基于8086的数字电压表设计

1、jiangsuuniversityofscienceandtechnology微机原理与接口技术课程设计姓名：叶阳学号：0945531210班级：09电信2班专业：电子信息工程学院：电气与信息工程学院江苏科技大学张家港校区2012年6月1 .理论部分31.1 课题要求与内容31.2 系统方案设计41.2.1 实验器材41.2.2 实验总体框图：41.3 系统硬件设计51.3.1 所用芯片及原理简介：51.3.2 分部原理图片：91.4 系统软件设计111.4.1 A/D转换部分1.11.4.2 8254和8259模块1.21.4.3 中断程序1.32 .实践部分142.1 系统硬件原理简介14

2、2.2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施152.2.1 8254计数器模块1.52.2.2 0809AD转换及8255显示模块1.52.3 系统软件162.3.1 软件设计1.63 .课程设计心得21224 .附录基于8086的数字电压表设计摘要：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，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。关键字：数字电压表，0809，8255，8259，数码管1 .理论部分1.1 课

3、题要求与内容课题：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信号。1.2 系统方案设计1.2.1 实验器材表1实验器件实验器材名称数量备注PC机台唐都实验箱日使用的芯片0809一片8255一片8254一片8259一片1.2.2 实验总体框图: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

4、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上ADC0809的主要技术指标为：单电源：+5V ;转换时间：取决于时钟频率时钟频率范围：分辨率：8位；总的不可调误差：±1LSB;模拟输入范围：单极性05V10KHz1280KHzA/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）并行接口芯片82558255A的引脚图如下图所示：15*小4Mih7.MH39*HENJ3litJI号*12初143*13N.苗2&

5、#174;1731IN工，1手J*21图38255A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）定时计数芯片8254:8254芯片的引脚图如下图所示：D7d114JVCQ?5V1D6匚2231WH05

6、匚322RDD4C421C5m匚S20AlD2匚怡嘉IQJAO”1匚70IXCLIOJO匚X17JOUT2CI.KO匚9L6GA7K2oirro匚1015CLK1GATE。L.H143GATE!(JND匚1213JOUTi图48254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: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

7、式4)中断控制芯片8259A8259A的引脚图如下图所示:DIPm匚口"5H而二2八3inFa%匚;nrir¥%匚5*3MS%匕nmsU.匚孑IH4%它AIM3与匚净蹈1*?5匚10n照，/匚VT>«nmo七段胃口口17IIMTCfi.51QJ10舒/E6NG14CAS?图58259A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

8、总线控制器的控制下，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数码管:表2：共阴极数码管字形代码显示字形gfedcba段码001111113fh1000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fh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分部原理图片:|nJ 聂1壬 a - rF .1,11H-心皿.工上I 1X03 L

9、 MJ -JJ .LU 印I TS7 fcJJ AWA JUMJIP AnneUJF*- OE2E3PiA/D转换模块0809:图6A/D转换模块并行接口模块8255: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:图9设置中断模块82591.4系统软件设计1.4.1 A/D转换部分图10A/D模数转换部分1.4.28254和8259模块图118254和8259部分1.4.3中断程序开始关中断初始化PCI_INTCSR替换INTR中断矢量计数是否完，是图12中断部分2 .实践部分2.1 系统硬件原理简介硬件设计总图如下图：I3TRH13XJ吐rn

10、-vn00注疗rllJIEICY24-0u国3皿触外口nummsoilH3UE1叮TO50T2AJCI©，JT1*:1ItEammDJDtwnTTry8虬uf'lKW9JJ3D：!-i71-tHEFIPmHrpvICKEJl.mFElti!:v322-254nJ-22-图13硬件原理总图2.2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施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。

11、2.2.2 0809AD转换及8255显示模块然后我们尝试用以前微机接口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，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00FF的电压变化。2.3 系统软件2.3.1 软件设计程序如下：IOY0EQU3000H;片选IOY0对应的端口始地址IOY1EQU3040H;片选IOY0对应的端口始地址AD0809EQUIOY1;AD0809的端口地址MY8255_AEQUIOY0+00H*4;8255的A口地址MY8255_BEQUIOY0+01

12、H*4;8255的B口地址MY8255_CEQUIOY0+02H*4;8255的C口地址MY8255_MODEEQUIOY0+03H*4;8255的控制寄存器地址IOY2EQU3080H;片选IOY0对应的端口始地址MY8254_COUNT0EQUIOY2+00H*4;8254计数器0端口地址MY8254_COUNT1EQUIOY2+01H*4;8254计数器1端口地址MY8254_COUNT2EQUIOY2+02H*4;8254计数器2端口地址MY8254_MODEEQUIOY2+03H*4;8254控制寄存器端口地址IOY3EQU30C0H;片选IOY0对应的端口始地址MY8259_ICW

13、1EQUIOY3+00H;实验系统中8259的ICW1端口地址MY8259_ICW2EQUIOY3+04H;实验系统中8259的ICW2端口地址MY8259_ICW3EQUIOY3+04H;实验系统中8259的ICW3端口地址MY8259_ICW4EQUIOY3+04H;实验系统中8259的ICW4端口地址MY8259_OCW1EQUIOY3+04H;实验系统中8259的OCW1端口地址MY8259_OCW2EQUIOY3+00H;实验系统中8259的OCW2端口地址MY8259_OCW3EQUIOY3+00H;实验系统中8259的OCW3端口地址INTR_IVADDEQU01C8H;INTR

