微机原理课程设计(16页).doc

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1、- 课程设计报告课程 微机原理 题目 实时数据采集器 系 别 物理与电子工程学院 年 级 08 专 业 电子信息工程 班 级 4 学 号 160408414 学生姓名 杨 帆 指导教师 马玉龙 职 称 助教 设计时间 2011.6.72011.6.13 第一章设计内容与理论分析41.1 设计题目与要求41.2主体思路4第二章设计方案52.1硬件设计52.1.1 MCU8088介绍.32.1.2 ADC0809介绍.82.1.3 7段数码管介绍.82.1.4 A/D转换接线图.8.软件设计.92.2.1编程思路92.2.2程序框图92.2.3源程序9第三章调试103.1调试步骤10第四章小结.1

2、1第五章 参考文献.12附录.13附录1.13附录2.14绪 论随着社会信息化程度的不断提高以及网络应用、多媒体应用和移动计算应用的迅速崛起，微型计算机尤其是便携式计算机技术开始步入快速发展和普及应用时期，并且进一步朝着微型化、模块化、无线化、光电子化、专用化、网络化、智能化、环保化、人性化以及个性化的方向发展。自20世纪70年代初第一代微型计算机问世以来，计算机技术以惊人的速度发展，尤其是在以Intel8086/8088为CPU的16位IBM PC机诞生以后，又相继出现了以80386、80486为CPU的32位PC机。如今以Pentium系列为CPU的高性能微型计算机已大量面世。但作为一类在

3、世界上最流行的机种的代表，16位机的结构、组成原理、指令系统、，编程方法和接口技术等，在后续的高档PC机设计中基本上都得到了体现，并具有向上兼容性。微型计算机由、和五大部分组成。其中存储器又分、；通常我们把输入设备及输出设备统称为；而运算器和控制器又称为CPU(Central Processing Unit)。特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。微机原理与接口技术仍然以8086/8088CPU为基本出发点，详尽地论述了有关微处理器及其指令系统的概念和程序设计方法，介绍构成微型计算机的存储器、各类可编程接口芯片、总线等各项技术。学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论

4、知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。本次课程设计，主要是了解可编程外围芯片8255的工作原理，以及学会对ADC0809和8255芯片的应用和设计技术。对微型计算机基本的系统结构、对微型计算机硬软件的工作原理有个整体的认识。第一章设计内容与思路分析1.1 设计题目与要求利用PC机和微机原理实验箱A/D转换制作一个可动态采集外部模拟量的数据采集器，将1秒内采集至少10次的缓慢变化的某直流电压值输出显示。（要求转换为7

5、段显示码实现显示。1.2主体思路利用模数转换芯片将外部提供的采集电压信号（模拟信号）转换为数字信号，然后再把转化成的数字量通过七段数码管显示。其中模拟信号可用的直流电压提供。被转化成的数字信号可用00H-ffH来显示。原理图为：转换模块MCU8086 数据采集模块7段数码管显示模块图1.2原理框图第二章 方案设计2.1硬件设计2.1.1 MCU8088介绍8088是一个Intel以8086为基础的微处理器，拥有16位元暂存器和8位元外部资料总线。8088使用8位元的设计，所针对的是较为经济之系统。在它推出时候，大的资料总线宽度电路板还是相当地昂贵。8088的预取(prefetch)贮列(que

6、ue)是4字节，相对于8086的是6字节。8088CPU内部用两个独立的功能部件组成，分别为BIU和EU。 BIU（BusInterfaceUnit）BIU由段寄存器、IP、指令队列、地址加法器和控制逻辑组成。 BIU的功能是负责从内存中取指令送入指令队列，实现CPU与存储器、I/O接口之间的数据传送。 EU（ExecutionUnit）EU由通用寄存器、F寄存器、ALU和EU控制部件组成。EU的功能是分析指令和执行指令。 图2.1.1.0 8088EU结构 图2.1.1.1 8088BIU结构 2.1.2ADC0809介绍ADC 0809是CMOS器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部

7、分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。1)主要技术指标和特: (1)分辨率： 8位。(2)总的不可调误差：1LSB。(3)转换时间： 取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128s。(4)单一电源： +5V。(5)模拟输入电压范围： 单极性05V；双极性5V,10V(需外加一定电路)。(6)具有可控三态输出缓存器。(7)启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。(8)使用时

8、不需进行零点和满刻度调节。2) 内部结构和外部引脚ADC0809的内部结构和外部引脚分别如图2.1和.所示。内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下： 图2.1.2ADC0809内部结构框图（1）IN0IN78路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。（2）D7D0A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位。（3）ADDA、ADDB、ADDC模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。地址信号与选中通道对应关系如表1所示。（4）VR(

9、+)、VR(-)正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时，VR(+)=5V，VR(-)=0V；双极性输入时，VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压。图2.2 ADC0809外部引脚图表1 地址信号与选中通道的关系地 址选中通道ADDCADDBADDA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN72.1.3 7段数码管介绍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

10、分为共阳极数码管和共阴极数码管。共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。表2 7段共阳数码管段码D7D6D5D4D3D2D1D0七段代码dpgfedcba11000000C0H11111001F

