計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)大作業(yè)報(bào)告1

1、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)實(shí)踐報(bào)告題目 溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名 葉序 專業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 班級(jí) 2011152 學(xué)號(hào) 20112554 上海電力學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院目錄: (1) 設(shè)計(jì)題目（2） 開(kāi)發(fā)目的（3） 小組成員分工及成果（4） 設(shè)計(jì)方案以及論證（5） 硬件原理圖（包括芯片的選型介紹）（6） 程序流程圖（包括各個(gè)子系統(tǒng)和子過(guò)程的程序流程）（7） 程序清單，要有適當(dāng)?shù)淖⑨專?） 程序運(yùn)行結(jié)果分析與預(yù)測(cè)（9） 結(jié)果評(píng)述或總結(jié)（對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，系統(tǒng)改進(jìn)升級(jí)建議或者提出新的方案等。）i. 設(shè)計(jì)題目：溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；ii. 開(kāi)發(fā)目的： 利用8086微機(jī)設(shè)計(jì)出符合下面要求的系統(tǒng)：1

2、）利用熱敏電阻和電橋電路測(cè)量溫度變化信號(hào)；2）經(jīng)過(guò)放大后送到adc0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；3）計(jì)算后在led數(shù)碼管顯示其溫度值；4）采用紅綠燈指示溫度范圍，溫度在給定范圍內(nèi)綠燈亮，溫度超過(guò)指定范圍時(shí)紅燈顯示警告。擴(kuò)展功能：實(shí)現(xiàn)上位機(jī)顯示。三、小組分工及成果：小組成員：何睿欽 20112559 葉序 20112554 劉卿材 20112556成員：何睿欽 主要負(fù)責(zé)：報(bào)警電路設(shè)計(jì)，溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)。 葉序 主要負(fù)責(zé)：adc0809與8255的連接以及8086與8255的連接。 劉卿材 主要負(fù)責(zé)：查閱資料，8086內(nèi)置程序設(shè)計(jì)，協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)運(yùn)行iii. 設(shè)計(jì)方案：溫度傳感器a/d轉(zhuǎn)換器微處理器譯碼紅

3、綠燈報(bào)警顯示i. 因?yàn)闇囟葌鞲衅髟诜抡嬷袩o(wú)法使用，故用一滑動(dòng)變阻器代替。iv. 硬件原理圖intel 8086擁有四個(gè)16位的通用寄存器，也能夠當(dāng)作八個(gè)8位寄存器來(lái)存取，以及四個(gè)16位索引寄存器（包含了堆棧指標(biāo)）。資料寄存器通常由指令隱含地使用，針對(duì)暫存值需要復(fù)雜的寄存器配置。它提供64k 8 位元的輸出輸入（或32k 16 位元），以及固定的向量中斷。大部分的指令只能夠存取一個(gè)內(nèi)存位址，所以其中一個(gè)操作數(shù)必須是一個(gè)寄存器。運(yùn)算結(jié)果會(huì)儲(chǔ)存在操作數(shù)中的一個(gè)寄存器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇adc0809 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道帶有串行接口的a/d轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性

4、強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。工作原理adc0809的工作時(shí)序如下圖，adc0831的工作過(guò)程如下：首先，將adc0831的時(shí)鐘拉低，再將片選端cs置低，啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換。接下來(lái)在第一個(gè)時(shí)鐘的下降沿到來(lái)時(shí)，adc0831的數(shù)據(jù)輸出端被拉低，準(zhǔn)備輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。從時(shí)鐘的第二個(gè)下降沿到來(lái)開(kāi)始，adc0831開(kāi)始輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，直到第九個(gè)下降沿為止，共8位，輸出的順序從最高位到最低位。芯片接口說(shuō)明 2.5 adc0809引腳圖in0in7：8路模擬量輸入端。2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。adda、addb、addc：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。al

5、e：地址鎖存允許信號(hào)，輸入端，高電平有效。start： a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換）。eoc： a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出端，當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。oe：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入端，高電平有效。當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。clk：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640khz。ref（+）、ref（-）：基準(zhǔn)電壓。vcc：電源，單一+5v。gnd：地。四位一體led本次設(shè)計(jì)選用的是四位一體共陽(yáng)極數(shù)碼管。這類數(shù)碼管可以分為共陽(yáng)

