4894533394《微机原理与接口技术》课程设计报告

1、 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 i 微机原理与接口技术课程设计报告 题目： 压力测控系统的设计1 学院： 物流工程学院 专业班级： 学号： 姓名： 起止时间 指导教师： 2015 年 1 月 30 日 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 ii 摘 要 微机原理与接口技术课程是理工科学生一门重要的专业课程，且实践 性较强。对于测控技术与仪器专业的学生尤其重要。此课程的课程设计是对学 生的一种基本素质训练的较好形式，可以通过课程设计加强学生的实践能力、 动手能力和学习能力。 将所学的理论知识和实际情况结合起来，从而制定了压力测控系统的设计 1 这一题目。如今经济的

2、飞速发展使得城市的建设逐渐走向科学化、智能化。 其中各种功能的融合整合，现在成为技术发展的主流趋势。压力测控系统是工 业生产过程自动化中的重要测量设备，可以用来测量压力、液位等工程参数。 本文介绍了一种基于 8086 微处理器的压力测控系统，系统操作简便、自动化程 度高、扩展方便且具有良好的人机交互能力。该系统通过实验，取得了较为满 意的控制效果。可应用在一些精度要求不太高的系统中。为了降低成本，在满 足性能的要求下，选择低成本器件，简化系统设计。 关键字：8086 处理器 8255 接口 a/d 转换器 压力传感器 led 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 iii abstr

3、act microcomputer principle and interface technology course is an important professional course in science and engineering students, and strong practicality， is especially important for measurement and control technology and instrument specialty students. the course of curriculum design is a kind of

4、 basic quality training of students is better form, can through the curriculum design to strengthen the students practical ability, practical ability and learning ability. combine learning theoretical knowledge and actual situation, thus make the pressure measurement and control system design. 1 thi

5、s topic. the rapid economic development of today makes scientific, intelligent construction of city gradually. integrated with various features of fusion, now become the mainstream of technology development trend. pressure measurement and control system is an important measurement in industrial prod

6、uction process automation equipment, can be used to measure pressure, liquid level of engineering parameters. this paper introduces a kind of pressure measurement and control system based on 8086 microprocessor, system operation is simple, high degree of automation, extension, convenient and has a g

7、ood ability of human-computer interaction. through the experiment, the system achieved a relatively satisfactory control effect. can be used in some accuracy requirement is not too high in the system. in order to reduce costs, to meet the request of the performance, choose low cost devices, simplify

8、 system design. key words: a/d converter 8086 processor 8255 interface pressure sensor led 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 iv 目 录 一、课程设计名称及方案总体介绍一、课程设计名称及方案总体介绍.1 1、课题名称： .1 2、设计要求 .1 3、方案介绍 .1 二、课程设计所需设备二、课程设计所需设备.1 三、系统主要原件功能与原理介绍三、系统主要原件功能与原理介绍.2 1、8086 cpu 主控芯片介绍.2 1.1总括.2 1.2片选区域介绍.2 2、压力测量和频率发生电路 .3

9、21压力测量等效电路.3 22频率发生电路.3 3 、adc0809 模数转换模块 .4 4 、8279 显示模块.5 5 、8255 执行模块.6 四、系统软件设计及系统程序四、系统软件设计及系统程序.7 1、系统设计框图 .7 2、软件程序设计 .8 3、系统原理图及接线 .9 4、系统程序 .9 五、系统调试五、系统调试.13 1、小于 30pa.13 2、中间 .13 3、大于 150pa.14 六、课程设计体会总结六、课程设计体会总结.15 七、参考文献七、参考文献.16 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 1 一、课程设计名称及方案总体介绍一、课程设计名称及方案总体介

10、绍 1、课题名称：、课题名称： 压力测控系统的设计 1 2、设计要求、设计要求 对压力传感器的信号进行检测并在 led 数码显示器上显示压力值，当压力 低于 30pa 时，黄灯闪烁，闪烁周期为 1 秒。当压力高于 150pa 时，红灯闪烁。 led 的显示内容为 p=xxx。xxx 为测试值。 3、方案介绍、方案介绍 由于本实验箱提供的压力传感器的灵敏度效果不是很理想，所以采用 05v 模拟电压替代。利用 adc0809 进行 a/d 转换，将传感器输出(05v)模拟 量转化成 8 位并行输出的数字量，并送入 8086cpu 进行处理（5v 对应的模拟量 是 11111111b=255d） 。

