微機(jī)原理課程設(shè)計----電壓采集系統(tǒng).doc

揚(yáng)州大學(xué)揚(yáng)州大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計報告 課程名稱 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計 設(shè)計題目 電壓采集系統(tǒng) 學(xué)生姓名 班 級 計科0902 學(xué) 號 091202223 指導(dǎo)老師 李 云 成 績 2012年6月 21 日 目錄一、 課程任務(wù)- 2二、 總設(shè)計方案- 2三、 部分電路設(shè)計及 功能解說- 2四、 硬件接線圖- 3 五、 軟件設(shè)計流程圖- 4 1、 系統(tǒng)初始化程序 42、 A/D轉(zhuǎn)換子程序. 43、 顯示子程序跟BCD碼子程序 54、 報警子程序. 7六、 程序段功能匯總- 71、 A/D轉(zhuǎn)換子程序程序段. 72、 BCD轉(zhuǎn)換子程序程序段 83、 顯示子程序程序段. 84、 報警子程序程序段. 9七、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析- 9八、 課程設(shè)計體會和總結(jié)- 9九、 程序清單- 10一、 課程設(shè)計的任務(wù)設(shè)計一個電壓采集系統(tǒng)： 采集五次電壓取其平均值，并在數(shù)碼管上顯示十進(jìn)制數(shù)。 當(dāng)電壓值超過45V時，喇叭發(fā)聲報警。 二、總體設(shè)計方案 通過一個A/D轉(zhuǎn)換器循環(huán)采樣1路模擬電壓，采樣5次信號，然后通過計算取得平均值，平均值放在AVERAGE中。A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809將采樣到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換完成后，CPU讀取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將結(jié)果送入外設(shè)即LED顯示，顯示5個電壓數(shù)據(jù)的平均值。設(shè)計詳細(xì)思路如下：1) 1路模擬電壓信號通過電位器提供0-6V的電壓信號。2) 選擇ADC0809芯片作為A/D轉(zhuǎn)換器，電壓輸入輸入信號接到ADC0809的IN0通道，采樣5次， 5次電壓信號循環(huán)采集。3) 利用3個LED數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，顯示精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。 4) 延時由8254定時/計數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。5) 實(shí)驗(yàn)儀器使用微型計算機(jī)開發(fā)系統(tǒng) TD-PITE 。三、部分電路設(shè)計及功能解說 LED顯示單元的接線： A/D轉(zhuǎn)換單元： 8255 連接 LED ADC0809 連接 880386及輸入電壓 PA0 - A D0D7-XD0XD7 PA1 -B A、B、C-GND PA2-C IN0-ADJ(05V) PA3-D WR-IOW# PA4-E RD-IOR# PA5-F CS-IOY1 PA6-G CLK-CLK PA7-DP 喇叭報警器： 串行單元的接線： 8254 連接 80386、ADC0809 8255 連接 80386 D0D7-XD0XD7 D0D7-XD0XD7 A0A1-XA1XA2 PB0PB5-X1X6 CS-IOY2 CS-IOY3 CLK0-CLK A0A1-XA1XA3 WR-WR , RD-RD WR-IOW# GATE0-+5V RD-IOR# OUT0-SPK 四、硬件接線圖五、軟件設(shè)計流程圖 根據(jù)功能需求，系統(tǒng)主程序主要包括初始化程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、顯示子程、BCD轉(zhuǎn)換子程序和報警子程序。主程序流程圖見圖1所示。開始調(diào)用顯示子程序調(diào)用BCD轉(zhuǎn)換程序調(diào)用警報子程序調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序初始化 圖1 主程序流程圖下面分別介紹各個子程序。1系統(tǒng)初始化程序系統(tǒng)開始運(yùn)行后，初始化程序?qū)⒉杉瘮?shù)據(jù)存放單元清0，將LED顯示數(shù)據(jù)存放單元清0。