微機原理課程設(shè)計報告--簡易電壓表設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．課程設(shè)計描述2</p><p><b>　　(1)設(shè)計目的2</b></p><p><b>　　(2)設(shè)計題目2</b></p><p><b>　　(3)設(shè)計要求2</b>

2、;</p><p><b>　　2．設(shè)計原理2</b></p><p>　　3．硬件電路圖及接線說明8</p><p>　　4．軟件工作流程圖8</p><p>　　5．程序設(shè)計代碼及分析9</p><p>　　6．調(diào)試過程及結(jié)果14</p><p>　　7．課程

3、設(shè)計總結(jié)錯誤！未定義書簽。</p><p><b>　　8．參考文獻15</b></p><p><b>　　一、課程設(shè)計描述</b></p><p><b>　　(1)設(shè)計目的</b></p><p>　　通過課程設(shè)計達到理論與實際應(yīng)用相結(jié)合，提高對微機硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計

4、方法的理解。能夠根據(jù)實際應(yīng)用初步實現(xiàn)硬件及軟件的設(shè)計，并對硬件開發(fā)有深層次的認識，為今后的軟件開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)</p><p><b>　　(2)設(shè)計題目</b></p><p><b>　　簡易電壓表設(shè)計</b></p><p><b>　　(3)設(shè)計要求</b></p><p

5、>　　利用STAR ES598PCI試驗儀的硬件資源8259中斷控制器、8355可編程并行接口芯片和數(shù)碼管、電位器和ACD0809設(shè)計一個簡易電壓表，編寫相應(yīng)的程序，使電壓表能夠正常運行，3位數(shù)碼管顯示電位器的電壓，精確度要求小數(shù)點兩位。</p><p>　　基本任務(wù)：軟件查詢的方式獲取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信息</p><p>　　附加任務(wù)：中斷的方式獲取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信息</p&g

6、t;<p><b>　　二、設(shè)計原理</b></p><p>　　(1)ADC0809芯片 </p><p>　　ADC0809 是逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器具有較好的精度和速度其采集結(jié)果為8</p><p>　　位二進制數(shù)每采集一次即轉(zhuǎn)換一次需要100us。程序可以采用延遲、EOC結(jié)束信號查詢、中斷查詢的方式來讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。

7、在用中斷方式時A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后會自動產(chǎn)生EOC信號將其與8259的中斷輸入端相接即可。電壓模擬量可由實驗箱上的電位器提供電壓范圍0~5v，其經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字范圍為0~255。</p><p>　　引腳功能：ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝</p><p>　　IN0～IN7：8路模擬量輸入端。 </p><p>　　ADDA、A

8、DDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 </p><p>　　ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 </p><p>　　START： A／D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。 </p><p>　　EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，

9、此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 </p><p>　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 </p><p>　　CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 </p><p>　　REF（+）、REF（-）：基準電壓。 </p><p>

10、　　Vcc：電源，單一＋5V。 </p><p><b>　　GND：地。</b></p><p>　　工作過程：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)楦唠娖剑甘続／D轉(zhuǎn)換

11、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>　　(2)可編程中斷控制器8259A</p><p>　　8259A是一種可編程序中斷控制器與8088/88兼容。能處理8級向量優(yōu)先權(quán)中斷，亦可以通過級聯(lián)構(gòu)成64級向量優(yōu)先權(quán)中斷系統(tǒng)。具有可編程控制中斷方式，并能分別屏蔽各個中斷請求。通過4個初始化

12、命令字(ICW1~ICW4)及3個操作命令字(OCW1~OCW3)使用該中斷控制器。本實驗中用8259A來接收AD轉(zhuǎn)換器發(fā)出的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC，從而進行把8位二進制數(shù)到電平的轉(zhuǎn)換并顯示到數(shù)碼管。</p><p>　　初始化命令字的設(shè)置過程</p><p>　　(3)并行接口8255A</p><p>　　8255A是可編程的通用并行輸</p>&l

13、t;p>　　入/輸出接口芯片，其內(nèi)部有3</p><p>　　個8位的輸入/輸出端口，即A</p><p>　　口、B口、C口。C口高4位配</p><p>　　合A端口使用，低4位配合B</p><p>　　端口使用。8255A的通用性強，</p><p>　　使用靈活，通過它CPU可直接與外設(shè)相連接。<

