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1、 专业整理 学习帮手 微机原理与与接口技术术 课课程设计设计 姓名 叶阳阳 学号学号 0945531210 班级级 09 电电信 2 班 专业专业 电电子信息工程 学学院 电电气与气与信息工程学学院 江苏苏科技大学学张张家港校区区 2012 年 6 月 专业整理 学习帮手 目 录录 1 理论论部分 3 1 1 课题要求与内容 3 1 2 系统方案设计 3 1 2 1 实验器材 3 1 2 2 实验总体框图 4 1 3 系统硬件设计 4 1 3 1 所用芯片及原理简介 4 1 3 2 分部原理图片 8 1 4 系统软件设计 10 1 4 1 A D 转换部分 10 1 4 2 8254 和 82
2、59 模块 11 1 4 3 中断程序 12 2 实实践践部分 13 2 1 系统硬件原理简介 13 2 2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施 13 2 2 1 8254 计数器模块 13 2 2 2 0809AD 转换及 8255 显示模块 14 2 3 系统软件 14 2 3 1 软件设计 14 3 课课程设计设计心得 19 专业整理 学习帮手 4 附录录 20 基于 8086 的数数字电压电压表设计设计 摘要 数字电压表利用模 数转换原理测量电压值 并以数字形式显示测量结 果的仪表 本课题基于 8086 系统设计软件程序 采用 A D 模数转换芯片 0809 将采集的模拟量转换为数字量
3、 通过并行接口芯片 8255A 在数码管上实时显示 并且采用 8254 和 8259A 芯片设置采样时间以及产生中断 关关键键字 数字电压表 0809 8255 8259 数码管 专业整理 学习帮手 1 理论论部分 1 1 课题课题要求与内与内容 课题 设计数字电压表 课题内容及要求 1 使用 0809 芯片 获取电压数据 2 通过 8255A 芯片 使数据在数码管上实时显示 3 使用 8254 芯片 通过按键设置采样时间 比如 60s 采集一次 4 使用 8259A 芯片 采样时间结束后产生中断 采集电压数据 附加要求 使用 8251 芯片 通过串口在 PC 机上的串口调试助手显示实时电压
4、信号 1 2 系统统方案设计设计 1 2 1 实验器材 表 1 实验器件 实验器材名称数量备注 PC 机一台 唐都实验箱一台 使用的芯片0809一片 8255一片 8254一片 专业整理 学习帮手 8259一片 1 2 2 实验总体框图 图 1 方案设计框图 1 3 系统统硬件设计设计 1 3 1 所用芯片及原理简介 1 A D 转换转换器 0809 ADC0809 的引脚图如下图所示 初始化 8254 和 8259 设置工作方式 和计数方式 进行计 数 采样 启动 A D 转换 分 析结果并进行 显示 初始化 8255 工 作方式 显示结果在屏 幕上 换码用 8255 显 示在实验箱数 码管
5、上 软件延时子程序 专业整理 学习帮手 图 2 0809 引脚图 ADC0809 是双列直插式 8 位 A D 转换芯片 具有 8 路模拟量输入线 可 在程序控制下对任意一路进行 A D 转换 得到 8 位二进制数字量 ADC0809 包括一个 8 位的逐次逼近型的 ADC 部分 并提供一个 8 通道的 模拟多路开关和联合寻址逻辑 用它可以直接输入 8 个单端的模拟信号 分时 进行 A D 转换 在多点巡回检测 过程控制等应用领域中使用非常广泛 ADC0809 的主要技术指标为 分辨率 8 位 单电源 5V 总的不可调误差 1LSB 转换时间 取决于时钟频率 模拟输入范围 单极性 0 5V 时
6、钟频率范围 10KHz 1280KHz A D 转换方法 IN0 单极性输入电压与转换后数字的关系为 N Ui Uref 256 其中 Ui 为输入电压 Uref 为参考电压 5V 本设计中电压模拟量从 ADC0809 的 IN0 端输入 2 并并行接口芯片 8255 8255A 的引脚图如下图所示 专业整理 学习帮手 图 3 8255A 引脚图 8255A 是一个 40 引脚的双列直插式并行接口芯片 8255 芯片内部有 3 个 8 位的输入输出端口 即 A 口 B 口和 C 口 从内 部控制角度来讲 可分为两组 A 组和 B 组 A 组控制模块管理 A 口和 C 口的 高四位 B 组控制模
7、块管理 B 口和 C 口的第四位 8255 的三种工作方式 方式 0 基本输入输出方式 方式 1 选通型输入输出方式 方式 2 双向数据传送方式 本设计中使用 8255 端口 A 输出 LED 数码管的位选信号和端口 B 输出段码 信号 用于控制数码管对电压值的显示 3 定时计时计数数芯片 8254 8254 芯片的引脚图如下图所示 专业整理 学习帮手 图 4 8254 引脚图 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 8254 芯片主要由四部分 组成 1 数据总线缓冲器 2 读写逻辑 3 控制字寄存器 4 计数器 8254 的工作方式 方式 0
8、计数到 0 结束输出正跃变信号方式 方式 1 硬件可重触发单稳方式 方式 2 频率发生器方式 方式 3 方波发生器 方式 4 软件触发选通方式 方式 5 硬件触发选通方式 4 中断断控制芯片 8259A 8259A 的引脚图如下图所示 专业整理 学习帮手 图 5 8259A 引脚图 8259A 是为了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 级的向量优级中断系统 8259A 有多种工 作方式 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
