4894533394《微機原理與接口技術》課程設計報告

1、 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 i 微機原理與接口技術課程設計報告 題目： 壓力測控系統(tǒng)的設計1 學院： 物流工程學院 專業(yè)班級： 學號： 姓名： 起止時間 指導教師： 2015 年 1 月 30 日 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 ii 摘 要 微機原理與接口技術課程是理工科學生一門重要的專業(yè)課程，且實踐 性較強。對于測控技術與儀器專業(yè)的學生尤其重要。此課程的課程設計是對學 生的一種基本素質訓練的較好形式，可以通過課程設計加強學生的實踐能力、 動手能力和學習能力。 將所學的理論知識和實際情況結合起來，從而制定了壓力測控系統(tǒng)的設計 1 這一題目。如今經(jīng)濟的

2、飛速發(fā)展使得城市的建設逐漸走向科學化、智能化。 其中各種功能的融合整合，現(xiàn)在成為技術發(fā)展的主流趨勢。壓力測控系統(tǒng)是工 業(yè)生產(chǎn)過程自動化中的重要測量設備，可以用來測量壓力、液位等工程參數(shù)。 本文介紹了一種基于 8086 微處理器的壓力測控系統(tǒng)，系統(tǒng)操作簡便、自動化程 度高、擴展方便且具有良好的人機交互能力。該系統(tǒng)通過實驗，取得了較為滿 意的控制效果?？蓱迷谝恍┚纫蟛惶叩南到y(tǒng)中。為了降低成本，在滿 足性能的要求下，選擇低成本器件，簡化系統(tǒng)設計。 關鍵字：8086 處理器 8255 接口 a/d 轉換器 壓力傳感器 led 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 iii abstr

3、act microcomputer principle and interface technology course is an important professional course in science and engineering students, and strong practicality， is especially important for measurement and control technology and instrument specialty students. the course of curriculum design is a kind of

4、 basic quality training of students is better form, can through the curriculum design to strengthen the students practical ability, practical ability and learning ability. combine learning theoretical knowledge and actual situation, thus make the pressure measurement and control system design. 1 thi

5、s topic. the rapid economic development of today makes scientific, intelligent construction of city gradually. integrated with various features of fusion, now become the mainstream of technology development trend. pressure measurement and control system is an important measurement in industrial prod

6、uction process automation equipment, can be used to measure pressure, liquid level of engineering parameters. this paper introduces a kind of pressure measurement and control system based on 8086 microprocessor, system operation is simple, high degree of automation, extension, convenient and has a g

7、ood ability of human-computer interaction. through the experiment, the system achieved a relatively satisfactory control effect. can be used in some accuracy requirement is not too high in the system. in order to reduce costs, to meet the request of the performance, choose low cost devices, simplify

8、 system design. key words: a/d converter 8086 processor 8255 interface pressure sensor led 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 iv 目 錄 一、課程設計名稱及方案總體介紹一、課程設計名稱及方案總體介紹.1 1、課題名稱： .1 2、設計要求 .1 3、方案介紹 .1 二、課程設計所需設備二、課程設計所需設備.1 三、系統(tǒng)主要原件功能與原理介紹三、系統(tǒng)主要原件功能與原理介紹.2 1、8086 cpu 主控芯片介紹.2 1.1總括.2 1.2片選區(qū)域介紹.2 2、壓力測量和頻率發(fā)生電路 .3

9、21壓力測量等效電路.3 22頻率發(fā)生電路.3 3 、adc0809 模數(shù)轉換模塊 .4 4 、8279 顯示模塊.5 5 、8255 執(zhí)行模塊.6 四、系統(tǒng)軟件設計及系統(tǒng)程序四、系統(tǒng)軟件設計及系統(tǒng)程序.7 1、系統(tǒng)設計框圖 .7 2、軟件程序設計 .8 3、系統(tǒng)原理圖及接線 .9 4、系統(tǒng)程序 .9 五、系統(tǒng)調試五、系統(tǒng)調試.13 1、小于 30pa.13 2、中間 .13 3、大于 150pa.14 六、課程設計體會總結六、課程設計體會總結.15 七、參考文獻七、參考文獻.16 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 1 一、課程設計名稱及方案總體介紹一、課程設計名稱及方案總體介