14、/p><p>　　本實驗中用8255A的A端口作為數(shù)據(jù)輸出端口B端口也作為輸出端口輸出位選信號，確定哪一個數(shù)碼管顯示。</p><p>　　8255A 工作方式：</p><p>　　方式0：基本輸入輸出方式-------適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路</p><p>　　方式1：選通輸入輸出方式-------適用于查詢和中斷方式的接口電路

15、</p><p>　　方式2：雙向選通傳送方式-------適用于與雙向傳送數(shù)據(jù)的外設(shè)</p><p>　　--------適用于查詢和中斷方式的接口電路</p><p>　　8255A控制字格式：</p><p>　　（a）工作方式控制字 （b）c口按位置位/復(fù)位控制字</p><p><b

16、>　　(4)數(shù)碼管</b></p><p>　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光

17、二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。</p><p>　　三、硬件電路圖及接線說明</p><p><b>

18、　　硬件見附。</b></p><p>　　接線說明：1、8255A的片選信號端口接到CS7端口地址為09000H—09FFFH，A、B端口均作為輸出端口，將其PA0~PA7引腳接至數(shù)碼管數(shù)碼顯示管的a~g以及小數(shù)點dp。PC0~PB2作為位選信號接數(shù)碼管位選引腳。 2、8259A的片選信號端口接到CS6,端口地址為0A000H—0AFFFH。IR0端接ADC0809的EOC端。 3、ADC08

19、09 的片選信號端口接到CS8,端口地址為08000H—08FFFH。IN0引腳接到電位器，從而產(chǎn)生0~5v電壓。</p><p><b>　　四、軟件工作流程圖</b></p><p>　　五、程序設(shè)計代碼及分析</p><p><b>　　1、源代碼</b></p><p>　　MODE EQ

20、U 082H ;10000010H，方式0，A和C輸出</p><p>　　PORTA EQU 09000H ;A口地址 </p><p>　　PORTB EQU 09001H ;B口地址</p><p>　　PORTC EQU 09002H ;C口地址</p><p>　　CONTROL EQU 09003H

21、 ;命令口地址</p><p>　　CS0809 EQU 08000H ;0809地址 </p><p>　　ICW1 EQU 00010011B ;上升沿觸發(fā)，單片8259A，需要ICW4</p><p>　　ICW2 EQU 08H ;中斷類型號為40H</p><p>　　ICW4 EQU 00001001B ;

22、正常全嵌套，非自動EOI，工作在8086/8088方式</p><p>　　OCW1 EQU 11111110B ;IR1-IR7上的中斷請求被屏蔽，只響應(yīng)INT0中斷</p><p>　　CS8259A EQU 0A000H </p><p>　　CS8259B EQU 0A001H</p><p>　　DATA SEGMENT<

23、/p><p>　　NUM DB 3 DUP(?) ;開辟三個空間的緩存</p><p>　　LEDMAP: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;數(shù)碼管顯示0到9的字型代碼</p><p>　　DB 7FH,6FH</p><p>　　LEDDMAP: DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H

24、,0EDH,0FDH,87H</p><p>　　DB 0FFH,0EFH ;包括小數(shù)點的顯示</p><p><b>　　DATA ENDS</b></p><p>　　CODE SEGMENT </p><p>　　ASSUME CS:CODE, DS:DATA <

25、/p><p>　　DELAY PROC NEAR ;延時子程序</p><p><b>　　PUSH BX </b></p><p><b>　　PUSH CX </b></p><p><b>　　MOV BX,0 </b></p><p&

26、gt;　　MOV CX,100</p><p>　　A1: INC BX </p><p><b>　　LOOP A1 </b></p><p><b>　　POP CX </b></p><p><b>　　POP BX </b></p><p>&

27、lt;b>　　RET </b></p><p>　　DELAY ENDP</p><p>　　IENTER PROC NEAR ;中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　PUSH AX </b></p><p><b>　　PUSH DX </b></p

28、><p>　　MOV DX,CS0809 ;0809端口地址</p><p>　　IN AL,DX ;讀入結(jié)果</p><p>　　LED: ;轉(zhuǎn)換為原始電壓值顯示程序</p><p>　　MOV BL,0C4H ;乘以5/256*10000=196</p><p&

29、gt;　　MUL BL ;AX=AL*BL，得16位結(jié)果</p><p>　　MOV BX,0001H</p><p>　　MUL BX ;將AX擴展為32位，結(jié)果在DX：AX中</p><p>　　MOV BX,64H ;100</p><p>　　DIV BX

