1、微机原理与接口技术课程设计姓名： 黄涛 学号： 0945531222 班级： 09 电信 2 班 专业： 电子信息工程 学院： 电气与信息工程学院 江苏科技大学张家港校区2012 年 6 月江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 1目 录一 理论部分.21课题要求与内容 .22 系统方案 设计 .23 系统硬件的 设计 .3二 实践部 分.41 系统硬件 原理简介 .42 系统硬件调试 中出现的问题及解决措施 .83 系统软件 .83.1 软件设计 .83.2软件调试中出现的问题及解决措施 .10三 附录.11江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 2数字电压表的设计一
2、 理论部分 1 课题要求与内容基本要求：（1） 使用 AD0809 获取电压数据。（2） 数据在数码管上面实时显示。（3） 通过按键设置采样时间，比如 60 秒采集一次。（4） 采样时间计时结束后产生中断，采集电压数据。附加要求：（1） 通过串口在 PC 上的串口调试助手显示实时电压信号。 2 系统方案设计本电路采用模块化设计,主要由 A/D 转换模块、控制模块和 LED 显示模块组成.被测电压基准电压源积分RC 元件3 12 位 A/D 转换器A/D 转换器显示电路字位驱动电路VREF图 1 数字电压表原理框图框图功能说明基准电源：提供 A/D 转换参考电压，基准电压的精度和稳定性是影响转换
3、精度的主要因素。江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 3A/D 电路：A/D 转换器是数字电压表的核心部件，由它完成模拟量转换为数字量的任务。译码驱动电路：将二-十进制（BCD）码转换成七段供 LED 发光显示信号。显示电路：将译码器输出的七段信号进行数字显示，即 A/D 转换结果。积分 RC 元件：通过对 RC 元件的选取，控制测量量程。字位驱动电路：根据 A/D 器上 DS4DS 1端的位选信号，控制显示部分个、十、百、千位哪一位上进行显示。3 系统硬件设计本电路采用模块化设计,主要由 A/D 转换模块、控制模块和 LED 显示模块组成（如图 1.0） 。图 2 系统总体硬件
4、框图设计的基本思想和顺序利用 0809 采集电压数据，将模拟电压信号数字电压信号。8255 通过 I/O 控制两位数码管显示 采集电压值。8254 设置采样频率。8359 设置中断。基本思路：当到定时时间时产生中断信号，进入中断采集电压数据。采集的数据转化后保存到内存空间里，返回主程序后在数码管上显示。控制模块 LED 显示模块A/D 转换模块外部电压计数器中断请求与响应江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 41 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 19-Jun-2004 Sheet of File: F:.
5、ddb Drawn By:IN-026 msb2-1 212-2 20IN-127 2-3 192-4 18IN-228 2-5 82-6 15IN-31 2-7 14lsb2-8 17IN-42EOC 7IN-53ADD-A 25IN-64 ADD-B 24ADD-C 23IN-75ALE 22ref(-)16 ENABLE 9START 6ref(+)12 CLOCK 10ADC0809二 实践部分(一) 系统硬件原理简介1 模数(A/D)转换器 ADC08091.1 概述ADC0809 是 采 样 分 辨 率 为 8 位 的 、 以 逐 次 逼 近 原 理 进 行 模 数 转 换 的器
6、件 。 其 内 部 有 一 个 8 通 道 多 路 开 关 ， 它 可 以 根 据 地 址 码 锁 存 译 码 后 的 信 号 ，只 选 通 8 路 模 拟 输 入 信 号 中 的 一 个 进 行 A / D 转 换 。1.2 主要特性1) 8 路 输 入 通 道 ， 8 位 A D 转 换 器 ， 即 分 辨 率 为 8 位 。 2) 具 有 转 换 起 停 控 制 端 。 3) 转 换 时 间 为 100s 4) 单 个 5V 电 源 供 电 5) 模 拟 输 入 电 压 范 围 0 5V， 不 需 零 点 和 满 刻 度 校 准 。 6) 工 作 温 度 范 围 为 -40 85 摄 氏
