微機原理課程設(shè)計--溫度采集系統(tǒng)

1、<p>　　微機原理與接口技術(shù) 課程設(shè)計</p><p>　　學(xué)院： </p><p>　　專業(yè)： </p><p>　　設(shè)計題目： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　小組成員

2、： </p><p>　　課程設(shè)計地點： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　溫度采集系統(tǒng)軟硬件設(shè)計任務(wù).........................................3</p><p>　　1.1 實驗?zāi)康?.............

3、..........................................................3</p><p>　　1.2 實驗內(nèi)容........................................................................3</p><p>　　1.3 實驗要求..........................

4、..............................................3</p><p>　　實驗總體設(shè)計方案.............................................................3</p><p>　　2.1 設(shè)計思想.................................................

5、.......................3</p><p>　　2.2 設(shè)計原理圖.....................................................................4</p><p>　　硬件電路設(shè)計及描述.........................................................4<

6、/p><p>　　3.1 主控模塊8088.................................................................4</p><p>　　3.2 并行接口模塊8255A........................................................5</p><p>　　3.3 A

7、/D轉(zhuǎn)換模塊ADC0809......................................................7</p><p>　　3.4 溫度傳感器AD590電路圖...............................................10</p><p>　　3.5 LED顯示模塊.............................

8、.....................................10</p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計及描述.......................................................11</p><p>　　4.1 程序流程圖............................................................

9、.......11</p><p>　　4.2 源程序代碼及相應(yīng)注釋.................................................13</p><p>　　心得體會...........................................................................16</p><p&g

10、t;　　參考文獻...........................................................................16</p><p>　　溫度采集系統(tǒng)軟硬件設(shè)計任務(wù)</p><p><b>　　1.1 實驗?zāi)康?lt;/b></p><p>　　為了實現(xiàn)計算機對生產(chǎn)過程及對象的控制，需要將對象的各

11、種測量參數(shù)按照要求轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號送入計算機。經(jīng)計算機運算處理后再再轉(zhuǎn)換成適合于對生產(chǎn)過程進行控制 的量。所以在微機和生產(chǎn)過程之間，必須設(shè)置信息的變換和傳遞通道。而此設(shè)計所做的 模擬輸入通道，主要功能就是隨時間變化的模擬輸入信號變成數(shù)字信號送入計算機，主 要由溫度傳感器、8088CPU、8255A、A/D轉(zhuǎn)換器和LED顯示器等組成。</p><p>　　本實驗通過設(shè)計一個微機控制的

12、溫度采集系統(tǒng)，旨在做到以下幾點：</p><p>　　1．了解微機控制的溫度采集系統(tǒng)軟硬件設(shè)計原理和方法。</p><p>　　2．進一步掌握并行接口芯片和模數(shù)轉(zhuǎn)換的工作原理與使用方法。</p><p><b>　　1.2 實驗內(nèi)容</b></p><p>　　以8088 CPU 為核心設(shè)計一個溫度采集系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實現(xiàn)

13、一路溫度的采集，在3位LED顯示器上顯示當前溫度。本設(shè)計所用器件主要有傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器，8088CPU，可編程并行接口8255，LED顯示器等。首先傳感器把所測的溫度轉(zhuǎn)換為電壓，輸入A/D轉(zhuǎn)換器中進行轉(zhuǎn)換，然后再把得到的二進制數(shù)經(jīng)過CPU在LED上顯示出來。本設(shè)計共分以下幾個模塊：8088主控模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、8255A并行接口模塊、顯示模塊。</p><p><b>　　1.3 實驗要求<

14、;/b></p><p>　　了解各個部件工作原理、設(shè)計實驗工作原理圖并連接各部件、進行軟件設(shè)計、編寫程序</p><p><b>　　實驗總體設(shè)計方案</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計思想</b></p><p>　　以8088 CPU 為核心設(shè)計一個溫度采集系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實

15、現(xiàn)一路溫度的采集，在3位LED顯示器上顯示當前溫度。本設(shè)計所用器件主要有傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器，8088CPU，可編程并行接口8255，LED顯示器等。首先傳感器把所測的溫度轉(zhuǎn)換為電壓，輸入A/D轉(zhuǎn)換器中進行轉(zhuǎn)換，然后再把得到的二進制數(shù)經(jīng)過CPU在LED上顯示出來。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計原理圖</b></p><p><b>　　硬件電路設(shè)