11、cpu 通过数值计算（00h 对应的是 0 pa ，ffh 对应的 是 200 pa） ，转换成实际的压力值，并利用 8279 进行数码管显示。ad 转化采样 过程一直进行，当检测到压力值低于 30 pa 时，调用相应的黄灯闪烁程序，黄 灯闪烁；当检测到压力值高于 150 pa 时，调用相应的红灯闪烁程序，红灯闪烁； 处于两者中间时，调用全灭程序，两灯都灭。 灯闪烁程序采用 8255 间断输出高低电平实现,间隔为 1s。 二、课程设计所需设备二、课程设计所需设备 star 系列实验仪一套 pc 机一台 导线若干 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 2 三、系统主要原件功能与原理介

12、绍三、系统主要原件功能与原理介绍 1、8086 cpu 主控芯片介绍主控芯片介绍 1.1 总括总括 本系统的主控芯片是 intel 公司 的 8086 cpu，8086 cpu 的主时钟频率 为 5mhz，有 16 位数据总线和 20 位地址 总线。主要由总线接口部件 blu 和指令 执行部件 eu 构成。 1.2 片选区域介绍片选区域介绍 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 3 上图是 8086 的片选电路，由三片 74273 和一片 74154 组成。主要用于控 制辅助芯片的作用和停止。 80868086 片选地址：片选地址： 2、压力测量和频率发生电路、压力测量和频率发生电

13、路 21 压力测量等效电路压力测量等效电路 我们采用 d2 区的 05v 模拟电压模块构成压力测量部分。 22 频率发生电路频率发生电路 adc0809 时钟信号为 500k，供采样计时；8279 时钟信号为 2m。 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 4 3 、adc0809 模数转换模块模数转换模块 adc0809 是 cmos 单片型逐次逼近式 a/d 转换器，有 8 路 8 位的转换器，转 换时间为 100us，输入电压范围 0+5v。本实验只用到 in0 来接收温度传感器输 出的模拟量，所以将 add a、add b、add c 全部置低电平，时钟脉冲接 500khz。

14、 adc0809 的并行数据输出 8086 的数据总线相连，传输采样数据到 cpu，cpu 对 采样的数据进行处理。 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 5 4 、8279 显示模块显示模块 8279 可编程的键盘、显示接口芯片。它既具有按键处理功能，又具有自 动显示。8279 内部有键盘 fifo（先进先出堆栈）/传感器，双重功能 8*8=64b ram。内置键盘获取函数 getbcdkey 和数码管显示函数 display 可供直接调用。 该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。显示 ram 容量为 16*8，即显示 器最大配置可达 16 位 led 数码显示。本实验主要运用

15、其显示功能，显示三位 的压力值。 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 6 8279 的数据口 d0d7 与 cpu 的数据总线相连接，用于接收数据，显示。 5 、8255 执行模块执行模块 8255 是 intel 系列微处理器配套使用的可编程并行接口芯片。具有 3 个 并行输入输出口。本实验用到 pc0、pc1 分别控制黄灯和红灯。本实验需将 pc 口设置在输出的模式下。低电平点亮，延时一段时间，再高电平熄灭，完成闪 烁的要求。8255 的数据口 d0d7 与 cpu 的数据（控制）总线相连接， 用于控 制字及计数初值的写入。 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1

16、7 四、系统软件设计及系统程序四、系统软件设计及系统程序 1、系统设计框图、系统设计框图 模数转换单元 adc0809 cpu 中央处理 器 8086 8086 并行接口芯片 8255 大于 150pa 红灯闪烁 （pc1 口交替输出高低 电平，间隔 1s） 小于 30pa 黄灯闪烁 (pc0 口交替输出高低 电平，间隔 1s) 三位数码管显 示（个、十、 百） 数码管显示芯 片（8279） 30pa150pa 黄、红 灯灭 ，(pc0、pc1) 均输出高电平 压力传感器 (0-5v 电压) 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 8 2、软件程序设计、软件程序设计 开始 8255

