微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計

1、微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計名稱：溫度報警器專業(yè)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：一、功能分析本設(shè)計采且PC微機(jī)一臺和TD-PIT+實驗系統(tǒng)一套實現(xiàn)了溫度報警的功能，輸 入由A/D轉(zhuǎn)換單元可調(diào)電位器提供0"5V來模擬0"255°C的溫度，具體所能實現(xiàn)的功能 如下：輸出數(shù)字量顯示在顯示器屏幕上，顯示形式為：The temperature is：XXX：輸出數(shù)字量顯示在數(shù)碼管上；當(dāng)溫度大于等于50°C時，報警器發(fā)出聲音報警，否則不發(fā)聲。二、設(shè)計原理設(shè)計中采用的芯片有ADC0809, 8254和8255。1. ADC0809：ADC0809包

2、括一個8位的逐次逼近型的ADC部分，并提供一個8通道的模擬 多路開關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯。用它可直接輸入8個單端的模擬信號，分時進(jìn)行A/D轉(zhuǎn) 換，在多點巡回檢測、過程控制等應(yīng)用領(lǐng)域中使用非常廣泛。ADC0809的主要技術(shù) 指標(biāo)為：分辨率：8位單電源：+5V總的不可調(diào)誤差：±1LSB轉(zhuǎn)換時間：取決于時鐘頻率模擬輸入范圍：單極性05V時鐘頻率范圉：lOKHz1280KHZADC0809的外部管腳如圖1所示，地址信號與選中通道的關(guān)系如表1所示。IN3 IN4IN5 IN6IN7 START EOCD3 OE CLK VCC VREF+ GNDD1一1234j67c09lon121314AD380

3、92827262524232221201918171615ImINlINOfcALE段 aD4mr 二二二三三二圖1 ADC0809引腳圖表1地址輸入線與模擬輸入端的關(guān)系A(chǔ)DDCADDBADDA模擬信號通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7設(shè)計中使用通道0,故ADDC, ADDB, ADDA全部接0。2.8254：8254是Intel公司生產(chǎn)的可編程間隔定時器。是8253的改進(jìn)型，比8253具 有更優(yōu)良的性能。8254具有以下基本功能：(1) 有3個獨立的16位計數(shù)器；(2) 每個計數(shù)器可按二進(jìn)制或十進(jìn)制(BCD)計數(shù)；(3) 每個

4、計數(shù)器可編程工作于6種不同工作方式；(4) 8254每個計數(shù)器允許的最高計數(shù)頻率為10MHz (8253為2MHz)；(5) 8254有讀回命令(8253沒有)，除了可以讀出當(dāng)前計數(shù)單元的內(nèi)容外，還可以讀岀狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。(6) 計數(shù)脈沖可以是有規(guī)律的時鐘信號，也可以是隨機(jī)信號。計數(shù)初值公式 為n二fCLKiFfOUTi、其中fCLKi是輸入時鐘脈沖的頻率，fOUTi是輸出波形的頻 率。圖2是8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和引腳圖，它是山與CPU的接口、內(nèi)部控制電路 和三個計數(shù)器組成。8254的工作方式如下述：(1) 方式0：計數(shù)到0結(jié)束輸出正躍變信號方式。(2) 方式1：硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式。(3

5、) 方式2：頻率發(fā)生器方式。(4) 方式3：方波發(fā)生器。(5) 方式4：軟件觸發(fā)選通方式。oro 12D7rrDo 2D5 3D3 5D2 6D1 ?DO 8(6) 方式5：硬件觸發(fā)選通方式。羽一VW23 3VZR22 >KD21 =仁20 A!19 A018 CLK217 0OT216 OATE213 U !3 一圖2 8254內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖8254的控制字有兩個：一個用來設(shè)置計數(shù)器的工作方式，稱為方式控制字； 另一個用來設(shè)置讀回命令，稱為讀回控制字。這兩個控制字共用一個地址，由標(biāo)識 位來區(qū)分。控制字格式如圖3所示。D7D6D5D4D3D2D1D0計數(shù)器選擇讀/寫格式選擇工作方式選擇