7、 度 7) 低 功 耗 ， 约 15mW。图 3 ADC0809 引 脚 图2 可编程中断控制器 8259A2.1 概述江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 58259A 是 专 门 为 了 对 8085A 和 8086/8088 进 行 中 断 控 制 而 设 计 的 芯 片 ，它 是 可 以 用 程 序 控 制 的 中 断 控 制 器 。 单 个 的 8259A 能 管 理 8 级 向 量 优 先 级中 断 。 在 不 增 加 其 他 电 路 的 情 况 下 ， 最 多 可 以 级 联 成 64 级 的 向 量 优 先 级 中断 系 统 。 8259A 有 多 种 工 作 方
8、 式 ， 能 用 于 各 种 系 统 。 各 种 工 作 方 式 的 设 定 是在 初 始 化 时 通 过 软 件 进 行 的 。 在 总 线 控 制 器 的 控 制 下 ,8259A 芯 片 可 以 处于 编 程 状 态 和 操 作 状 态 .编 程 状 态 是 CPU 使 用 IN 或 OUT 指 令 对 8259A 芯片 进 行 初 始 化 编 程 的 状 态 2.2 8259A 引 脚 图图 4 8259A 引脚图2.3 主要功能在 有 多 个 中 断 源 的 系 统 中 ， 接 受 外 部 的 中 断 请 求 ， 并 进 行 判 断 ， 选 中 当 前优 先 级 最 高 的 中 断
9、请 求 ， 再 将 此 请 求 送 到 CPU 的 INTR 端 ； 当 CPU 响 应中 断 并 进 入 中 断 子 程 序 的 处 理 过 程 后 ， 中 断 控 制 器 仍 负 责 对 外 部 中 断 请 求 的管 理 。3 并 行 接 口 8255A江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 63.1 概述Intel 8086/8088 系 列 的 可 编 程 外 设 接 口 电 路 （ Programmable Peripheral Interface)简 称 PPI， 型 号 为 8255（ 改 进 型 为 8255A 及 8255A-5） ， 具 有 24条 输 入 /输
10、 出 引 脚 、 可 编 程 的 通 用 并 行 输 入 /输 出 接 口 电 路 。 它 是 一 片 使 用 单一 +5V 电 源 的 40 脚 双 列 直 插 式 大 规 模 集 成 电 路 。 8255A 的 通 用 性 强 ， 使 用灵 活 ， 通 过 它 CPU 可 直 接 与 外 设 相 连 接 。3.2 8255A 工作方式 方式 0：基本输入输出方式适用于无条件传送和查询方式的接口电路 方式 1：选通输入输出方式适用于查询和中断方式的接口电路 方式 2：双向选通传送方式适用于与双向传送数据的外设适用于查询和中断方式的接口电路3.3 8255A 引脚图图 5 8255A 引脚图4
11、 数码管4.1 数码管结构图江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 7(a)七段式 LED (b) 共阳极 LED (c) 共阴极 LED图 6 七段式 LED 显示部件数 码 管 按 段 数 分 为 七 段 数 码 管 和 八 段 数 码 管 ， 八 段 数 码 管 比 七 段 数 码 管多 一 个 发 光 二 极 管 单 元 （ 多 一 个 小 数 点 显 示 ） ； 按 能 显 示 多 少 个 “8”可 分 为1 位 、 2 位 、 4 位 等 等 数 码 管 ； 按 发 光 二 极 管 单 元 连 接 方 式 分 为 共 阳 极 数 码 管和 共 阴 极 数 码 管 。 共