17、初始化 adc0809 采样程序 采样 50 次取平均 采样值=显示值？ yes no 显示比较程序 显示比较程序 开始 xxx paxxx150paxxx30 paxxxpa15030 黄灯闪烁红灯闪烁都不亮 8279 显示 采样值40 / 51 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 9 3、系统原理图及接线、系统原理图及接线 接线说明 b4区：cs，a0，a1 (8255)a3区：cs2，a0，a1(cpu) b4区：pc0、pc1g5区：led2(黄)，led3（红） e5区：cs,a0(8279)a3区：cs5,a0 e5区：clkb2区：2m e5区：b,cg5区：b,c

18、 g4区：clk (adc0809)b2区：500k g4区：csa3区：cs1 g4区：adda、addb、addcc1区：gnd g4区：in0d2区：05v 4、系统程序、系统程序 .model tiny ;.com 文件的内存模型是tiny , 微型模 式 extrn display8:near ;外部程序（8279 显示程序）头文件包含 ar_89 equ 0f000h ;adc0809 输出端口地址，片选 cs1 c_a_55 equ 0e003h ;8255 控制端口地址，片选 cs2 pc_ar equ 0e002h ;8255pc 口数据线地址 .stack 100 ;堆栈段

19、，100 个存储空间 .data ;数据段开始 br db 8 dup(?) ;八位数码管地址 temp db 0 ;当前压力值 .code ;代码段 start: mov ax,data ;数据段首地址赋给 ax mov ds,ax ;填满数据段寄存器 nop ;停顿一下 call init_8255 ;调用 8255 初始化程序 xor al,al ;adc0809 采样值清零 jmp start5 ;跳到 start5 start1: mov cx,50 ;设定采样 50 次 mov bx,0 ;累计五十次采样值的和 start2: call ad0809 ;采样函数调用 xor ah,

20、ah ;清高位 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 10 add bx,ax ;采样值加到 bx 中 loop start2 ;重复执行 start2 50 次 mov ax,50 ;除数，求平均 xchg ax,bx ;把，被除数给 ax,除数给 bl div bl ;商（均值）存放在 al 中 cmp al,temp ;采样值与当前采样值比较 jz start4 ;如果采样值无变化，跳转到 start4，先 比较显示再重新采样 start5: mov temp,al ;采样值有变化，把采样值赋给当前采样值 (未转换) call dte_dpy ;调用显示函数 start3:

21、call dltime ;调用段延时程序，等待下一次采样 jmp start1 ;跳回采样程序开头，开始第二次采样 start4: call dte_dpy ;调用显示函数，先比较显示 jmp start3 ;跳回 start3 ;*数码管显示* dte_dpy proc near ;分别提取数字量个、十、百放暂存区 mov bl,40 ;5v 对应 200pa mul bl ;albl，结果存放于 ax mov bl,51 ;除数为 51，模拟量 5v 对于数字 11111111b=255d div bl ;对采样值进行乘上 40 除 51 转为压力值， 商保存在 al 中 cmp al,1

22、eh ;采样值与 30 比较 jbe yellow ;小于 30，转 yellow cmp al,96h ;大于等于 30，采样值与 150 比较 jae red ;大于 150，转 red jmp center ;大于等于 30，小于等于 150，转 center start6: aam ;al/10 商放 ah(高两位),余数放 al(个位) mov br ,al ;个位 mov al,ah ;商重新放入 al aam ;ah(百位),al（十位） mov br +1,al ;十位显示 mov br +2,ah ;百位显示 mov br +3,10h ;高 5 位不显示，赋值 16d,则清

23、零，数码 管最大显示 f(15d) mov br +4,10h ;消隐 mov br+5,10h ;消隐 mov br+6,10h ;消隐 mov br+7,10h ;消隐 lea si,br ;显示缓存 buffer 偏移地址给 si call display8 ;调用相应的外部显示函数，显示各个数码 管的数值 ret ;返回 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 11 dte_dpy endp ;dte_dpy 过程 结束 ;*adc0809 采样程序* ad0809 proc near ;adc0809 模数转换，转换值放入 al 中， 最大为 ffh push cx ;保护

24、原有的 cx （采样次数 50） mov al,0 ;清零当前转换值 mov dx,ar_89 ;adc0809 输出端口地址赋给 dx out dx,al ;adc0809 输出清零 mov cx,200 ;模数转换，时间，延时标志 loop $ ;延时,等待 ad 转换完成 ，待 cx 减为 0 时， 结束循环 mov dx,ar_89 ;adc0809 输出端口地址赋给 dx in al,dx ;将转换后的值存入 al pop cx ;弹出保护的 cx ret ;返回 ad0809 endp ;ad0809 进过程结束 ;*黄灯闪烁程序* yellow : ;黄灯闪烁程序 push ax