11、9H10100100A4H10110000B0H1001100199H1001001092H1000001082H11111000F8H1000000080H1001000090H1000100088H1000001183H11000110C6H10100001A1H1000111086H100011108EH2.1.4 A/D转换接线图图2.1.2A/D转换线图.软件设计2.2.1.编程思路(1)ADC0809的START端为A/D转换启动信号,ALE端为通道选择地址的锁存信号,实验电路中将其相连,以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换,其输入控制信号为CS和WR,故启动A/D转换只须如下

12、两条指令:MOV DX,ADPORT;ADC0809端口地址OUT DX,AL;发CS和WR信号并送通道地址(2).用延时方式等待A/D转换结果,使用下述指令读取A/D转换结果.MOV DX,ADPORT;ADC0809端口地址IN AL,DX(3).循环不断采样A/D转换的结果,边采样边显示A/D转换后的数字量2.2.2程序框图调用显示转换结果子程序将结果转换成显示代码延时等待A/D转换结束读取A/D转换结果开始启动0809进行A/D转换 2.2.2程序框图2.2.3 源程序见附录第三章调 试3.1调试步骤(1).将0809CS4插孔练到译码输出8000H插孔连JX6Jx17(2).将通道0

13、模拟量输入端IN0连电位器W1的中心插头AOUT1(0-5V)插孔(3).IOWR IOWR,CLK 500K(单脉冲与时钟单元无关)，ADDA、ADDB、ADDC GND(4). 运行实验程序如在PC机和实验系统联机状态下,运行该实验程序,可用鼠标左键单击菜单栏”文件”或工具栏”打开图标”,弹开”打开文件”的对话框,然后打开8kAsm文件夹,点H0809.ASM文件,单击”确定”即可装入A/D转换实验源文件,再单击”调试”中”R运行”或工具图标运行,即开始运行程序.如果在没有PC机的情况下,则在8086K系统显示监控提示符”P.”时,用户段地址固定为0000(省略输入),按SCAL键,输入起

14、始偏移地址1000,按EXEC键,在系统上显示”0809XX”.”XX”表示输入模拟量转换后的数字量.(4).调节电位器W1,显示器上会不断显示新的转换结果模拟量和数字量对应关系的典型值为:0V00H+2.5V80H +5VFFH(5).按RST键退出.调试结果： 图3.2结果调试第四章小结为期一个星期的课程设计结束了，它锻炼了我查阅资料，进行方案构思的的能力。在设计过程中，我们按照指导老师的要求逐步完善设计方案。对指导老师提出的问题进行了详细的修改。较好地完成了设计任务。但也暴露出了一些问题。这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手

15、。但在老师辛勤的指导下，和同学们的热情帮助下，使我顺利的完成了设计。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，虽然困难很多，但是我尽了自己最大的努力去克服，然而还是难免有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化. 最后要感谢我们的指导老师马玉龙老师对我们的悉心指导，和同学的热情帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有

16、关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。虽然这个设计做的也不是太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，它使我终身受益。第五章 参考文献1 周荷琴，吴秀清.微型计算机原理与接口技术，中国科学技术大学出版社，2008年版2吴同茂，李志民.微机原理与接口技术实验及课程设计指导书，中南大学信息科学与工程学院，2010年10月3李广波，王海，李岗.微机接口技术与实例，国防工业出版社，2010年版附 录附录1：CODE SEGMENT ;ADC0809.ASMASSUME CS:CODEADPORT EQU 800

17、0hPA EQU 0FF21HPB EQU 0FF22HPC EQU 0FF23HORG 1000HSTART: JMP START0BUF DB ?,?,?,?,?,?DATA1:db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90hDATA2:DB 40h,79h,24h,30h,19h,12h,02h,78h,00h,10hSTART0:CALL BUF1ADCON:MOV AX,00MOV DX,ADPORTOUT DX,ALMOV CX,0500HDELAY:LOOP DELAYMOV DX,ADPORTIN AL,DXCALL CONVERS

18、CALL DISPJMP ADCONCONVERS:MOV SI,OFFSET BUF MOV AH,0 MOV BL,33H DIV BL MOV SI+4,AL MOV AL,AH MOV BL,10 MOV AH,0 MUL BL MOV BL,33H DIV BL MOV SI+5,ALRETDISP:MOV AL,0FFHMOV DX,PAOUT DX,ALMOV CL,0DFHMOV SI,OFFSET BUFMOV BL,1DIS1:MOV AL,SIMOV AH,00HPUSH SI CMP BL,5JZ BUF2 MOV SI,OFFSET DATA1 JMP N1BUF2:

19、 MOV SI OFFSET BUF2N1:ADD SI,AXMOV AL,SIPOP SIMOV DX,PBOUT DX,ALMOV AL,CLMOV DX,PAOUT DX,ALPUSH CXDIS2:MOV CX,00A0HLOOP $POP CXCMP CL,0FEHJZ LX1INC SIINC BLROR CL,1JMP DIS1LX1:MOV AL,0FFHMOV DX,PBOUT DX,ALRETBUF1:MOV BUF,00HMOV BUF+1,08HMOV BUF+2,00HMOV BUF+3,09HMOV BUF+4,00HMOV BUF+5,00HRETCODE ENDSEND START附录2：课程设计独创性声明： 学生签名： 指导教师评语：课程设计成绩： 指导教师签名： 教研室意见： 教研室主任签名： -第 - 16 - 页-