6、極和共陰極，共陽(yáng)極就是把所有l(wèi)ed的陽(yáng)極連接到共同節(jié)點(diǎn)com，而每個(gè)led的陰極非別為a、b、c、d、e、f、g及dp；共陰極則是把所有l(wèi)ed的陰極連接到共同接點(diǎn)com，而每個(gè)led的陽(yáng)極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp，如下圖所示，圖中的8個(gè)led分別圖中adp各段對(duì)應(yīng)，通過(guò)控制各個(gè)led的亮滅來(lái)顯示數(shù)字。數(shù)碼管使用條件：a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻b、使用電壓：段，小數(shù)點(diǎn)，根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電壓: 靜態(tài)：80ma動(dòng)態(tài)：平均電流45ma 峰值電流：100maop07放大器介紹op07是一種高精度單片運(yùn)算放大器，具有極低的輸入失調(diào)電壓，極低的失調(diào)電壓溫漂，非常低的輸入噪聲電壓幅度及長(zhǎng)

7、期穩(wěn)定等特點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密絕對(duì)值電路、比較器及微弱信號(hào)的精確放大，尤其適應(yīng)于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器儀表中。op07作為一種低噪聲高精度運(yùn)算放大器，特別適合做前級(jí)放大器。具有以下特點(diǎn)： 1) 低的輸入噪聲電壓幅度0.35 vp-p (0.1hz 10hz) 2) 極低的輸入失調(diào)電壓10 v 3) 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂0.2 v/ 4) 具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性0.2 v/mo 5) 低的輸入偏置電流 1na 6) 高的共模抑制比126db 7) 寬的共模輸入電壓范圍14v 8) 寬的電源電壓范圍 3v 22v 9) 可替代725、108a、741、ad510、1875

8、等電路程序流程圖:1、 溫度測(cè)量部分rv1滑動(dòng)變阻器為在仿真中代替熱敏電阻的電阻，后邊的運(yùn)算放大器將電壓放大2、 adc模數(shù)轉(zhuǎn)換器:在系統(tǒng)中,adc0809能將模擬量采樣,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)3、led顯示電路設(shè)計(jì)led顯示電路4、報(bào)警電路設(shè)計(jì)當(dāng)溫度低于80度時(shí)，綠燈亮；當(dāng)溫度高于80度時(shí)，紅燈亮。報(bào)警電路完整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖：7） 程序清單，要有適當(dāng)?shù)淖⑨宑asd equ 209hz827 equ 212hd8279 equ 210hlemdmod equ 00h ;左邊輸入,8位顯示外部譯碼8位顯示ledfeq equ 38h ;掃描頻率ledcls equ 0c1h ;清除顯示ramz8255

9、 equ 21bhz8255a equ 218hz8255c equ 21ahcount equ 8data segment data1 db 4 dup(?)mess1 db ented any key to begin !,0dh ,0ah,$mess2 db 10,13,enter any key can exit to dos!, 0dh ,0ah,$mess3 db 10,13,input the temperature value :, $mess4 db 10,13,input value error !0dh ,0ah,$mess5 db 10,13,input a new t

10、emperature value :,$mess6 db 10,13,* let pa0=0 to adjust the temperature value !*, 0dh ,0ah,$mess7 db 10,13, * let pa0=1 to input a new temperature value !*, 0dh ,0ah,$led db 3fh ,06h,5bh ,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,77h,7ch,39hdata ends stack segment sracksta dw 50 dup(?)top equ length sta stack en

11、ds code segment assume cs:code,ds:data,ss:stackstart :mov ax ,data mov ds ,axmov es ,axmov ah ,09h ;顯示提示信息1mov dx, offset mess1int 21hmov ah,09h ;顯示提示信息6mov dx,offset mess6 int 21h mov ah,09h ;顯示提示信息7mov dx,offset mess7int 21h mov ah,08hint 21h mov ah,09h ;顯示提示信息3mov dx,offset mess3int 21hcall input

12、 ;輸入設(shè)置的溫度值存data1ok:mov dx,z8255 ;設(shè)置a口為輸入,c口為輸出mov al ,92hout dx, almov dx ,z8255cmov al,00hout dx,alcall delaycall delaymov dx, z8279 ;初始化8279mov al, ledmod out dx,almov ah, 09hmov dx,offset mess2 ;顯示提示信息2int 21h begin:mov bx,0mov cl,countmov ch,0bb:mov dx,csad ;啟動(dòng)admov ax,0out dx,alcall delay in al

13、 ,dx ;采樣ad值adc bx,ax ;求平均值loop bbmov ax,bxrcr ax,1rcr ax,rcr ax,1call changtobcd ;轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制的溫度值mov di,offset data1mov di+3,alcall dismov di,offset data1mov bl,di+2 mov al,di+3 cmp al,bl jb up mov dx,z8255ain al,dxand al,01hjz downmov ah,09hmov dx,offset mess5int 21hcall inputjmp beginup: mov al,40hjmp