9、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 5 8 段 LED 数数码码管 表 2 共阴极数码管字形代码 显示字形gfedcba段码 001111113fh 1000011006h 210110115bh 310011114fh 4110011066h 511011016dh 专业整理 学习帮手 611111017dh 7000011107h 811111117fh 911011116fh 本设计用 2 位 8 段 LED 数码管分别显示电压值 电位器模拟电压 的十位和个 位部分 1 3 2
10、 分部原理图片 A D 转换模块 0809 图 6 A D 转换模块 并行接口模块 8255 专业整理 学习帮手 图 7 并行接口 8255 模块 设置采样时间模块 8253 图 8 采样时间模块 8253 设置中断模块 8259 专业整理 学习帮手 图 9 设置中断模块 8259 专业整理 学习帮手 1 4 系统软统软件设计设计 1 4 1 A D 转换部分 将结果显示在电脑屏幕 上 将 BUFFE 空间中的结果转换至 AL 中 在屏幕上显示字符串 AD0809 读出转换结果 将结果存入 BUFFE 空间 开始 启动 AD 转换 换码用 8255 显示在实验箱数码管上 返回至中断 结束 专业
11、整理 学习帮手 图 10 A D 模数转换部分 1 4 2 8254 和 8259 模块 开始 计数器 2 初始 8254 并设置工作方式 3 输 1 8432MHz 至 CLK2 进行 100 分 频 初始化 8254 设置工作方式 计数器 0 方式 3 输出至 CLK0 计数 0 进行 18432 次分频得到 1HZ 方波 初始化计数 1 设置工作方式 0 进入计数初值 键盘键入 计数完成 进入中断 专业整理 学习帮手 图 11 8254 和 8259 部分 专业整理 学习帮手 1 4 3 中断程序 结束 开中断 恢复 PCI INTCSR 恢复 INTR 中断矢量 恢复 INTR 中断屏
12、蔽 字 开始 关中断 打开 INTR 中断屏蔽 位 初始化 PCI INTCSR 替换 INTR 中断矢量 开中断 关中断 进入 A D 采集模块 专业整理 学习帮手 计数是否完 成 是 否 专业整理 学习帮手 图 12 中断部分 2 实实践践部分 2 1 系统统硬件原理简简介 硬件设计总图如下图 专业整理 学习帮手 图 13 硬件原理总图 2 2 系统统硬件调试调试中出现现的问题问题及解决决措施 2 2 1 8254 计数器模块 在调试中把计数器 1 输出连接至 LED 灯 检验能否进入中断程序 时 灯 并未出现闪烁而是持续低电平 检查程序发现 端口存储器未改动 修改后又 持续高电平 还是未
13、见闪烁 经过田老师检查发现电路接线错误 后改正能使 灯闪即可以进入中断 2 2 2 0809AD 转换及 8255 显示模块 在调试过程中将电位器的 ADJ 端接到 0809 的 IN0 口作为模拟信号输入 但是调节旋钮发现产生的数字信号没有任何变化 然后我们尝试用以前微机接 专业整理 学习帮手 口实验的程序控制 0809 还是没有任何变化 初步认为是电位器损坏无法使用 换过数次试验台后能显示 00 FF 的电压变化 2 3 系统软统软件 2 3 1 软件设计 程序如下 IOY0 EQU 3000H 片选 IOY0 对应的端口始地址 IOY1 EQU 3040H 片选 IOY0 对应的端口始地
14、址 AD0809 EQU IOY1 AD0809 的端口地址 MY8255 A EQU IOY0 00H 4 8255 的 A 口地址 MY8255 B EQU IOY0 01H 4 8255 的 B 口地址 MY8255 C EQU IOY0 02H 4 8255 的 C 口地址 MY8255 MODE EQU IOY0 03H 4 8255 的控制寄存器地址 IOY2 EQU 3080H 片选 IOY0 对应的端口始地址 MY8254 COUNT0 EQU IOY2 00H 4 8254 计数器 0 端口地址 MY8254 COUNT1 EQU IOY2 01H 4 8254 计数器 1
15、端口地址 MY8254 COUNT2 EQU IOY2 02H 4 8254 计数器 2 端口地址 MY8254 MODE EQU IOY2 03H 4 8254 控制寄存器端口地址 IOY3 EQU 30C0H 片选 IOY0 对应的端口始地址 MY8259 ICW1 EQU IOY3 00H 实验系统中 8259 的 ICW1 端口地址 MY8259 ICW2 EQU IOY3 04H 实验系统中 8259 的 ICW2 端口地址 MY8259 ICW3 EQU IOY3 04H 实验系统中 8259 的 ICW3 端口地址 MY8259 ICW4 EQU IOY3 04H 实验系统中 8
16、259 的 ICW4 端口地址 MY8259 OCW1 EQU IOY3 04H 实验系统中 8259 的 OCW1 端口地址 MY8259 OCW2 EQU IOY3 00H 实验系统中 8259 的 OCW2 端口地址 MY8259 OCW3 EQU IOY3 00H 实验系统中 8259 的 OCW3 端口地址 INTR IVADD EQU 01C8H INTR 对应的中断矢量地址 INTR OCW1 EQU 0A1H INTR 对应 PC 机内部 8259 的 OCW1 地址 INTR OCW2 EQU 0A0H INTR 对应 PC 机内部 8259 的 OCW2 地址 INTR IM EQU 0FBH INTR 对应的中断屏蔽字 STACK1 SEGMENT STACK DB 256 DUP STACK1 ENDS DATA SEGMENT DB 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H CUN DB 256 DUP MES DB Press number to set interrupt