16、計及描述</b></p><p>　　3.1 主控模塊8088</p><p><b>　　8088功能簡介：</b></p><p>　　8088是一個Intel以8086為基礎(chǔ)的微處理器，擁有16位元暫存器和8位元外部資料總線。8088的預(yù)取(prefetch)貯列(queue)是4字節(jié)，相對于8086的是6字節(jié)。8086和80

17、88在芯片內(nèi)部均采用16位數(shù)據(jù)傳輸，所以都稱為16位微處理器，但8086每周期能傳送或接收16位數(shù)據(jù)，而8088每周期只采用8位。8088為40條引線、雙列直插式封裝。</p><p><b>　　8088管腳介紹：</b></p><p>　　1. D0~D7數(shù)據(jù)線連接8255A接口芯片的PA0~PA7口；</p><p>　　2. A0,A

18、1地址線連接8255A地址線A0,A1；</p><p>　　3. A2~A19通過邏輯器和8255A的CS連接；</p><p>　　4. IOR,IOW連接8255A的WR,RD；</p><p>　　5. RESET連接8255A的RESET；</p><p>　　6. CLK接為標準的4.77MHZ；</p><p

19、>　　7. 8088為最小模式下。</p><p><b>　　8088原理圖：</b></p><p>　　3.2 并行接口模塊8255A</p><p>　　8255A功能簡介：</p><p>　　8255A芯片是一個采用NMOS工藝制造的具有24條輸入/輸出引腳、可編程的通用并行輸入/輸出接口電路。它是一片

20、使用單一+5V電源的40腳雙列直插式大規(guī)模集成電路。8255A的通用性強，使用靈活，通過它CPU可直接與外設(shè)相連接。。8255A有3個8位數(shù)據(jù)端口，即A口、B口及C口，它們都可以分別作為輸入口或輸出口使用；A組控制與B組控制；讀／寫控制邏輯；數(shù)據(jù)總路線緩沖器。</p><p>　　8255A管腳圖及相應(yīng)管腳功能介紹：</p><p>　　8255A在使用前要寫入一個方式控制字，選擇A、B、

21、C三個端口各自的工作方式，共有三種：</p><p>　　方式0 ：基本的輸入輸出方式，即無須聯(lián)絡(luò)就可以直接進行的 I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分別設(shè)置成輸入或輸出。 　　</p><p>　　方式1 ：選通I/O,此時接口和外圍設(shè)備需聯(lián)絡(luò)信號進行協(xié)調(diào)，只有A口和B口可以工作在方式1，此時C口的某些線被規(guī)定為A口或B口與外圍設(shè)備的聯(lián)絡(luò)信號，余下的線只有基本的I/O功能，即

22、只工作在方式0. 　　</p><p>　　方式2： 雙向I/O方式，只有A口可以工作在這種方式，該I/O線即可輸入又可輸出，此時C口有5條線被規(guī)定為A口和外圍設(shè)備的雙向聯(lián)絡(luò)線，C口剩下的三條線可作為B口方式1的聯(lián)絡(luò)線，也可以和B口一起方式0的I/O線。 　　</p><p>　　8255A是一個并行輸入、輸出器件，具有24個可編程設(shè)置的I/O口，包括3組8位的I/O為PA口、PB口、PC

23、口，又可分為2組12位的I/O口：A組包括A口及C口高4位，B組包括B口及C組的低4位。A口可以設(shè)置為方式0、方式1、方式2，B口與C口只能設(shè)置為方式0或方式1</p><p><b>　　8255A原理圖：</b></p><p>　　8255A管腳連接介紹：</p><p>　　8255A的D0-D7接8088的D0-D7；A口PA0-PA

24、7接三片八段LED顯示器； B口接ADC0809的八個數(shù)據(jù)口。C口的PC0—PC2作為三片LED的片選。C口的PC5-PC7和ADC0809的ALE START、ENABLE、EOC相連。當EOC為高電平時表示轉(zhuǎn)換完成，CPU可以從數(shù)據(jù)口讀數(shù)據(jù)。CPU通過8255A給START一個正脈沖，使ADC0809開始工作。</p><p>　　3.3 A/D轉(zhuǎn)換模塊ADC0809</p><p>