14、aadown:mov al,00haa: mov dx,z8255cout dx,almov ah,0bhint 21hcmp al,0jz ccmov ax,4c00hint 21hcc: jmp begindelay proc near push cx mov cx,0f00h loop s pop cx retdelay endp input proc mear ;溫度值的設(shè)置子程序 mov ah,1h int 21h mov di,offset data1 mov di,al mov bh,al mov al,1l int 21h mov di+1,al mov bl,al and b

15、h,0fh rcl bh,1 rcl bh,1 rcl bh,1 rcl bh,1 and bh,0fh or bl,bh mov al,bl cmp al,76h ;輸入溫度大于76h則顯示錯(cuò)誤提示信息 ja err mov di+2,al retinput endperr:mov ah,09h ;顯示錯(cuò)誤提示信息 mov dx,offset mess4 int 21h mov ax,4c00h int 21hchange tobcd proc near ;bcd碼轉(zhuǎn)換子程序mov bl,3mul blmov bl,10div blaam ;非壓縮bcd碼乘法調(diào)整指令mov bl,almov

16、 al,ahmov cl,04hror al,clxor al,blretchange tobcd endpdis proc near ;顯示子程序 mov bl,al mov al,0fh push ax mov dx,z8279 mov al,90h out dx,al pop ax push bx lea bx,led xlat pop bx mov dx,d8279 out dx,al call delay mov al,bl mov cl,04h ror al,cl and al,0fh lea bx,led xlat mov dx,d8279 out dx,al call dela

17、y call delay retdis endpcode ends end start八、程序運(yùn)行結(jié)果分析與預(yù)測(cè)給溫度傳感器設(shè)置10度時(shí)，電壓表顯示值為0.43v，綠燈亮，仍符合要求。led顯示值為022。以此類推當(dāng)給溫度傳感器輸入20,30,40度時(shí)；當(dāng)改變溫度傳感器溫度值，使led顯示為080時(shí)，綠燈亮。當(dāng)led顯示大于80度時(shí)，紅燈亮，此時(shí)報(bào)警指示電路工作正常。4結(jié)果分析根據(jù)仿真結(jié)果可以看出，溫度測(cè)量電路和a/d轉(zhuǎn)換電路以及報(bào)警燈電路均顯示正常，只有l(wèi)ed顯示結(jié)果與理論值有誤差，正常情況下led上顯示值和溫度傳感器輸入值是一樣的，然而仿真時(shí)，0度對(duì)應(yīng)的是002，1度對(duì)應(yīng)的是004，10度

18、對(duì)應(yīng)的是022，顯示數(shù)以2為基準(zhǔn)跳變。因此我首先想到的是程序問(wèn)題，在程序中加一個(gè)除2的語(yǔ)句，但led顯示仍無(wú)大變化。因此造成led顯示錯(cuò)誤可能有其他原因附錄匯編語(yǔ)言程序 cs bit p1.7 clk bit p1.0 do bit p1.1 ad_tmp equ 30h ad_tmp_1 equ 31h ad_tmp_2 equ 32h ad_tmp_3 equ 33h ad_tmp1 equ 34h org 0000h ljmp main org 0030hmain: clr p2.0start: lcall ad_conv lcall display ljmp startad_conv:

19、 setb cs clr clk nop nop clr cs nop nop setb clk nop nop clr clk nop nop setb clk nop nop mov r0, #08had_read: clr clk mov c, do rlc a setb clk nop nop djnz r0, ad_read setb cs mov ad_tmp, a retdisplay: mov a, ad_tmp mov dptr, #tab1 movc a, a+dptr cjne a, #80, s1 sjmp s3s1: jnc s2 sjmp s4s2: clr p3.

20、0 sjmp s4s3: setb p3.0s4: mov b, #100 div ab mov ad_tmp_1, a mov a, b mov b, #10 div ab mov ad_tmp_2, a mov ad_tmp_3, b mov dptr, #tab mov a, ad_tmp_1 movc a, a+dptr mov p0, a setb p2.1 lcall dly clr p2.1 mov a, ad_tmp_2 movc a, a+dptr mov p0, a setb p2.2 lcall dly clr p2.2 mov a, ad_tmp_3 movc a, a

21、+dptr mov p0, a setb p2.3 lcall dly clr p2.3 rettab: db 0c0h, 0f9h, 0a4h, 0b0h, 99h, 92h, 82h, 0f8h db 80h, 90h, 88h, 83h, 0c6h, 0a1h, 86h, 8ehtab1:db 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 db 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ,30, 31, 32, 33, 34 db 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 db 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 db 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80 db 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87,