43</p><p><b>　　MOVDH, 0</b></p><p>　　INT10H;定位光標</p><p>　　MOVAH, 09H</p><p>　　LEADX, BUFFER&

36、lt;/p><p>　　INT21H;顯示結(jié)果</p><p>　　START3: CALLDLTime</p><p>　　CALLIfExit</p><p><b>　　JZSTART1</b></p><p><b>　　JMPExit</b><

37、/p><p>　　AD0809 PROC NEAR</p><p><b>　　PUSHCX</b></p><p>　　MOV AL, 0</p><p>　　MOV DX, ADDR_0809</p><p>　　OUT DX, AL </p

38、><p>　　MOVDX, IO_Bit8_BaseAddress</p><p>　　AD08091:MOVCX, 200</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　NOP;延時,等待AD轉(zhuǎn)換完成</p><p>　　MOVDX, ADDR_0809</p&

39、gt;<p>　　INAL, DX</p><p><b>　　POPCX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　AD0809 END</p><p>　　ToCharPROC NEAR;轉(zhuǎn)化為可顯示的16進制數(shù)</p>

40、<p>　　ADDAL, '0'</p><p>　　CMPAL, '9'</p><p>　　JBEToChar1</p><p>　　ADDAL, 07H</p><p>　　ToChar1:RET</p><p>　　ToChar END</p

41、><p>　　DISPLAY_DATA PROC NEAR</p><p>　　MOVAH, AL</p><p>　　ANDAL, 0FH</p><p>　　CALLToChar</p><p>　　MOVBUFFER + 1, AL</p><p>　　MOVAL, AH

42、</p><p>　　ANDAL, 0F0H</p><p><b>　　RORAL, 4</b></p><p>　　CALLToChar</p><p>　　MOVBUFFER, AL</p><p>　　MOVAL, AH</p><p>　　XORAH,

43、 AH</p><p>　　MOVBL, 51;255/51 (16進制的1 = 1/51V)</p><p><b>　　DIVBL</b></p><p>　　ORAL,'0';轉(zhuǎn)化為可顯示的10進制數(shù)</p><p>　　MOVBUFFER + 4,AL;整數(shù)部分</p>

44、;<p>　　MOVAL, 10</p><p><b>　　MULAH</b></p><p><b>　　DIVBL</b></p><p><b>　　ORAL,'0'</b></p><p>　　MOVBUFFER + 6,AL

45、;第一位小數(shù)</p><p>　　MOVAL, 10</p><p><b>　　MULAH</b></p><p><b>　　DIVBL</b></p><p><b>　　ORAL,'0'</b></p><p>　　MOV

46、BUFFER + 7, AL;第二位小數(shù)</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISPLAY_DATA END</p><p>　　DLTime PROC NEAR</p><p><b>　　PUSHAX</b></p><p&g

47、t;<b>　　PUSHDX</b></p><p>　　MOVDX, 100;延時100ms</p><p>　　MOVAH, 0FFH;星研公司提供的軟中斷</p><p><b>　　INT21H</b></p><p><b>　　POPDX</b>

48、;</p><p><b>　　POPAX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DLTime ENDP</p><p>　　IfExitPROCNEAR</p><p><b>　　PUSHAX</b><

49、;/p><p><b>　　PUSHDX</b></p><p>　　MOVAH, 06H</p><p>　　MOVDL, 0FFH</p><p><b>　　INT21H</b></p><p><b>　　POPDX</b></p&g

50、t;<p><b>　　POPAX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　IfExit ENDP</p><p>　　InitPCI PROCNEAR</p><p>　　MOVAH, 00H</p><p>　　MO

51、VAL, 03H</p><p>　　INT10H;清屏</p><p>　　MOVAH, 0B1H</p><p>　　MOVAL, 01H</p><p><b>　　INT1AH</b></p><p><b>　　CMPAH, 0</b></p

52、><p>　　JZInitPCI2</p><p>　　LEADX, msg0</p><p>　　InitPCI1:MOVAH, 09H</p><p><b>　　INT21H</b></p><p><b>　　JMPExit</b></p><

53、;p>　　InitPCI2:MOVAH,0B1H</p><p>　　MOVAL,02H</p><p>　　MOVCX, Device_ID</p><p>　　MOVDX, Vendor_ID</p><p><b>　　MOVSI, 0</b></p><p><b&g

54、t;　　INT1AH</b></p><p>　　JNCInitPCI3;是否存在Star PCI9052板卡</p><p>　　LEADX, msg1</p><p>　　JMPInitPCI1</p><p>　　InitPCI3:MOVDI, PCIBAR3</p><p>　　MOV

55、AH, 0B1H</p><p>　　MOVAL, 09H</p><p>　　INT1AH;讀取該卡PCI9052基地址</p><p>　　JNCInitPCI4</p><p>　　LEADX, msg2</p><p>　　JMPInitPCI1</p><p>　　I

56、nitPCI4: ANDCX, 0FFFCH</p><p>　　MOVIO_Bit8_BaseAddress,CX</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　InitPCI ENDP</p><p>　　ModifyAddressPROCNEAR</p><p>

57、;　　ADDADDR_0809,CX</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　ModifyAddressENDP</p><p>　　Exit: MOVAH, 4CH</p><p><b>　　INT21H</b></p><p>　　E

58、ND START</p><p><b>　　2、匯編程序調(diào)試</b></p><p>　　程序調(diào)試中主要是在顯示數(shù)據(jù)的時候出現(xiàn)了一些問題， 程序在上星研系統(tǒng)自帶的延時程序，加上以后就不會出現(xiàn)上述問題。</p><p>　　4.ADC0809采樣系統(tǒng)的設計總結(jié)</p><p>　　在本次設計中，使用了8086最小

59、系統(tǒng)、8255可編程外圍接口、ADC0809采樣芯片實現(xiàn)了電壓表的采樣和顯示。通過該課程設計，掌握了什么是編譯程序，編譯程序工作的基本過程及其各階段的基本任務，熟悉了編譯程序總流程框圖，了解了編譯程序的生成過程、構(gòu)造工具及其相關的技術對課本上的知識有了更深的理解，課程設計歷時二個星期左右，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。這次的課程設計也讓我看到了團隊的力量，我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作

60、的精神。剛開始的時候，大家就分配好了各自的任務，聚在一起討論各個方案的可行性。在課程設計中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作是我們成功的一項非常重要的保證。而這次設計也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。</p><p>　　此次實習可以說是獲益匪淺。通過查閱了很多資料，并且通過查閱相關資料，學習書本及課堂中老師不曾介紹過的知識．同時也學會了

61、在動手實踐的過程中，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，在最短的時間內(nèi)尋找問題的解決方案。更重要的是通過本次的課程設計，我學到了關于微機原理課程的更多相關內(nèi)容，了解了ADC0809芯片的作用、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳的功能、工作方式、技術參數(shù)、如何實現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。更加深入認識了8255A的內(nèi)部構(gòu)造、控制字、方式字的設置以及通過8255A控制輸出量。了解了許多匯編程序的思想，擴展了自己的視野，不再僅僅局限于書本中幾條簡短的程序，而且更重要的是明白寫程序

62、的態(tài)度：仔細謹慎，精益求精。在系統(tǒng)加電調(diào)試中，針對一些問題，熟練掌握了根據(jù)原理分步測試，將錯誤之處縮小的最小范圍內(nèi)。</p><p>　　我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！</p><p><b>　　附錄：</b></p><p>