30、 ;DX：AX/BX，得32位，商在AX中，余數(shù)在DX中</p><p>　　DIV BL ;AX/BL，得16位，商在AL中，余數(shù)在AH中</p><p>　　MOV [SI],AL ;整數(shù)部分，結(jié)果放進NUM</p><p>　　MOV SI,OFFSET NUM ;段碼地址,指向七段碼表</p

31、><p>　　MOV AL,AH</p><p>　　MOV AH,00H</p><p>　　MOV BL,0AH</p><p>　　DIV BL;再除10</p><p>　　MOV [SI+1],AL ;AL中為小數(shù)點后第一位</p><p>　　MO

32、V [SI+2],AH ;AH中為小數(shù)點后第二位</p><p>　　MOV AL,[SI]</p><p>　　MOV DI,OFFSET LEDDMAP;段碼地址,查表,顯示第一位包括小數(shù)點</p><p>　　MOV AH,0</p><p>　　ADD DI,AX</p><

33、;p>　　MOV AL,[DI]</p><p>　　MOV DX,PORTA</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MOV AL,11111011B</p><p>　　OUT DX,AL

34、 ;選通第一位數(shù)碼管，整數(shù)位</p><p>　　CALL DELAY</p><p>　　MOV AL,[SI+1]</p><p>　　MOV DI,OFFSET LEDMAP</p><p>　　MOV AH, 0</p><p>　　ADD DI,AX</p>

35、<p>　　MOV AL,[DI]</p><p>　　MOV DX,PORTA</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MOV AL,11111101B</p><p>　　OUT DX,A

36、L ;選通第二位數(shù)碼管，小數(shù)點后第二位</p><p>　　CALL DELAY</p><p>　　MOV AL,[SI+2]</p><p>　　MOV DI,OFFSET LEDMAP</p><p>　　MOV AH, 0</p><p>　　ADD DI,AX&

37、lt;/p><p>　　MOV AL,[DI]</p><p>　　MOV DX,PORTA</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MOV AL,11111110B</p><p>　　OUT

38、 DX,AL ;選通第三位數(shù)碼管，小數(shù)點后第二位</p><p>　　CALL DELAY</p><p>　　MOV DX,CS0809 </p><p><b>　　MOV AL,0 </b></p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p>&

39、lt;p>　　MOV DX,CS8259A</p><p>　　XOR AX,AX ;AX置零</p><p>　　MOV AL,20H ;中斷服務(wù)程序結(jié)束指令</p><p>　　OUT DX,AL </p><p><b>　　POP DX </b></p><

40、p><b>　　POP AX </b></p><p><b>　　IRET</b></p><p>　　IENTER ENDP</p><p>　　IINIT PROC NEAR ;初始化8259A </p><p>　　MOV DX,CS8259A ;偶地址</p>

41、;<p>　　MOV AL,ICW1 ;00010011B，上升沿觸發(fā)，單片8259A，需要ICW4</p><p>　　OUT DX,AL ;寫ICW1用偶地址</p><p>　　MOV DX,CS8259B ;奇地址</p><p>　　MOV AL,ICW2 ;中斷源IR0-IR7，中斷類型號為40H-47H</p&

42、gt;<p>　　OUT DX,AL ;寫ICW2用奇地址</p><p>　　MOV AL,ICW4 ;正常全嵌套，非自動EOI，工作在8086/8088方式</p><p>　　OUT DX,AL ;寫ICW4用奇地址</p><p>　　MOV AL,OCW1 ;11111110B，IR1-IR7上的中斷請求被屏蔽

43、，只響應(yīng)INT0中斷</p><p>　　OUT DX,AL ;寫OCW1用奇地址</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　IINIT ENDP</p><p>　　START PROC NEAR </p><p>　　MOV AX,DATA</p&

44、gt;<p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV SI,OFFSET NUM</p><p>　　MOV DX,CONTROL ;8255A控制端命令口</p><p>　　MOV AL,MODE </p><p>　　OUT DX,AL ;輸出8255控制字到

45、命令口</p><p>　　CLI ;屏蔽外部中斷</p><p>　　CALL IINIT ;調(diào)用初始化8259A </p><p>　　MOV AX,0 ;初始化中斷向量表</p><p>　　MOV ES,AX </p><p>　　MOV DI,4*ICW2 ;中

46、斷號</p><p>　　LEA AX,IENTER ;設(shè)置中斷入口地址 （燈的顯示）</p><p><b>　　STOSW</b></p><p>　　MOV [BX],AX </p><p>　　MOV AX,SEGIENTER</p><p><b>　　STOSW</b

