微机原理课程设计报告--简易电压表设计.doc

目 录1课程设计描述2(1)设计目的2(2)设计题目2(3)设计要求22设计原理23硬件电路图及接线说明84软件工作流程图85程序设计代码及分析96调试过程及结果147课程设计总结错误！未定义书签。8参考文献15一、课程设计描述(1)设计目的通过课程设计达到理论与实际应用相结合，提高对微机硬件结构和软件设计方法的理解。能够根据实际应用初步实现硬件及软件的设计，并对硬件开发有深层次的认识，为今后的软件开发打下坚实的基础(2)设计题目简易电压表设计(3)设计要求利用STAR ES598PCI试验仪的硬件资源8259中断控制器、8355可编程并行接口芯片和数码管、电位器和ACD0809设计一个简易电压表，编写相应的程序，使电压表能够正常运行，3位数码管显示电位器的电压，精确度要求小数点两位。基本任务：软件查询的方式获取A/D转换结束信息附加任务：中断的方式获取A/D转换结束信息二、设计原理 (1)ADC0809芯片 ADC0809 是逐次逼近型A/D转换器具有较好的精度和速度其采集结果为8位二进制数每采集一次即转换一次需要100us。程序可以采用延迟、EOC结束信号查询、中断查询的方式来读取转换结果。在用中断方式时A/D转换结束后会自动产生EOC信号将其与8259的中断输入端相接即可。电压模拟量可由实验箱上的电位器提供电压范围05v，其经ADC0809转换得到的数字范围为0255。引脚功能：ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装IN0IN7：8路模拟量输入端。 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START： AD转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基准电压。 Vcc：电源，单一5V。 GND：地。工作过程：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 AD转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到AD转换完成，EOC变为高电平，指示AD转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。(2)可编程中断控制器8259A8259A是一种可编程序中断控制器与8088/88兼容。能处理8级向量优先权中断，亦可以通过级联构成64级向量优先权中断系统。具有可编程控制中断方式，并能分别屏蔽各个中断请求。通过4个初始化命令字(ICW1ICW4)及3个操作命令字(OCW1OCW3)使用该中断控制器。本实验中用8259A来接收AD转换器发出的转换结束信号EOC，从而进行把8位二进制数到电平的转换并显示到数码管。初始化命令字的设置过程 (3)并行接口8255A8255A是可编程的通用并行输入/输出接口芯片，其内部有3个8位的输入/输出端口，即A口、B口、C口。C口高4位配合A端口使用，低4位配合B端口使用。8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。本实验中用8255A的A端口作为数据输出端口B端口也作为输出端口输出位选信号，确定哪一个数码管显示。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8255A控制字格式：（a）工作方式控制字 （b）c口按位置位/复位控制字(4)数码管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。三、硬件电路图及接线说明硬件见附。接线说明：1、8255A的片选信号端口接到CS7端口地址为09000H09FFFH，A、B端口均作为输出端口，将其PA0PA7引脚接至数码管数码显示管的ag以及小数点dp。PC0PB2作为位选信号接数码管位选引脚。 2、8259A的片选信号端口接到CS6,端口地址为0A000H0AFFFH。IR0端接ADC0809的EOC端。 3、ADC0809 的片选信号端口接到CS8,端口地址为08000H08FFFH。IN0引脚接到电位器，从而产生05v电压。四、软件工作流程图五、程序设计代码及分析1、源代码MODE EQU 082H ;10000010H，方式0，A和C输出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 ;上升沿触发，单片8259A，需要ICW4ICW2 EQU 08H ;中断类型号为40HICW4 EQU 00001001B ;正常全嵌套，非自动EOI，工作在8086/8088方式OCW1 EQU 11111110B ;IR1-IR7上的中断请求被屏蔽，只响应INT0中断CS8259A EQU 0A000H CS8259B EQU 0A001HDATA SEGMENTNUM DB 3 DUP(?) ;开辟三个空间的缓存LEDMAP: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;数码管显示0到9的字型代码 DB 7FH,6FHLEDDMAP: DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87HDB 0FFH,0EFH ;包括小数点的显示DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA DELAY PROC NEAR ;延时子程序 PUSH BX PUSH CX MOV BX,0 MOV CX,100A1: INC BX LOOP