12、 阳 数 码 管 是 指 将 所 有 发 光 二 极 管 的 阳 极 接 到 一 起 形 成 公共 阳 极 (COM)的 数 码 管 。 共 阳 数 码 管 在 应 用 时 应 将 公 共 极 COM 接 到 +5V，当 某 一 字 段 发 光 二 极 管 的 阴 极 为 低 电 平 时 ， 相 应 字 段 就 点 亮 。 当 某 一 字 段 的阴 极 为 高 电 平 时 ， 相 应 字 段 就 不 亮 。 共 阴 数 码 管 是 指 将 所 有 发 光 二 极 管 的 阴极 接 到 一 起 形 成 公 共 阴 极 (COM)的 数 码 管 。 共 阴 数 码 管 在 应 用 时 应 将 公
13、共 极COM 接 到 地 线 GND 上 ， 当 某 一 字 段 发 光 二 极 管 的 阳 极 为 高 电 平 时 ， 相 应 字段 就 点 亮 。 当 某 一 字 段 的 阳 极 为 低 电 平 时 ， 相 应 字 段 就 不 亮 。5 计数器 Intel82545.1 概述8254 芯片是一款使用十分广泛的可编程定时，计数芯片，其主要功能是定时和计数的功能。是 8253 的改进型，比 8253 具有更优良的性能。与大多数微处理器兼容;技术频率从支流到 10MHz;有 6 种可编程计数器方式 ;3 个独立的 16位计数器,二进制或十进制(BCD)计数;任一引脚对地电压-0.57V.5.2
14、Intel8254 的引脚图与逻辑引脚图江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 8图 7 8254 的 引 脚 图对 8254 的编程通常只需注意两点：先写控制字，再写计数初值；计数初值必须遵循控制字中设定的格式(只有低字节或只有高字节或者先低后高,由RW1,RW0规定 )。只有当 CPU 向 8254 控制字寄存器写入控制字后,即对其初始化之后, 8254 才能正常地工作。写入控制字后,所有控制逻辑电路将立即复位,输出端 OUT 立即进入初始状态。接着向计数器的计数初值寄存器中写计数初值，在写入初值后, 需要经过一个时钟脉冲后, 计数器才开始在脉冲下降沿进行减 1 计数。通常在时
15、钟脉冲的上升沿时，门控信号 GATE 被采样。当 A1,A0=11 时，控制字寄存器被选择，控制字寄存器中的 SC1,SC0 则决定着(0 2)计数器中哪个会被选中以写计数初值。2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施实验中,在连接总电路之前我们运用实验系统提供的实验程序将实验箱各个模块芯片检查了一遍.确定各个芯片和电位器能够正常工作之后开始连接总的电路.(1)连接好电路图后运行程序数码管显示不太稳定.江苏科技大学（张家港） 微机原理与接口技术课程设计 9重新检查电路,发现有些导线接触不良甚至损坏,更换损坏导线重新运行程序直至数码管显示稳定.(2)连接好电路后发现调节电位器数码管显示不改变。首先
16、检查整个电路，发现电路正常；转而检查程序是否有问题，发现有个子程序参数设置错误，设置了错误的终端屏蔽端口。纠正之后重新连接中断部分电路之后运行程序，发现当调节电位器之后，在一个计数周期之后，数码管的显示值会变化电路正常。3 系统软件3.1 软件设计1、整个程序源代码包括定义数据段，定义代码段、子程序及主程序内容。子程序中包括延时子程序、中断服务子程序及 8259A 初始化主程序。2、A / D 转换器从启动转换到转换结束需要一定时间。为了得到正确的转换结果，必须在转换结束之后才能去读取数字量，这就是时间配合。常用三种方法实现时间配合，有：延时等待法、查询法和中断法。中断法是当 ADC 转换结束
17、，用转换结束信号作为中断请求信号向 CPU 提出中断请求，CPU 相应中断，在中断服务子程序中读取转换结果。3、此次设计中我使用的是中断法。将 ADC0809 的转换结束指示引脚 EOC输出信号作为中断请求信号，送中断控制器 8259A，占用一个终端类型号 n，在中断服务程序里读取转换结果。4、A / D 转换中 IN0 单极性输入电压与转换后数字的关系为 N=（输入电压/参考电压）*2565、经过 A / D 转换后的数字量是八位二进制数，通过以下程序转换为原始电压值MOV BL,0C4H ;乘以 5/256*10000=196MUL BL ;AX=AL*BL，得 16 位结果PUSH AX ;压栈，存入结果MOV BX,0001HPOP AX