2A/D轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序用來控制對ADC0809對電壓數(shù)據(jù)的采樣和模擬輸入電壓的轉(zhuǎn)換，并將對應(yīng)的數(shù)值存放到相應(yīng)的數(shù)據(jù)段BCD字節(jié)單元，供CPU取出顯示到LED單元。數(shù)據(jù)的讀取方式可以采用延時等待、中斷讀取和查詢讀取。根據(jù)電路采用中斷讀取的方式，ADC0809的轉(zhuǎn)換控制如下：選擇通道并啟動轉(zhuǎn)換等待中斷 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。A/D轉(zhuǎn)換子程序的程序流程圖如圖2所示。開始啟動轉(zhuǎn)換調(diào)用延時程序取電壓值 N判斷是否取了5次的值 Y取5次平均值結(jié)束圖2 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖3顯示子程序跟BCD碼轉(zhuǎn)換子程序顯示子程序采用動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)三位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測量所得的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)段BCD字節(jié)存儲單元，測量數(shù)據(jù)在顯示時需要轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制BCD碼放在TABLE1表中。由于ADC0809是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所以要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓值，公式為VDATA/51。轉(zhuǎn)換時取一位整數(shù)和兩位小數(shù)，再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示碼就可以輸出顯示了。三位數(shù)據(jù)顯示程序流程圖如圖3所示。顯示子程序中調(diào)用了BCD碼轉(zhuǎn)換子程序，BCD碼轉(zhuǎn)換程序是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BCD碼值。顯示子程序是將數(shù)據(jù)一次性輸出，主要是將對應(yīng)的段碼和位碼輸出，注意小數(shù)點(diǎn)的處理。延時子程序利用8254計時，用8255來查詢計時是否完成。BCD碼轉(zhuǎn)換子程序流程圖見圖4所示。開始開始BCD的地址送給SI給位碼賦值0FBHTABLE地址送BXBCD的地址送給SI把AX除51判斷顯示的數(shù)據(jù)是否為第一位數(shù)查表結(jié)果送SI Y除后的余數(shù)送AX段碼小數(shù)點(diǎn)處理NSI+1前進(jìn)輸出位碼判斷是否除了3次輸出段碼 N調(diào)用延時子程序結(jié)束判斷3為數(shù)據(jù)是否顯示完 YY 圖4 BCD轉(zhuǎn)換子程序流圖 N取下一個數(shù)位碼又移一位結(jié)束圖3 三位數(shù)據(jù)顯示程序流程圖 4報警子程序報警子程序是接受8254的信號來發(fā)出警告的。當(dāng)采樣的平均值超過4.5V時，8254將會發(fā)一路信號給SPK喇叭，喇叭發(fā)出聲響警告。報警子程序流程圖如圖5所示。 開始 讀入5個數(shù)的平均值判斷平均值是否大于4.5 N Y 初始化8254為方式3調(diào)用延時程序結(jié)束 圖5 報警子程序流程圖六、程序段功能匯總1、A/D轉(zhuǎn)換子程序程序段：GET:MOV BX, 0MOV CX, 5 LOOP1:MOV DX, 0640H;啟動AD采樣 OUT DX, ALCALL DALLY;延時等待 IN AL, DX;采樣 XOR AH, AH ADD BX, AX;累加和 LOOP LOOP1 MOV AX, BX MOV DL, 5;取平均值 DIV DLMOV AVERAGE, AL;送入變量單元內(nèi)2、BCD轉(zhuǎn)換子程序程序段：CHBCD:LEA BX, TABLE1LEA SI, BCDMOV CX, 3MOV AL, AVERAGEXOR AH, AH LOOP2:MOV DL, 42DIV DL;平均值除以51XLAT MOV SI, AL;求bcd碼送入對應(yīng)BCD單元INC SI MOV AL, AH XOR AH, AH MOV DL, 10 MUL DL LOOP LOOP2;精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位3、顯示子程序程序段：PRT:MOV