25、 ;保护采样值 ax mov dx,pc_ar ;8255_c 口数据地址 mov al,0feh ;11111110b out dx,al ;写数据，pc0 接黄灯，输出低电平,黄灯 亮 call dl1s ;灯亮延时 1s mov al,0ffh ;11111111b out dx,al ;写数据，pc0 接黄灯，输出高电平，黄灯 灭 call dl1s ;灯灭延时 1s pop ax ;弹出保护的采样值 ax jmp start6 ;跳回显示程序 ;*红灯闪烁程序* red: ;红灯闪烁程序 push ax ;保护采样值 ax mov dx,pc_ar ;8255c 口数据地址 mov

26、al,0fdh ;11111101b out dx,al ;写数据，pc1 接红灯，输出低电平，红灯 亮 call dl1s ;灯亮延时 1s mov al,0ffh ;11111111b out dx,al ;写数据，pc1 接红灯，输出高电平，红灯 灭 call dl1s ;灯灭延时 1s pop ax ;弹出保护的采样值 ax jmp start6 ;跳回显示程序 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 12 ;*红绿灭程序* center: ;灯全灭程序 push ax ;保护采样值 ax mov dx,pc_ar ;8255c 口数据地址 mov al,0ffh ;1111

27、1111b，c 抠均输出高电平 out dx,al ;写数据，pc0、pc1 输出均高电平，灯全 灭 pop ax ;弹出保护的采样值 ax jmp start6 ;跳回显示程序 ;*短延时程序* dltime proc near ;短延时程序，近过程 ，供采样间隔 push cx ;保护原有的 cx （采样次数 50） mov cx,5000 ;对应 8086 主频，5000 个周期，为 250ms loop $ ;循环，无操作 pop cx ;弹出保护的 cx ret ;返回 dltime endp ;延时程序 dltime 结束过程 ;*延时 500ms 程序* dl500ms proc

28、 near ;500ms 延时程序 ，近过程 push cx ;保护原有的 cx （采样次数 50） mov cx,60000 ;循环次数 dl500ms1: loop dl500ms1 ;循环 dl500ms1 60000 次 pop cx ;弹出保护的 cx ret ;返回 dl500ms endp ;500ms 延时程序 结束过程 ;*延时 1s 程序* dl1s proc near ;1s 延时程序 ，近过程 push cx ;保护原有的 cx （采样次数 50） mov cx,2 ;循环次数 dl1s1: call dl500ms ;调用 500ms 延时程序 dl500ms loo

29、p dl1s1 ;循环 dl1s1 2 次 pop cx ;弹出保护的 cx ret ;返回 dl1s endp ;1s 延时程序 结束过程 ;*8255 初始化程序* init_8255 proc near ;8255 初始化程序 ,近过程 mov dx,c_a_55 ;8255 初始化 mov al,80h ;控制字，方式 0，pa、pb、pc 均为输出 out dx,al ;写控制字 mov dx,pc_ar ;8255pc 口数据地址 mov al,0ffh ;al8 位均置 1，输出高电平，灯灭 out dx,al ;写 pc 口输出状态 ret ;返回 init_8255 endp

30、 ;8255 初始化程序 ,结束过程 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 13 end start ;结束 start 程序 五、系统调试五、系统调试 1 1、小于、小于 30pa30pa 压力值在 030pa 时，数码管后三位实时显示测量值，黄灯闪烁。 2 2、中间、中间 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 14 压力值在 30150pa 时，数码管后三位实时显示测量值，黄、红灯均熄灭。 3 3、大于、大于 150pa150pa 压力值在 150200pa 时，数码管后三位实时显示测量值，红灯闪烁。 微机原理与接口技术课程设计压力测控系统的设计 1 15 六、课程

31、设计体会总结六、课程设计体会总结 回顾起这两周的课程设计，我感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里， 可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以 前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课 程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的， 只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社 会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇 到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。在近两周的课 程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的 检测调试环节，以保程序的正确。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇 到了很多问题，经过我们认真的反复修改，才得到正确的程序。 我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在 各种其它能力上也都有了提高。更重要