47、></p><p>　　MOV SI,OFFSETNUM ;代碼段地址為0</p><p>　　MOV AL,0 ;初始值為0</p><p>　　MOV DX,CS0809 </p><p>　　OUT DX,AL ;啟動模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片</p><p>　　STI ;將處理

48、器標志寄存器中斷標志置1，允許中斷</p><p>　　LP: NOP ;短暫延時程序，等待中斷</p><p><b>　　JMP LP</b></p><p>　　CODE ENDS </p><p>　　END START </p><p>　　2、整個程序源

49、代碼包括定義數(shù)據(jù)段，定義代碼段、子程序及主程序內(nèi)容。子程序中包括延時子程序、中斷服務(wù)子程序及8259A初始化主程序。</p><p>　　3、A / D轉(zhuǎn)換器從啟動轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束需要一定時間。為了得到正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果，必須在轉(zhuǎn)換結(jié)束之后才能去讀取數(shù)字量，這就是時間配合。常用三種方法實現(xiàn)時間配合，有：延時等待法、查詢法和中斷法。中斷法是當ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，用轉(zhuǎn)換結(jié)束信號作為中斷請求信號向CPU提出中斷請求，CPU相應(yīng)中

50、斷，在中斷服務(wù)子程序中讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p>　　4、此次設(shè)計中我使用的是中斷法。將ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束指示引腳EOC輸出信號作為中斷請求信號，送中斷控制器8259A，在中斷服務(wù)程序里讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p>　　5、將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量：因為0~5V的電平用0~255表示所以把轉(zhuǎn)換后的值5/256*10000將電壓值轉(zhuǎn)換為實際值的10000倍以確保精度。將所的結(jié)果相減

51、，除以100商放入AX，把余數(shù)放在DX。將AX中的值再除以100，，商放入AL中，余數(shù)放在AH 中。這樣AL中的值就是整數(shù)部分的值將AH中的值除以10商放入AL中即為第一位小數(shù)，余數(shù)放入AH中，為第二位小數(shù)。若還想得到第四第五位小數(shù)可以用DX中的值再進行計算。 </p><p>　　6、通過8255A輸出在三位LED數(shù)碼管上，程序如下：（后兩位同理）</p><p>　　MOV

52、 AL,[SI]</p><p>　　MOV DI,OFFSET LEDDMAP ;段碼地址,查表,顯示第一位包括小數(shù)點</p><p>　　MOV AH,0</p><p>　　ADD DI,AX</p><p>　　MOV AL,[DI]</p><p>　　MOV DX,

53、PORTA</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,PORTC ;位選</p><p>　　MOV AL,00000100B</p><p>　　OUT DX,AL ;選通第一位數(shù)碼管，整數(shù)位</p><p>　　CALL DELAY&l

54、t;/p><p>　　MOV AL,[SI+1]</p><p>　　MOV DI,OFFSET LEDMAP</p><p>　　MOV AH, 0</p><p>　　ADD DI,AX</p><p>　　MOV AL,[DI]</p><p>　　M

55、OV DX,PORTA</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MOV AL,11111101B</p><p>　　OUT DX,AL ;選通第二位數(shù)碼管，小數(shù)點后第二位</p><p>　　CALL

56、 DELAY</p><p>　　MOV AL,[SI+2]</p><p>　　MOV DI,OFFSET LEDMAP</p><p>　　MOV AH, 0</p><p>　　ADD DI,AX</p><p>　　MOV AL,[DI]</p><

57、;p>　　MOV DX,PORTA</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MOV AL,11111110B</p><p>　　OUT DX,AL ;選通第三位數(shù)碼管，小數(shù)點后第二位</p><p>

58、;　　CALL DELAY</p><p><b>　　六、調(diào)試過程及結(jié)果</b></p><p>　　1、按硬件接線圖接線后編寫軟件代碼后運行程序。</p><p>　　2、發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示錯亂，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)片PA口接反了，進行更正后數(shù)碼管可以正常顯示。</p><p>　　3、數(shù)碼管發(fā)光不穩(wěn)定，閃爍比較嚴重，后通過

59、更改延時主程序參數(shù)問題得到解決。</p><p>　　4、完善程序后編譯運行，調(diào)節(jié)電位器，數(shù)碼管顯示電壓0.00~4.99。</p><p><b>　　七、課程設(shè)計總結(jié)</b></p><p><b>　　八、參考資料</b></p><p>　　1、周荷琴 吳秀清，微型計算機原理與接口技術(shù)， 中