DX, 06C6H;初始化8255 MOV AL, 80H OUT DX, AL MOV CX, 100HLOOP3:LEA SI, BCD MOV AH, 0FBHLOOP4:MOV AL, AH MOV DX, 06C2H OUT DX, AL MOV AL, SI CMP AH, 0FBH JNZ NEXT1 OR AL, 80HNEXT1:MOV DX, 06C0H OUT DX, AL CALL DALLYROR AH, 1INC SICMP AH, 07FHJNZ LOOP4LOOP LOOP3RET4、報警子程序程序段：JUG:PUSH CXPUSH AXMOV AL, AVERAGECMP AL, 0BDHJB NEXT2MOV DX, 0686HMOV AL, 16HOUT DX, ALMOV DX, 0680HMOV AL, 0FFHOUT DX, ALCALL DALLYMOV AL, 0OUT DX, ALNEXT2:POP AXPOP CXRET七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 實(shí)驗(yàn)是通過轉(zhuǎn)動ADJ單元上的旋鈕調(diào)節(jié)輸入的電壓的。當(dāng)輸入的電壓平均值在4.5v以下時喇叭沒有警告的聲音發(fā)出。當(dāng)轉(zhuǎn)動旋鈕使電壓超過4.5v時，喇叭會有短促的報警的聲音發(fā)出。短促的聲音跟送入的頻率有關(guān)。實(shí)驗(yàn)成功。八、課程設(shè)計體會和總結(jié) 此次的微機(jī)原理課程設(shè)計，在學(xué)期基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提高了我們對于微機(jī)原理的實(shí)際應(yīng)用要求，在不斷的深入理解理論知識的基礎(chǔ)上，我們這組同學(xué)通過不斷的修改和調(diào)試最終成功的運(yùn)行了我們的程序，達(dá)到了老師對于此次課程設(shè)計的要求。通過這一個星期的課程設(shè)計，我對于微機(jī)原理這門課程的掌握程度以及實(shí)際的應(yīng)用能力都有了一定程度上的提高。組員之間的共同合作，不同的分工，我們各司其職，默契配合，共同解決面臨的難題，共同分享成功的喜悅。在實(shí)踐的檢驗(yàn)中，我們學(xué)到的知識得到了有效的鞏固，動手的能力，獨(dú)立思考的能力，團(tuán)隊(duì)合作的能力都得到了有效的鍛煉。九、程序清單SSTACKSEGMENT STACKDW 64 DUP(?)SSTACKENDSPUBLIC BCDDATASEGMENTTABLE1DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHBCDDB 0,0,0AVERAGE DB0DATAENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODE, DS:DATASTART:MOV AX, DATAMOV DS, AXCALL GETCALL JUG;判斷是否大于4.5CALL CHBCDCALL PRT;調(diào)用顯示子程序JMP STARTCHBCD:LEA BX, TABLE1LEA SI, BCDMOV CX, 3MOV AL, AVERAGEXOR AH, AHLOOP2:MOV DL, 42DIV DL;平均值除以51XLAT MOV SI, AL;求bcd碼送入對應(yīng)BCD單元INC SIMOV AL, AHXOR AH, AHMOV DL, 10MUL DLLOOP LOOP2;精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位GET:MOV BX, 0MOV CX, 5LOOP1:MOV DX, 0640H;啟動AD采樣OUT DX, ALCALL DALLY;延時等待IN AL, DX;采樣XOR AH, AHADD BX, AX;累加和LOOP LOOP1MOV AX, BXMOV DL, 5;取平均值DIV DLMOV AVERAGE, AL;送入變量單元內(nèi)PRT:MOV DX, 06C6H;初始化8255MOV AL, 80HOUT DX, ALMOV CX, 100HLOOP3:LEA SI, BCDMOV AH, 0FBHLOOP4:MOV AL, AHMOV DX, 06C2HOUT DX, ALMOV AL, SICMP AH, 0FBHJNZ NEXT1OR AL, 80HNEXT1:MOV DX, 06C0HOUT DX, ALCALL DALLYROR AH, 1INC SICMP AH, 07FHJNZ LOOP4LOOP LOOP3RETDALLY:PUSH CX;延時程序PUSH AXMOV CX, 10HA7:MOV AX, 20HA8:DEC A