微機原理課設(shè)_簡易電壓表設(shè)計

1、成績 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院課程設(shè)計說明書題 目 簡易電壓表設(shè)計 課 程 名 稱 微機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計專 業(yè) 班 級 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 設(shè) 計 地 點 指 導(dǎo) 教 師 設(shè)計起止時間：2013年12月23日至2013年12月26日 目錄1. 設(shè)計目的.32. 設(shè)計內(nèi)容及要求.33. 設(shè)計原理.3 3.1實驗?zāi)K.3 3.2實驗主要器材.3 3.3設(shè)計流程圖.44.實驗元件解釋44.1 ADC0809（A/D轉(zhuǎn)換）.44.2 8255A原理. .64.38259A芯片.64.4數(shù)碼管.75.實驗原理圖與電路元件圖.76.測試結(jié)果及問題分析.87.實驗代碼.98.實驗體會.131. 設(shè)

2、計目的通過課程設(shè)計達(dá)到理論和實際應(yīng)用相結(jié)合，提高對硬件微機結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計方法的理解。能夠根據(jù)實際應(yīng)用初步實現(xiàn)硬件和軟件的基本設(shè)計，并且對硬件開發(fā)有更深層次的認(rèn)識，為今后的軟件開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。2.設(shè)計內(nèi)容及要求基本內(nèi)容：利用STAR ES598PCI實驗儀的硬件資源8259中斷控制器、8255可編程并行接口芯片和數(shù)碼管、電位器和ADC0809設(shè)計一個簡易電壓表，編寫響應(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)點四位。基本任務(wù)：軟件查詢的方式獲取AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信息附加任務(wù)：中斷方式獲取AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信息3.設(shè)計原理總體模塊3.1實驗?zāi)K數(shù)碼管顯示模塊8255A輸入輸

3、出模塊8259A中斷處理模塊ADC0809數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊3.2實驗主要器材實驗器材數(shù)量備注PC機1裝有實驗所需軟件ES598PCI實驗儀18255A芯片18259A芯片1ADC0809芯片1數(shù)碼管1事先檢驗完好可用3.3設(shè)計流程圖4.實驗元件解釋4.1ADC0809（A/D轉(zhuǎn)換） ADC0809是逐次逼近型A / D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(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。具有較好的精度和速度，其采集結(jié)果為8位二進(jìn)制數(shù)，以逐次逼近原理進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。每采集一次一般需要100s。設(shè)計程序時可采用中斷方式讀取A / D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。在中斷方式下

4、，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。主要特性：1) 8路輸入通道，8位AD轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 2) 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕?3) 轉(zhuǎn)換時間為100s 4) 單個5V電源供電 5) 模擬輸入電壓范圍05V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。 6) 工作溫度范圍為-4085攝氏度7) 低功耗，約15mW。引腳功能：ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。引腳圖見右圖1-1IN0IN7：8路模擬量輸入端。 2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平

5、有效。 START： AD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）。 圖1-1EOC： AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)AD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。 CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一5V。 GND：地。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

6、比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 AD轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到AD轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示AD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(dāng)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。4.2 8255A原理Intel 8086/8088 系列的可編程外設(shè)接口電路（Programmable Peripheral Interface)簡稱 PPI，型號為8255（改進(jìn)型為8255A及8255A-5），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。它是一片使用單一+5V電源的40腳雙列直

7、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。工作方式：l 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l 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l 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)適用于查詢和中斷方式的接口電路8255A控制字格式：（a）工作方式控制字 （b）c口按位置位/復(fù)位控制字4.3 8259A芯片概述：8259A是專門為了對8085A和8086/8088進(jìn)行中斷控制而設(shè)計的芯片，它是可以用程序控制的中斷控制器。單個的8259A能管理8級向量優(yōu)先級中斷。在不增加其他電路的情況下，最多可以級聯(lián)成64級

8、的向量優(yōu)先級中斷系統(tǒng)。8259A有多種工作方式，能用于各種系統(tǒng)。各種工作方式的設(shè)定是在初始化時通過軟件進(jìn)行的。 在總線控制器的控制下,8259A芯片可以處于編程狀態(tài)和操作狀態(tài).編程狀態(tài)是CPU使用IN或OUT指令對8259A芯片進(jìn)行初始化編程的狀態(tài) 主要功能：在有多個中斷源的系統(tǒng)中，接受外部的中斷請求，并進(jìn)行判斷，選中當(dāng)前優(yōu)先級最高的中斷請求，再將此請求送到cpu的INTR端；當(dāng)cpu響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷子程序的處理過程后，中斷控制器仍負(fù)責(zé)對外部中斷請求的管理。4.4數(shù)碼管七段式LED顯示部件(a) 典型的七段式LED器件 (b) 共陽極LED (c) 共陰極LED數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八

9、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(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)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(dāng)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(dāng)某一字段的陽

10、極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。5. 實驗原理圖與硬件電路圖6.測試結(jié)果及問題分析測試結(jié)果：當(dāng)調(diào)節(jié)電位器左端旋轉(zhuǎn)至右端時，數(shù)碼管顯示電壓0.00004.9939，可通過改變電阻來改變電壓值，再通過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量通過數(shù)碼管發(fā)出二極管顯示數(shù)字。問題分析：（1）、一開始無法進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，經(jīng)檢查沒有將出現(xiàn)警告無法繼續(xù)下一步前面的鉤去掉（2）、線路接好之后沒有電壓顯示，經(jīng)檢查將B4區(qū)的PA和PC插口插在了PB和PC上（3）、LED段程序后發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管發(fā)光不穩(wěn)定，閃爍比較嚴(yán)重，通過更改延時主程序參數(shù)問題得到解決。（4）、小數(shù)點后只顯示兩位小數(shù)，在實驗代碼中加入第三位第四位的定義之后有顯示7.實驗代碼MOD