25、　　ADC0809功能簡介：</p><p>　　ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換，是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片。</p><p>　　ADC0809管腳圖及相應(yīng)功能概述：</p><p>

26、　　首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。</p><p><b>

27、;　　主要引腳功能：</b></p><p>　　D0～D7：輸出數(shù)據(jù)線（三態(tài)） </p><p>　　IN0～IN7：8通道（路）模擬輸入 </p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：通道地址 </p><p>　　ALE：通道地址鎖存 </p><p>　　START：啟動轉(zhuǎn)換 </p&g

28、t;<p>　　EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)輸出 </p><p>　　OE：輸出允許（打開輸出三態(tài)門） </p><p>　　CLK：時鐘輸入（10KHz～1.2MHz）</p><p>　　ADC0809原理圖：</p><p>　　ADC0809管腳連接介紹：</p><p>　　IN0連接傳感器，為模擬信

29、號輸入端。ADD-A,ADD-B,ADD-C全部接地，表示選中模擬信號輸入端IN0。EOC接8255A的PC7，當EOC為高電平時表示轉(zhuǎn)換完成，CPU可以從數(shù)據(jù)口讀數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.4 溫度傳感器AD590電路圖</p><p>　　3.5 LED顯示模塊</p><p>　　8段LED管腳原理圖：</p><p>　　LED顯

30、示模塊與8255A連接介紹：</p><p>　　LED的A~H分別與8255A的PA0~PA7相連。采用共陰極連接方法。用8255A的PC0、PC1、PC2分別控制3片LED的選通。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計及描述</b></p><p><b>　　4.1 程序流程圖</b></p>&l

31、t;p>　　程序的主要功能是負責(zé)溫度的轉(zhuǎn)化，讀出處理并實現(xiàn)在LED上實時顯示。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集程序流程圖:</p><p>　　溫度顯示程序流程圖：</p><p><b>　　程序總體流程圖：</b></p><p>　　4.2 源程序代碼及相應(yīng)注釋</p><p>　　DA

32、TA SEGMENT</p><p>　　BUF1 DB ?</p><p>　　BUF2 DW ?BUF3 DW ?</p><p>　　LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p>　　DATA ENDS</p><

33、;p>　　STACK SEGMENGT</p><p>　　STA1 DW ?STACK ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACK</p><p>　　EN_8255 PROC NEAR

34、 ；以下是數(shù)據(jù)采集部分 </p><p>　　MOV DX,37BH</p><p>　　MOV AL,91H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　EN_8255 ENDP<

35、/p><p>　　START: MOV AX,DATA</p><p>　　MOV DS,AX</p><p>　　MOV ES,AX</p><p>　　MOV AX,STACK</p><p>　　MOV SS,AX</p><p>　　LEA

36、 SI,BUF1</p><p>　　CALL EN_8255 ；調(diào)用初始化8255程序</p><p>　　MOV BL,0 ；通道號，初始指向第0路</p><p>　　MOV CX,1 ；共采集1次</p><p>　　AGAIN:

37、 MOV AL,BL</p><p>　　MOV DX,379H ；送通道地址</p><p>　　OUT AX,AL</p><p>　　OR AL,10H</p><p>　　OUT DX,AL ；送ALE信號（上升沿）</p><p

38、>　　AND AL,0EFH</p><p>　　OUT DX,AL ；輸出START信號（下降沿）</p><p>　　NOP ；空操作等待轉(zhuǎn)換</p><p>　　MOV DX,37AH</p><p>　　WAIT1: INT

39、 AL,DX ；讀EOC狀態(tài)</p><p>　　AND AL,20H</p><p>　　JZ WAIT1 ；若EOC為地電平則等待</p><p>　　MOV DX,379H</p><p>　　MOV AL,BL</p><p>

40、　　OR AL,20H</p><p>　　OUT DX,AL ；EOC端為高電平則輸出讀允許信號OE=1</p><p>　　MOV DX,378H</p><p>　　IN AL,DX ；讀入轉(zhuǎn)換結(jié)果</p><p>　　MOV [SI],AL

