基于8086的温度采集系统软硬件设计

1、目 录第一章 温度采集系统软硬件设计任务31.1 设计内容及要求31.2 课程设计的要求3第二章 总体设计方案42.1 设计思想4 2.2 总体设框图4第三章 硬件设计5 3.1 硬件设计概要53.1.1 8088主控模块5 3.1.2 并行接口模块63.1.3 a/d转换模块9 3.1.4 显示模块103.3 硬件电路设计系统原理图11第四章 软件设计124.1 程序流程图124.2 源程序及其说明14第五章 收获、体会17参考文献18 第一章 温度采集系统软硬件设计1.1实验目的为了实现计算机对生产过程及对象的控制，需要将对象的各种测量参数按照要求转换成数字信号送入计算机。经计算机运算处理

2、后再再转换成适合于对生产过程进行控制的量。所以在危机和生产过程之间，必须设置信息的变换和传递通道。而我们所做的模拟输入通道，主要功能就是随时间变化的模拟输入信号变成数字信号送入计算机，主要由ad590温度传感器，8088cpu,8255a, a/d转换器和led显示器等组成。本实验通过设计一个微机控制的温度采集系统，旨在使学生能做到以下几点：1了解微机控制的温度采集系统软硬件设计原理和方法。2进一步掌握并行接口芯片和模数转换的工作原理与使用方法。1.2实验设备l8088系列微机一台 2微机硬件实验平台。 3定时/计数器、并行接口芯片 4. adc0809 5. 8255并口控制器1.3实验内容

3、及要求以8088 cpu 为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位led显示器上显示当前温度。本设计所用器件主要有传感器，a/d转换器，8088cpu，可编程并行接口8255，led显示器等。首先传感器把所测的温度转换为电压，输入a/d转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过cpu在led上显示出来。本设计共分以下几个模块：8088主控模块、a/d转换模块、并行接口模块、显示模块。1.4 模块分工 黄少潇负责主控8088模块，裴旭负责并行接口模块，郭福负责a/d转换模块，赵大庆负责显示模块。第二章 总体设计方案2.1 设计思想 在许多传统行业中，多路高温度采集系统是不

4、可或缺的。电厂，石化行业及制药厂等企业生产过程中，普遍存在着需要进行温度测量的场合。因为温度是生产过程和科学实验中普遍且重要的物理参数。在工业生产中，为了高效生产，必须对生产过程的主要参数，如温度，压力，速度等进行有效的检测并控制。其中温度检测在生产过程中占有相当大的比例。 而我们所做的课题正是以8088cpu为核心设计一个温度巡回监测系统（a/d采用adc0809）.系统可实现温度信号的采集，在3位led显示器上显示当前的温度。经标度变换后送led显示器显示，只进行一路采集。 该系统主要用于温度检测，并在led上显示当前的温度值。当温度信号改变时，led显示的值也随之改变。2.2 原理框图温

5、度传感器led显示 8088控制器并行接口8255adc0809图 2.2 原理框图第三章 硬件设计3.1 硬件设计概要系统的主要功能是实现温度信号的采集，在3位led显示器上显示当前的温度。模拟现场一个点的温度巡回检测，温度范围0-51摄氏度。3.1.1 8088主控模块（1）8088的功能简介： intel8088cpu准是16位微处理器，它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77mhz，地址总线为20位，可使用1mb内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位。8088为40条引线、双列直插式封装。它们的40条引线排列。

6、8088有最小组态（单微处理器组成的小系统）和最大组态（多处理器系统）两种工作模式，大部分引脚在两种组态下功能是一样的，只有8根引脚的名称及功能不同（24脚31脚）。（2）原理图设计图 3.1.1 8088电路原理图 （3）8088管脚连接介绍 1. d0d7数据线连接8255a接口芯片的pa0pa7口；2. a0,a1地址线连接8255a地址线a0,a1；3. a2a19通过逻辑器和8255a的cs连接； 4. ior,iow连接8255a的wr,rd； 5. reset连接8255a的reset； 6. clk接为标准的4.77mhz； 7. 8088为最小模式下。3.1.2 并行接口模块

7、(1)8255a的功能简介1. 8255a内部结构8255a芯片是一个采用nmos工艺制造的40引脚双列直插式（dip）封装组件。8255a有3个8位数据端口，即a口、b口及c口，它们都可以分别作为输入口或输出口使用；a组控制与b组控制；读写控制逻辑；数据总路线缓冲器。2. 8255a主要的外部引脚图3.1.2a8255a引脚图pa7pa0：a口的8条io线。8条线只能同时作为输入或输出，不能分开使用，可设置成双向口，也只有a口允许这样做。pb7pb0：b口的8条io线。不可以设置成双向口，其它和a口一样。pc7pc0：c口的8条io线。不可以设置成双向口，但它可以分拆为两组即高4位和低4位，

8、这两组可以任意设置为输入或输出。除了作为独立的io线外，c口还经常为a口、b口服务，配合a口、b口作联络线使用。a1、a0：端口地址选择信号。用于选择8255a的3个数据端口和一个控制口。当a1a0=00时，选择端口a；为01时，选择端口b；为10，选择端口c；为11时，选择控制口。3. 8255a工作方式方式0：基本的输入输出方式。a口、b口、c口都可以工作在些方式下。方式1：选通输入输出方式（应答方式）。a口、b口工作在此方式下。方式2：双向传输方式。只有a口可以工作在此方式下。4. 8255a方式控制字格式d7d6、d5d4d3d2d1d01a口a口c口高4位b口b口c口低4位00 方式