10、紹 1、課題名稱：、課題名稱： 壓力測控系統(tǒng)的設計 1 2、設計要求、設計要求 對壓力傳感器的信號進行檢測并在 led 數(shù)碼顯示器上顯示壓力值，當壓力 低于 30pa 時，黃燈閃爍，閃爍周期為 1 秒。當壓力高于 150pa 時，紅燈閃爍。 led 的顯示內(nèi)容為 p=xxx。xxx 為測試值。 3、方案介紹、方案介紹 由于本實驗箱提供的壓力傳感器的靈敏度效果不是很理想，所以采用 05v 模擬電壓替代。利用 adc0809 進行 a/d 轉換，將傳感器輸出(05v)模擬 量轉化成 8 位并行輸出的數(shù)字量，并送入 8086cpu 進行處理（5v 對應的模擬量 是 11111111b=255d） 。

11、cpu 通過數(shù)值計算（00h 對應的是 0 pa ，ffh 對應的 是 200 pa） ，轉換成實際的壓力值，并利用 8279 進行數(shù)碼管顯示。ad 轉化采樣 過程一直進行，當檢測到壓力值低于 30 pa 時，調用相應的黃燈閃爍程序，黃 燈閃爍；當檢測到壓力值高于 150 pa 時，調用相應的紅燈閃爍程序，紅燈閃爍； 處于兩者中間時，調用全滅程序，兩燈都滅。 燈閃爍程序采用 8255 間斷輸出高低電平實現(xiàn),間隔為 1s。 二、課程設計所需設備二、課程設計所需設備 star 系列實驗儀一套 pc 機一臺 導線若干 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 2 三、系統(tǒng)主要原件功能與原理介

12、紹三、系統(tǒng)主要原件功能與原理介紹 1、8086 cpu 主控芯片介紹主控芯片介紹 1.1 總括總括 本系統(tǒng)的主控芯片是 intel 公司 的 8086 cpu，8086 cpu 的主時鐘頻率 為 5mhz，有 16 位數(shù)據(jù)總線和 20 位地址 總線。主要由總線接口部件 blu 和指令 執(zhí)行部件 eu 構成。 1.2 片選區(qū)域介紹片選區(qū)域介紹 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 3 上圖是 8086 的片選電路，由三片 74273 和一片 74154 組成。主要用于控 制輔助芯片的作用和停止。 80868086 片選地址：片選地址： 2、壓力測量和頻率發(fā)生電路、壓力測量和頻率發(fā)生電

13、路 21 壓力測量等效電路壓力測量等效電路 我們采用 d2 區(qū)的 05v 模擬電壓模塊構成壓力測量部分。 22 頻率發(fā)生電路頻率發(fā)生電路 adc0809 時鐘信號為 500k，供采樣計時；8279 時鐘信號為 2m。 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 4 3 、adc0809 模數(shù)轉換模塊模數(shù)轉換模塊 adc0809 是 cmos 單片型逐次逼近式 a/d 轉換器，有 8 路 8 位的轉換器，轉 換時間為 100us，輸入電壓范圍 0+5v。本實驗只用到 in0 來接收溫度傳感器輸 出的模擬量，所以將 add a、add b、add c 全部置低電平，時鐘脈沖接 500khz。

14、 adc0809 的并行數(shù)據(jù)輸出 8086 的數(shù)據(jù)總線相連，傳輸采樣數(shù)據(jù)到 cpu，cpu 對 采樣的數(shù)據(jù)進行處理。 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 5 4 、8279 顯示模塊顯示模塊 8279 可編程的鍵盤、顯示接口芯片。它既具有按鍵處理功能，又具有自 動顯示。8279 內(nèi)部有鍵盤 fifo（先進先出堆棧）/傳感器，雙重功能 8*8=64b ram。內(nèi)置鍵盤獲取函數(shù) getbcdkey 和數(shù)碼管顯示函數(shù) display 可供直接調用。 該芯片能自動消抖并具有雙鍵鎖定保護功能。顯示 ram 容量為 16*8，即顯示 器最大配置可達 16 位 led 數(shù)碼顯示。本實驗主要運用

15、其顯示功能，顯示三位 的壓力值。 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 6 8279 的數(shù)據(jù)口 d0d7 與 cpu 的數(shù)據(jù)總線相連接，用于接收數(shù)據(jù)，顯示。 5 、8255 執(zhí)行模塊執(zhí)行模塊 8255 是 intel 系列微處理器配套使用的可編程并行接口芯片。具有 3 個 并行輸入輸出口。本實驗用到 pc0、pc1 分別控制黃燈和紅燈。本實驗需將 pc 口設置在輸出的模式下。低電平點亮，延時一段時間，再高電平熄滅，完成閃 爍的要求。8255 的數(shù)據(jù)口 d0d7 與 cpu 的數(shù)據(jù)（控制）總線相連接， 用于控 制字及計數(shù)初值的寫入。 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1

