微机原理课程设计温度采集系统

1、一 内容摘要（一）、实验目的：通过设计一个数据采集系统，加深了对微机工作原理的理解，经过初步的应用设计，使书本知识转化成实践能力。由此得到以下目的：1熟悉微机系统的硬件设计方法；2掌握I/O的扩展方法；3熟悉模拟电路的一般设计方法；4掌握A/D芯片的性能和应用；5熟悉8088汇编语言的编程方法；6初步掌握汇编语言程序的调试；7. 应用Protel99画出电路图。（二）设计内容:以8088CPU系统为核心设计一个温度采集系统并在三位LED显示器上显示当前温度。（三）.设计要求: 1画出原理图；2说明工作原理；3编写程序；（四）工作原理1设计框图2.芯片清单及器件CPU8088 ADC0809 接

2、口芯片8255 温度传感器AD59074LS138译码器 74LS273段码锁存器 DM7407N 锁存器 晶振 运算放大器 数码管三个 电容电阻若干。3.部分器件功能说明（1） 温度传感器 温度是最普通最基本的物理量，用电测法测量温度时，首先要通过温度传感器将温度转换成电量，温度传感器有好多种方式，这里选择AD590，它是一种半导体感受式的，由测温电阻、二极管和集成电路器件组成。 AD590是一种单片集成的两端式温度敏感电流源，它有金属壳，小型的扁平封装芯片和不锈钢等几种封装形式，实验平台利用IC温度传感器AD590作为测温器，AD590是一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器，其输出电流

3、与绝对温度有关，对于电源电压从5-10V变化只引起1m A最大电流的变化或1摄氏度等效误差。 上图给出了用于获得正比于绝对温度的输出电流的基本温度敏感电路，当温度有10的变化时输出电压变化为20mV，即该电路M点电压随温度变化为2mV/。将温度传感器输出的小信号跟随放大19.2倍左右后，送至8位A/D转换器转换成数字量。 （2）A/D转换 模数转换采用ADC0809，它是芯片输出端具有可控的三态门，这种芯片的输出端可以直接和系统总线相连，由读信号控制三态门，转换结束后，CPU执行一条输入指令，从而产生读信号，将数据从A/D转换器取出。ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CM

4、OS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存译码电路，其转换时间为100s左右。8路模拟量开关地址锁存与译码8位A/D转换器三态输出锁存器START CLKEOCVccGNDABCALEVref Vref(+) (-)IN0IN7D0D7八路模拟量输入八路模拟量输出ADC0809内部结构如图所示，图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换，地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择。8位A/D转换器是逐次逼近式，由控制与时序电路、逐次逼近寄存器、树状开关以及256R电阻阶梯网络等

5、组成。输出器用于存放和输出转换得到的数字量。下面具体说一下A/D转换的原理。因为所选的AD0809所转换的电压范围不大,这样一来,当所采集的温度是0时,所转换的电压量是0V,通过A/D转换后所对应的数字量是00000000。当采集的温度是255时,所转换的电压量是10V, 通过A/D转换后所对应的数字量是11111111。这样看来,从A/D输出的数字量和显示的温度是一一对应的。假如数字量是00000011时,通过8255A编程就可在显示器上显示3。（3）. 8255并行接口 A/D转换与8255A 当温度通过AD590后,连续的物理量转换为连续的电压量,电压信号输入到A/D的模拟信号输入端。当

6、工作时,CPU用输出指令将PC0置零,使B/C端得到一个低电平从而启动转换。此后用输入指令不断读端口PC4PC7测试并判断PC4是否为零。如果PC4为零则说明完成一次A/D转换。此时在CPU的读周期作用下它向8255A发出一个读信号。之后便从A端口读数据;在写周期的作用下CPU向8255A发出写信号,此后数据就会从B端口输出。B端口连接着LED,它们在PC3PC1的控制下显示当前温度。8255A方式0的工作特点： 方式0也叫基本输入输出方式。在这种方式下，端口A和端口B可以通过方式选择字规定为输入口或者输出口，端口C分为两个4位端口，高4位一个端口，低4位一个端口。这两个四位端口也可由方式选择