14、对应的中断矢量地址INTR_OCW1EQU0A1H;INTR对应PC机内部8259的OCW1地址INTR_OCW2EQU0A0H;INTR对应PC机内部8259的OCW2地址INTR_IMEQU0FBH;INTR对应的中断屏蔽字STACK1SEGMENTSTACKDB256DUP(?)STACK1ENDSDATASEGMENTDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HCUNDB256DUP(?)MESDB'Pressnumbertosetinterrupttime!',0AH,0DH,0AH

15、,0DH,'$'STR1DB'AD0809:IN0$'定义显示的字符串BUFFEDB2DUP(?); 保存INTR 原中断处理程序入口段地址的变量;保存INTR 原中断处理程序入口偏移地址的变量;保存INTR 原中断屏蔽字的变量CS_BAKDW?IP_BAKDW?IM_BAKDB?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVSI,OFFSETCUNCALLMY_8259CALLMY_8254CALLMY_0809QUERY:CALLDISPLAY1MOVAH,1INT16H

16、;判断是否有按键按下JNZQUIT;有按键则退出MOVDX,MY8259_OCW3MOVAL,0CHOUTDX,AL;向8259的OCW3发送查询命令INAL,DX;读出查询字TESTAL,80H;判断中断是否已响应JZQUERYCALLMY_8254CALLMY_0809CALLDISPLAY1CALLMY_8259JMPQUERY;没有响应则继续查询QUIT:MOVAX,4C00H;结束程序退出; 初始化8254 工作方式;计数器2 ，方式 3; 装入计数初值;100 分频;初始化 8254 工作方式INT21H;*8254*.*MY_8254PROCNEARMOVDX,MY8254_MO

17、DEMOVAL,0B6HOUTDX,ALMOVDX,MY8254_COUNT2MOVAL,64HOUTDX,ALMOVAL,00HOUTDX,ALMOVDX,MY8254_MODE;计数器 0 ，方式 3;装入计数初值;18432 分频;初始化 8254 工作方式;计数器 1 ，方式 0MOVAL,36HOUTDX,ALMOVDX,MY8254_COUNT0MOVAL,00HOUTDX,ALMOVAL,48HOUTDX,ALMOVDX,MY8254_MODEMOVAL,74HOUTDX,ALMOVAH,09HMOVDX,OFFSETMESINT21HMOVAH,01HINT21HSUBAL,3

18、0HMOVBL,0AHMULBLMOVSI,ALMOVAH,01HINT21HSUBAL,30HMOVBL,SIADDAL,BLMOVDX,MY8254_COUNT1;装入计数初值;MOVAL,02H;计数2秒OUTDX,ALMOVAL,00HOUTDX,ALRETMY_8254ENDP;*8259*;MY_8259PROCNEARMOVDX,MY8259_ICW1;初始化实验系统中8259的ICW1MOVAL,13H;边沿触发、单片8259、需要ICW4OUTDX,ALMOVDX,MY8259_ICW2;初始化实验系统中8259的ICW2MOVAL,08HOUTDX,ALMOVDX,MY82

19、59_ICW4;初始化实验系统中8259的ICW4MOVAL,01H;非自动结束EOIOUTDX,AL; 初始化实验系统中 8259 的 OCW1;打开 IR0 和 IR1 的屏蔽位MOVDX,MY8259_OCW1MOVAL,0FCHOUTDX,ALRETMY_8259ENDP0809*FUNCTION:NAME:*MY_0809PROCNEARPUSHDXPUSHCXPUSHAXMOVDX,AD0809OUTDX,ALCALLDALLYMOVDX,OFFSETSTR1MOVAH,9INT21HMOVDX,AD0809INAL,DXMOVCH,ALANDAL,0F0HMOVCL,04HSHR

20、AL,CLMOVBUFFE,ALCMPAL,09HJGA1ADDAL,30HJMPA2A1:ADDAL,37HA2:MOVDL,ALMOVAH,02HINT21H;采样;启动A/D转换;显示字符串AD0809:IN0;读A/D转换结果;分析结果进行显示;取出数据的十位;对AF的处理对09的处理MOVAL,BUFFEMOVBX,OFFSETDATAXLATMOVSI,ALMOVAL,CHANDAL,0FH;取出数据的各位MOVBUFFE,ALCMPAL,09HJGA3ADDAL,30H;对AF的处理对09的处理JMPA4A3:ADDAL,37HA4:MOVDL,ALMOVAH,02HINT21HMOVAL,BUFFEMOVBX,OFFSETDATAXLATINCSIMOVSI,ALPOPAXPOPCXPOPDXRETMY_0809ENDP;*DISPLAY1*;DISPLAY1PROCNEARPUSHAXPUSHDXMOVDX,MY8255_MODE;初始化8255工作方式MOVAL,81H;方式0，A口、B口输出，C口低4位输入OUTDX,ALMOVAL,SIMOVD