9、001 方式11x 方式20 输出1 输入0 输出1 输入0方式01方式10 输出1 输入0 输出1 输入 表 1(2)原理图设计图 3.1.2 b 8255a系统原理图（3）8255a管脚连接介绍8255a的d0d7接8088的d0d7；a口pa0pa7接三片八段led显示器； b口接adc0809的八个数据口。c口的pc0pc2作为三片led的片选。c口的pc5pc7和adc0809的ale start、enable、eoc相连。当eoc为高电平时表示转换完成，cpu可以从数据口读数据。cpu通过8255a给start一个正脉冲，是adc0809开始工作。protel原理图中用网络标号连接

10、。（4）8255a的各个口地址 图 3.1.2c 8255a地址由原理图图 3.1.1，图 3.1.2 b和图 3.1.2c可知： 8255a的pa口地址为：0000h；pb口地址为：0001h；pc口地址为：0002h；控制口地址为：0003h。3.1.3 a/d转换模块（1） adc0809的功能简介adc0809是美国国家半导体公司生产的cmos工艺8通道，8位逐次逼近式a/d转换器。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。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

11、。start上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 a/d转换，之后eoc输出信号变低，指示转换正在进行。直到a/d转换完成，eoc变为高电平，指示a/d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)原理图设计图 3.1.3 adc0809与系统连接原理图（3）adc管脚连接介绍in0连接传感器，为模拟信号输入端。add-a,add-b,add-c全部接地，表示选中模拟信号输入端in0。eoc接8255a的pc7，当eoc为高电平时表示转换完成，cpu可以从数据口读数据。(4) ad590传感器电路 图3.

12、1.4 ad590传感器连接电路此电路可以将温度传感器输出的电流值，经过调整可以得到100mv/。3.1.4 显示模块（1）8段led管脚原理图（2）8段led与8255a的连接led的ah分别与8255a的pa0pa7相连。采用共阴极连接方法。用8255a的pc0、pc1、pc2分别控制3片led的选通。3.2 总硬件设计图 图 3.2 系统总原理图第四章 软件设计4.1 程序流程图 程序的主要功能是负责温度的转化，读出处理并实现在led上实时显示。 （1） 总流程图 数据采集采集成功？量化编码转化为非压缩bcd码显示led结束yn （2） 数据采集程序流程图 启动转换读入eoc值eoc=1

13、?n y转换完成读入量化信号恢复初始化（3）温度显示程序流程图 取操作数码型转换 位选led取led对应段码led段码输出延时4.2 源程序与相应注解data segment buf1 db ？buf2 db ？buf3 db ？buf4 db ？led db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fhdata endscode segment assume cs:code ds:datainit_8255 proc near ;初始化8255 mov dx,0003h mov al,8ah out dx,al retinit_8255 endpstart:

14、 mov ax,seg data mov ds,ax mov si,offset data lea di,buf1 lea si,led call init_8255again: mov dx,0002h mov al,08h out dx,al mov al,00h out dx,al nop mov dx,0002hcaiji :in al,dx test al,80h jz caiji mov dx,0001h in al, dx ；从b口读入adc0809的8位二进制数 and ax,00ffh mov bl,5 ；将8位二进制数转换位模拟量，即电压 div bl imul bl ；

15、将模拟电压转换成相应温度，al中放的是商，ah放的是余数 mov buf1,ah ；将余数放入buf1中 mov buf2 ah add buf1,buf2 ；生成温度的小数位 and ax,00ffh div ax ,0ah ；此时al中放的是商，即十位，ah中放的是余数，即个位数 mov buf3,al mov buf4,ah l1: lea si ,led add si,buf3 ;找到高位相应led段码mov dx,0002h mov al,01h ;选通pc0口使第一个led显示高位段码out dx,almov dx,0000h; mov al,siout dx,al ;显示相应的段

16、码call delayl2: lea si, led ;让si回到首地址add si,buf4 ;找到个位相应led段码 mov dx,0002hmov al,02hout dx,almov dx,0000h ；显示相应的段码mov al,siadd al,80h ；驱动个位和小数点out dx,alcall delayl3: lea si, led ;让si回到首地址 add si,buf1mov dx,0002h mov al,04h out dx,al mov dx,0000h mov al,si out dx,al call delayl4: jmp caiji ;循环检测温度 exi

17、t:mov ah,4ch int 21hdelay proc near mov cx,1000delay1:loop delay1 repcode endsend start 第五章 收获、体会通过本次课程设计掌握了微机系统的开发步骤,可编程并行接口接口芯片8255a，adc0809和led的用法，掌握了汇编,程序的设计。本次设计需要熟练掌握汇编语言，熟悉可编程并行接口接口芯片8255a,adc0809,内部结构、外部引脚和功能，熟悉led显示器的结构及译码方式。在编程方面，由于刚刚接触汇编语言，对汇编语言的逻辑算法的指令不是非常熟悉，所以在编程当中遇到很大的困难。比如在从adc0809中获取的操作数，转换成相应的温度值。这里需要很巧的逻辑运算，而汇编语言不像c语言那样可以直接将表达式写入便可直接计算，汇编里的除法还需考虑余数，进位等问题。经过我们的讨论和验证，最