7、字规定为输入口或输出口。 方式0的使用场合有两种，一种是同步传送，另一种是查询式传送。这里采用查询方式。查询式传输时，需要有应答信号。但是，在方式0情况下，没有规定固定的应答信号，所以，这时将端口A和端口B作为数据端口，把端口C的4个数位（高4或低4均可）一些控制信号，而把端口C的另外4个数位规定为输入口，用来读入外设的状态。这样，就利用端口C配合了端口A和端口B的输入输出操作。（4）.8282地址锁存器 当系统中所连的存储器和外设较多时，需要增加数据总线的驱动能力，这时，要用2片8286/8287作为总线收发器。8282的选通信号输入端STB和CPU的ALE端相连。以第一个锁存器为例，828

8、2的DI7到DI0的输出DO7到DO0就是系统地址总线的低7位。OE非为输出允许信号，当OE非为0时，8282的输出信号DO7到DO0有效；OE非为1时，DO7到DO0变为高阻抗。在不带DMA控制器的8086/8088单处理系统中，将OE非接地就行了。（5）. 8284时钟信号发生器8284和CPU连接除了提供频率恒定的时钟信号外，还对准备好信号和复位信号进行同步。（6）LED由于输出的电压量范围是05V即转换为数字量后为0FF之间。所以，要使温度表示范围为085，需把0FF除以3。经过CPU未经处理过的数值是以ASCII码的方式显示在电脑屏幕上的，还需将ASCII码转换成十进制显示。为了便于

9、读数。在LED灯上的显示将设计为8421码的方式显示。转换方法在程序中有所注明。（五）流程图（见下页）（六）程序PORTA EQU 020H ；定义端口地址PORTB EQU 021HPORTC EQU 022HPORTD EQU 023HDATA SEGMENT TABLE DB 40H DB 4FH DB 24H DB 30H DB 19H DB 12H DB 02H DB 78H DB 00H DB 10H BUFDA1 DB ? BUFDA2 DB ? BUFDA3 DB ?DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX

10、,DATA MOV DS,AX MOV AL,98H OUT PORTD,AL ；8255的初始化 ;* MOV AL,01 OUT PORTC,AL MOV AL,00 OUT PORTC,AL ；PC0 为0，启动A/D转换FIND: IN AL,PORTC TEST AL,010H JNZ FIND ；读PC4的值，如为1则继续查询 MOV AL,01 OUT PORTC,AL ；使PC0为1，撤消启动信号 IN AL,PORTA ；读取转换数据 ;* MOV CL,100 ；计算百位，十位，个位 DIV CL MOV BUFDA1,AL XOR AL,AL MOV CL,10 MOV

11、BL,AH MOV AL,BL MOV AH,0 DIV CL MOV BUFDA2,AL MOV BUFDA3,AH ;*DISPLAY:MOV BX,OFFSET TABLE MOV AL,DI+0 XLAT ；换码 MOV DX,PORTB OUT DX,AL MOV CX,30H ；延迟程序DELAY: LOOP DELAY RET ;* MOV CX,30HDISPLAY1:MOV AL,06H OUT PORTD,AL MOV AL,05H OUT PORTD,AL MOV AL,03H OUT PORTD,AL MOV DI,OFFSET BUFDA1 CALL DISPLAY

12、；使LED0工作 MOV AL,07H OUT PORTD,AL MOV AL,04H OUT PORTD,AL MOV AL,03H OUT PORTD,AL MOV DI,OFFSET BUFDA2 CALL DISPLAY ；使LED1工作 MOV AL,07H OUT PORTD,AL MOV AL,05H OUT PORTD,AL MOV AL,02H OUT PORTD,AL MOV DI,OFFSET BUFDA3 CALL DISPLAY ；使LED2工作 LOOP DISPLAY1；延迟 ;* MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END START 八参考文献：电子技术常用器件应用手册，第二版，陈汝全主编，机械工业出版社，2001年7月微型计算机技术及应用，第三版，戴梅萼、史嘉权编著，清华大学出版社，2003年11月IBM-PC汇编语言程序设计，沈美明、温冬婵编著，清华大学出版社，1998年8月结 束 语经过近二周的设计，在老师的指导下本组人顺利完成了课程设计，通过这次设计使我们受益匪浅。本设计中包括