6、計數(shù)碼制選擇00計數(shù)器001計數(shù)器110計數(shù)器211 一讀岀控制 字標(biāo)志00鎖存計數(shù)值01讀/寫低8位10讀/寫高8位11 一先讀/寫低8位 再讀/寫高8位000方式0001-方式1010方式2011-方式3100 方式4101- 方式50二進(jìn)制數(shù)1 一十進(jìn)制數(shù)圖3 8254方式控制字格式利用8254的方式3“方波發(fā)生器”，將對應(yīng)發(fā)聲頻率的汁數(shù)初值寫入訃數(shù) 器，就可產(chǎn)生對應(yīng)頻率的方波。計數(shù)初值的計算如下：計數(shù)初值=輸入時鐘4-輸出頻率輸入時鐘采用系統(tǒng)總線上CLK(1.041667MHz),報警時寫入初值為1047,發(fā)聲 頻率即為1041667/1047HZ,然后調(diào)用一個軟件延時程序，再將000

7、1寫入初值，發(fā) 聲頻率變?yōu)?041667/lHzo由于正常人耳能聽到的頻率范圍為20、20KHz,所以 1041667Hz是聽不到的，也就達(dá)到了消聲的目的。設(shè)計中正是不斷執(zhí)行“判斷溫度 大于等于50°C-發(fā)聲一消聲一再判斷”這個循環(huán)來實現(xiàn)溫度報警的功能。3.8255：8255可編程外圍接口芯片是Intel公司生產(chǎn)的通用并行I/O接口芯片，它具 有A、B、C三個并行接口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0- -基本輸入/出方式、方式1-選通輸入/出方式、方式2-雙向選通匸作方式。8255 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖4所示，8255工作方式控制字和C 口按位置位/復(fù)位控制字 格

8、式如圖5所示。PO FCiFCOPO FC7-EMg PA7-PA0FA3 屈一 FAI FAORDc 05 一 GNDA0FC7FC2FC3 rec FBI 1011)233：437摻3923$255PA4 PA5 PA6 PA7 WR PJ5ET E0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PP3 PR6 PB5 P84 PB3圖4 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖（a）工住方式控制字圖5 8255工作方式控制字格式及C 口置位/復(fù)位控制字實驗系統(tǒng)中的鍵盤及數(shù)碼管顯示單元提供了 4行X4列共16個按鍵，4個7 段數(shù)碼管也接成掃描電路方式。共用段位控制信號ADp,各自獨立的公共端及列 選

9、擇信號XIX4,行掃描信號為Y1Y4。電路原理如圖6所示。4.7Kx2圖6鍵盤及數(shù)碼管顯示單元電路原理圖8255的A, B 口均為輸出且為方式0,其中PA0'PA3接X1、X4用來選中需要顯 示的數(shù)碼管；PB0>B7接共用段位控制信號A、Dp,控制各個數(shù)碼管具體顯示的內(nèi) 容。4 接線圖：綜上所述，接線圖如圖7所示:代盜比宓盂KsvKssEK"s“te主fe屯子發(fā)聲元圖7設(shè)訃接線圖對于此圖有以下兩點需要說明：(1) 系統(tǒng)總線上的XA2, XA3分別接芯片的AO, A1,因此芯片的地址要在片選 基礎(chǔ)上左移兩位,即*4,例如8255片選接I0Y2,則方式字地址為I0Y2+03

10、H*4 , A 口地址為 I0Y2+00H*4 ；(2) 作圖軟件中ADC0809無CS端，故采用了如圖的連接方式，實際中只需將 系統(tǒng)總線IOYO與ADC0809的CS連接即可。三、軟件流程圖|初塚化8255工作為必四、軟件代碼；*根據(jù)CHECK配置信息修改下列符號值 " » » " » " " » " » » " » " " » " » » " » " " 

11、7; " » » " » " | 1 1 1 | 1 1 1 | 1 1 1 | 1 4 IOYOEQU OEOOOHI0Y1EQU 0E040HIOY2EQU 0E080H <* a*» *!* | *!* / / <*|*» |*» V» "( 4 '< | / |"» *!* < ' >* »V» 4 / <* /°j "( j *<* <" /