11、E EQU 082H ;10000010H，方式0，A和C輸出PORTA EQU 09000H ;A口地址 PORTB EQU 09001H ;B口地址PORTC EQU 09002H ;C口地址CONTROL EQU 09003H ;命令口地址CS0809 EQU 08000H ;0809地址 ICW1 EQU 00010011B ;上升沿觸發(fā)，單片8259A，需要ICW4ICW2 EQU 08H ;中斷類型號為40HICW4 EQU 00001001B ;正常全嵌套，非自動EOI，工作在8086/8088方式OCW1 EQU 11111110B ;IR1-IR7上的中斷請求被屏蔽，只響應(yīng)I

12、NT0中斷CS8259A EQU 0A000H CS8259B EQU 0A001HDATA SEGMENTNUM DB 5 DUP(?) ;開辟五個空間的緩存LEDMAP: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;數(shù)碼管顯示0到9的字型代碼DB 7FH,6FHLEDDMAP: DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87HDB 0FFH,0EFH ;包括小數(shù)點的顯示DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA DELAY PROC NEAR ;延時子程序 PUSH BX PUSH

13、CX MOV BX,0 MOV CX,100A1: INC BX LOOP A1 POP CX POP BX RET DELAY ENDPIENTER PROC NEAR ;中斷服務(wù)程序 PUSH AX PUSH DX MOV DX,CS0809 ;0809端口地址 IN AL,DX ;讀入結(jié)果LED: ;轉(zhuǎn)換為原始電壓值顯示程序 MOV BL,0C4H ;乘以5/256*10000=196 MUL BL ;AX=AL*BL，得16位結(jié)果 PUSH AX ;壓棧，存入結(jié)果 MOV BX,0001H POP AX MUL BX ;將AX擴展為32位，結(jié)果在DX：AX中 MOV BX,64H ;1

14、00 DIV BX ;DX：AX/BX，得32位，商在AX中，余數(shù)在DX中 DIV BL ;AX/BL，得16位，商在AL中，余數(shù)在AH中 MOV SI,AL ;整數(shù)部分，結(jié)果放進(jìn)NUM MOV SI,OFFSET NUM ;段碼地址,指向七段碼表 MOV AL,AH MOV AH,00H MOV BL,0AH DIV BL;再除10 MOV SI+1,AL ;AL中為小數(shù)點后第一位 MOV SI+2,AH ;AH中為小數(shù)點后第二位 DIV BL MOV SI+3,AH DIV BL MOV SI+4,AH MOV AL,SI MOV DI,OFFSET LEDDMAP ;段碼地址,查表,顯示

15、第一位包括小數(shù)點 MOV AH,0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,11101111B OUT DX,AL ;選通第一位數(shù)碼管，整數(shù)位 CALL DELAY MOV AL,SI+1 MOV DI,OFFSET LEDMAP MOV AH, 0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,11110111B OUT DX,AL ;選通第二位數(shù)碼管，小數(shù)點后第一位 CALL DELAY MOV AL,SI+2 MOV DI,

16、OFFSET LEDMAP MOV AH, 0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,11111011B OUT DX,AL ;選通第三位數(shù)碼管，小數(shù)點后第二位 CALL DELAY MOV AL,SI+3 MOV DI,OFFSET LEDMAP MOV AH, 0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,11111101B OUT DX,AL ;選通第四位數(shù)碼管，小數(shù)點后第三位 CALL DELAY MOV AL,SI

17、+4 MOV DI,OFFSET LEDMAP MOV AH, 0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,11111110B OUT DX,AL ;選通第五位數(shù)碼管，小數(shù)點后第四位 CALL DELAY MOV DX,CS0809 MOV AL,0 OUT DX,AL MOV DX,CS8259A XOR AX,AX ;AX置零 MOV AL,20H ;中斷服務(wù)程序結(jié)束指令 OUT DX,AL POP DX POP AX IRETIENTER ENDPIINIT PROC NEAR ;初始化8259A MO

18、V DX,CS8259A ;偶地址 MOV AL,ICW1 ;00010011B，上升沿觸發(fā)，單片8259A，需要ICW4 OUT DX,AL ;寫ICW1用偶地址 MOV DX,CS8259B ;奇地址 MOV AL,ICW2 ;中斷源IR0-IR7，中斷類型號為40H-47H OUT DX,AL ;寫ICW2用奇地址 MOV AL,ICW4 ;正常全嵌套，非自動EOI，工作在8086/8088方式 OUT DX,AL ;寫ICW4用奇地址 MOV AL,OCW1 ;11111110B，IR1-IR7上的中斷請求被屏蔽，只響應(yīng)INT0中斷 OUT DX,AL ;寫OCW1用奇地址 RETIINIT ENDPSTART PROC NEAR MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV SI,OFFSET NUM MOV DX,CONTROL ;8255A控制端命令口 MOV AL,MODE OUT DX,AL ;輸出8255控制字到命令口 CLI ;屏蔽外部中斷 CALL IINIT ;調(diào)用初始化8259A MOV AX,0 ;初始化中斷向量表 MOV ES,AX MOV DI,4*ICW2 ;中斷號 LEA AX,IENTER ;設(shè)置中斷入口地址 （燈的顯示） STOSW MOV BX,AX MOV AX,SEGIENTER STOSW MOV SI,OFFSE