41、 ；把轉(zhuǎn)換的數(shù)字量送存儲器</p><p>　　MOV DX,379H </p><p>　　MOV AL,0</p><p>　　OUT DX,AL ；若完成數(shù)據(jù)采集則回到初始狀態(tài)</p><p>　　START2: MOV AX,[SI]

42、；以下程序是把二進制轉(zhuǎn)化為壓縮BCD碼</p><p>　　LEA SI,BUF2</p><p>　　LEA DI,BUF3</p><p>　　XOR DX,DX </p><p>　　MOV CX,OAH ；基數(shù)10</p><p>　　DIV

43、 CX</p><p>　　CMP AL,0 ；商=0？</p><p>　　JNZ NEXT1 ；不等則跳到NEXT1</p><p>　　MOV [DI],AL ；等就存結(jié)果</p><p>　　NEXT1: MOV [DI],DL</

44、p><p><b>　　DIV CX</b></p><p>　　CMP AL,0</p><p>　　JNZ NEXT2</p><p><b>　　INC DI</b></p><p>　　MOV [DI],AL</p><p

45、>　　NEXT2: MOV DL,O</p><p><b>　　DIV CX</b></p><p><b>　　INC DI</b></p><p>　　MOV [DI],DL</p><p><b>　　INC DI</b>&l

46、t;/p><p>　　MOV [DI],AL</p><p>　　DON: MOV AX,[DI+1] ；這小段是把擴展二進制轉(zhuǎn)化為壓縮BCD碼</p><p>　　MOV CF,0</p><p>　　MOV CL,4</p><p>　　ROL AX,[DI]<

47、/p><p>　　ADC AX,[DI]</p><p>　　ADD DI,2</p><p>　　MOV DX,[DI]</p><p>　　SAL DX,CL</p><p>　　MUL DX,10H</p><p>　　ADC DX,AX</p>

48、<p>　　MOV [DI],DX</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISP1: PROC NEAR ；這段是顯示子程序</p><p>　　LEA BL,LED</p><p>　　MOV AL,[DI]</p>

49、;<p>　　LEA BX,TAB</p><p>　　XLAT TAB</p><p>　　CMP AL,BL</p><p>　　JNZ DISP3</p><p>　　OUT 0FF01H</p><p>　　DISP3: INC DI

50、 </p><p>　　JMP DISP1</p><p>　　TAB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,40H</p><p><b>　　REP</b></p><p>　　START3: MOV DX,0FF03H

51、 ；以下是溫度實時顯示部分</p><p>　　MOV AL,91H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　DON: MOV DX.,FF00H</p><p>　　INT AL,DX</p><p><b>　　JNZ DON</b>

52、</p><p>　　MOV DX,0FF01H</p><p>　　CALL DISP1 ；調(diào)用顯示子程序</p><p>　　OUT DX.,AL</p><p>　　CALL DELAY ；調(diào)用延時子程序</p><p>　　EXIT:

53、 MOC AH,4CH</p><p>　　INT 21H </p><p>　　DELAY: PROC NEAR ；延時子程序</p><p>　　MOV CX, 150000</p><p>　　DELAY1: LOOP DELAY1 </p

54、><p><b>　　REP</b></p><p>　　CODE ENDS</p><p>　　END START </p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　本次設(shè)計需要熟練掌握匯編語言，熟悉可編程并行接口接口芯片8255A,A

55、DC0809,內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部引腳和功能，熟悉LED顯示器的結(jié)構(gòu)及譯碼方式。在編程方面，由于剛剛接觸匯編語言，對匯編語言的邏輯算法的指令不是非常熟悉，所以在編程當中遇到很大的困難。比如在從ADC0809中獲取的操作數(shù)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度值。這里需要很巧的邏輯運算，而匯編語言不像c語言那樣可以直接將表達式寫入便可直接計算，匯編里的除法還需考慮余數(shù)，進位等問題。</p><p>　　這次的課程設(shè)計收獲是很大的，熟悉了設(shè)計

56、的過程，通過這次課程設(shè)計進一步熟悉了課本知識提高運用理論知識去分析，解決實際問題的能力。設(shè)計過程中，我們共同努力，雖然分工不同，但我們?nèi)￠L補短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同解決困難，完成任務(wù)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.周耿烈，《微機原理與接口技術(shù)實驗指導(dǎo)書》，蘭州工專計算機工程系，2001年3月。</p><p