12、*>" '<* °""( *<*( !* "(" <*°( |'w ( V* / j <1 '<* °j *<* <* *!*( A *<* '/ "( *!' !* *< < / *<*°( *<* | <* *!* / 4 *>" " » » " » " AD0809MY8254_0MY8254

13、_MODEMY8255_AMY8255_BMY8255.MODEEQU I0Y0+00HMEQU I0Y1+00HMEQU I0Y1+03HMEQU I0Y2+00H>：<4EQU I0Y2+01HMEQU I0Y2+03HMDATA SEGMENTSTR DB ' The temperature is: S'初始DTABLE DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, O7H, 7FH, 67H化緩沖用于存放鍵值DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, DS:DATASTART:MOV AX, DAT

14、AMOV DS, AXMOVDX, MY8255_MODE8255工作方式MOV AL, 80HOUT DX, ALMOVDX, MY8254_MODE8254工作方式MOV AL, 37HOUT DX, ALLOOP1:MOVDX, AD0809;啟動A/D轉(zhuǎn)換OUT DX, AL;在屏幕上顯示字符串MOV DX, OFFSET STR“The temperature is："MOV AH, 9INT 21HMOVDX, AD0809；讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果IN AL, DXMOV CL, ALCMPAL, 32H;判斷是否小于32HJB LOOP2MOV DX, MY8254_0；將汁數(shù)初

15、值1047裝入8254計數(shù)器0,發(fā)出對應(yīng)頻率聲音MOV AL, 47HOUT DX, ALMOV AL, 10HOUT DX, ALCALL DALLYMOV DX, MY8254_0；將計數(shù)初值0001裝入8254計數(shù)器0,停止發(fā)聲MOV AL, O1HOUT DX, ALMOV AL, OOHOUT DX, ALLOOP2:MOVAL,OFDH中X2對應(yīng)的數(shù)碼管MOV DX, MY8255.AOUT DX, AL:將結(jié)果轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，將MOV AH, OOH口位顯示在屏幕上MOV AL, CLMOV BL, 64HDIV BLMOV CH, AHADD AL, 30HMOV DL, ALM

16、OV AH, 02HINT 21HSUB AL, 30H:將百位顯示在數(shù)碼管上，并調(diào)用延時子程序MOV BX,OFFSET DTABLEAND AX, OOFFHADD BX, AXMOV AL, BXMOV DX, MY8255_BOUT DX, ALCALL DALLYMOVAL,OFBH；選中X3對應(yīng)的數(shù)碼管MOV DX, MY8255_AOUT DX, ALMOVAL, CH;將十位顯示在屏幕上MOV AH, OOHMOV BL, OAHDIV BLMOV CH, AHADD AL, 3OHMOV DL, ALMOV AH, 02HINT 21H;將十位顯示在數(shù)碼管SUB AL, 3O

17、H上，并調(diào)用延時子程序MOV BX,OFFSET DTABLEAND AX, OOFFHADD BX, AXMOV AL, BXMOV DX,MY8255_BOUT DX, ALCALL DALLYMOVAL,0F7H；選中X4對應(yīng)的數(shù)碼管MOV DX, MY8255_AOUT DX, ALADDCH, 30H；將個位顯示在屏幕上MOV DL, CHMOV AH, 02HINT 21HSUB CH, 30H:將個位顯示在數(shù)碼管上，并調(diào)用延時子程序MOV AL, CHMOV BX, OFFSET DTABLEAND AX, OOFFHADD BX, AXMOV AL, BXMOV DX,MY82

18、55_BOUT DX, ALCALL DALLYMOVDL, ODH；回車，置光標(biāo)到行首MOV AH, 02HINT 21HMOVAH, 1；判斷是否有按鍵按下INT 16HJNZ QUIT；無按鍵則跳回繼續(xù)循環(huán)，有則退出JMP LOOP1QUIT:MOVAX, 4C00H;返回到DOSINT 21HDALLY PROCNEAR;軟件延時子程序PUSH CXPUSH AXMOV CX, 4000HDI:MOV AX, 0600HD2:DEC AXJNZ D2LOOP DIPOP AXPOP CXRETDALLY ENDPCODE ENDSEND START五、設(shè)計收獲通過緊張有序的課程設(shè)汁實踐，不僅讓我對ADC