A1 POP CX POP BX RET DELAY ENDPIENTER PROC NEAR ;中断服务程序 PUSH AX PUSH DX MOV DX,CS0809 ;0809端口地址 IN AL,DX ;读入结果LED: ;转换为原始电压值显示程序 MOV BL,0C4H ;乘以5/256*10000=196 MUL BL ;AX=AL*BL，得16位结果 MOV BX,0001H MUL BX ;将AX扩展为32位，结果在DX：AX中 MOV BX,64H ;100 DIV BX ;DX：AX/BX，得32位，商在AX中，余数在DX中 DIV BL ;AX/BL，得16位，商在AL中，余数在AH中 MOV SI,AL ;整数部分，结果放进NUM MOV SI,OFFSET NUM ;段码地址,指向七段码表 MOV AL,AH MOV AH,00H MOV BL,0AH DIV BL;再除10 MOV SI+1,AL ;AL中为小数点后第一位 MOV SI+2,AH ;AH中为小数点后第二位 MOV AL,SI MOV DI,OFFSET LEDDMAP;段码地址,查表,显示第一位包括小数点 MOV AH,0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,11111011B OUT DX,AL ;选通第一位数码管，整数位 CALL DELAYMOV 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,11111101B OUT DX,AL ;选通第二位数码管，小数点后第二位 CALL DELAY MOV AL,SI+2 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 ;选通第三位数码管，小数点后第二位 CALL DELAY MOV DX,CS0809 MOV AL,0 OUT DX,AL MOV DX,CS8259A XOR AX,AX ;AX置零 MOV AL,20H ;中断服务程序结束指令 OUT DX,AL POP DX POP AX IRETIENTER ENDPIINIT PROC NEAR ;初始化8259A MOV DX,CS8259A ;偶地址 MOV AL,ICW1 ;00010011B，上升沿触发，单片8259A，需要ICW4 OUT DX,AL ;写ICW1用偶地址 MOV DX,CS8259B ;奇地址 MOV AL,ICW2 ;中断源IR0-IR7，中断类型号为40H-47H OUT DX,AL ;写ICW2用奇地址 MOV AL,ICW4 ;正常全嵌套，非自动EOI，工作在8086/8088方式 OUT DX,AL ;写ICW4用奇地址 MOV AL,OCW1 ;11111110B，IR1-IR7上的中断请求被屏蔽，只响应INT0中断 OUT DX,AL ;写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 ;输出8255控制字到命令口 CLI ;屏蔽外部中断 CALL IINIT ;调用初始化8259A MOV AX,0 ;初始化中断向量表 MOV ES,AX MOV DI,4*ICW2 ;中断号 LEA AX,IENTER ;设置中断入口地址 （灯的显示） STOSW MOV BX,AX MOV AX,SEGIENTER STOSW MOV SI,OFFSETNUM ;代码段地址为0 MOV AL,0 ;初始值为0 MOV DX,CS0809 OUT DX,AL ;启动模/数转换芯片 STI ;将处理器标志寄存器中断标志置1，允许中断LP: NOP ;短暂延时程序，等待中断 JMP LPCODE ENDS END START 2、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。3、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，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。4、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，在中断服务程序里读取转换结果。5、将模拟量转化为数字量：因为05V的电平用0255表示所以把转换后的值5/256*10000将电压值转换为实际值的10000倍以确保精度。将所的结果相减，除以100商放入AX，把余数放在DX。将AX中的值再除以100，商放入AL中，余数放在AH 中。这样AL中的值就是整数部分的值将AH中的值除以10商放入AL中即为第一位小数，余数放入AH中，为第二位小数。若还想得到第四第五位小数可以用DX中的值再进行计算。 6、通过8255A输出在三位LED数码管上，程序如下：（后两位同理） MOV AL,SI MOV DI,OFFSET LEDDMAP ;段码地址,查表,显示第一位包括小数点 MOV AH,0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTC ;位选 MOV AL,00000100B OUT DX,AL ;选通第一位数码管，整数位 CALL DELAYMOV 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,11111101B OUT DX,AL ;选通第二位数码管，小数点后第二位 CALL DELAY MOV AL,SI+2 MOV DI,OFFSET LEDMAP MOV AH, 0 ADD DI,AX MOV AL,DI MOV DX,PORTA OUT DX