16、7 四、系統(tǒng)軟件設計及系統(tǒng)程序四、系統(tǒng)軟件設計及系統(tǒng)程序 1、系統(tǒng)設計框圖、系統(tǒng)設計框圖 模數(shù)轉換單元 adc0809 cpu 中央處理 器 8086 8086 并行接口芯片 8255 大于 150pa 紅燈閃爍 （pc1 口交替輸出高低 電平，間隔 1s） 小于 30pa 黃燈閃爍 (pc0 口交替輸出高低 電平，間隔 1s) 三位數(shù)碼管顯 示（個、十、 百） 數(shù)碼管顯示芯 片（8279） 30pa150pa 黃、紅 燈滅 ，(pc0、pc1) 均輸出高電平 壓力傳感器 (0-5v 電壓) 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 8 2、軟件程序設計、軟件程序設計 開始 8255

17、初始化 adc0809 采樣程序 采樣 50 次取平均 采樣值=顯示值？ yes no 顯示比較程序 顯示比較程序 開始 xxx paxxx150paxxx30 paxxxpa15030 黃燈閃爍紅燈閃爍都不亮 8279 顯示 采樣值40 / 51 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 9 3、系統(tǒng)原理圖及接線、系統(tǒng)原理圖及接線 接線說明 b4區(qū)：cs，a0，a1 (8255)a3區(qū)：cs2，a0，a1(cpu) b4區(qū)：pc0、pc1g5區(qū)：led2(黃)，led3（紅） e5區(qū)：cs,a0(8279)a3區(qū)：cs5,a0 e5區(qū)：clkb2區(qū)：2m e5區(qū)：b,cg5區(qū)：b,c

18、 g4區(qū)：clk (adc0809)b2區(qū)：500k g4區(qū)：csa3區(qū)：cs1 g4區(qū)：adda、addb、addcc1區(qū)：gnd g4區(qū)：in0d2區(qū)：05v 4、系統(tǒng)程序、系統(tǒng)程序 .model tiny ;.com 文件的內(nèi)存模型是tiny , 微型模 式 extrn display8:near ;外部程序（8279 顯示程序）頭文件包含 ar_89 equ 0f000h ;adc0809 輸出端口地址，片選 cs1 c_a_55 equ 0e003h ;8255 控制端口地址，片選 cs2 pc_ar equ 0e002h ;8255pc 口數(shù)據(jù)線地址 .stack 100 ;堆棧段

19、，100 個存儲空間 .data ;數(shù)據(jù)段開始 br db 8 dup(?) ;八位數(shù)碼管地址 temp db 0 ;當前壓力值 .code ;代碼段 start: mov ax,data ;數(shù)據(jù)段首地址賦給 ax mov ds,ax ;填滿數(shù)據(jù)段寄存器 nop ;停頓一下 call init_8255 ;調用 8255 初始化程序 xor al,al ;adc0809 采樣值清零 jmp start5 ;跳到 start5 start1: mov cx,50 ;設定采樣 50 次 mov bx,0 ;累計五十次采樣值的和 start2: call ad0809 ;采樣函數(shù)調用 xor ah,

20、ah ;清高位 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 10 add bx,ax ;采樣值加到 bx 中 loop start2 ;重復執(zhí)行 start2 50 次 mov ax,50 ;除數(shù)，求平均 xchg ax,bx ;把，被除數(shù)給 ax,除數(shù)給 bl div bl ;商（均值）存放在 al 中 cmp al,temp ;采樣值與當前采樣值比較 jz start4 ;如果采樣值無變化，跳轉到 start4，先 比較顯示再重新采樣 start5: mov temp,al ;采樣值有變化，把采樣值賦給當前采樣值 (未轉換) call dte_dpy ;調用顯示函數(shù) start3:

21、call dltime ;調用段延時程序，等待下一次采樣 jmp start1 ;跳回采樣程序開頭，開始第二次采樣 start4: call dte_dpy ;調用顯示函數(shù)，先比較顯示 jmp start3 ;跳回 start3 ;*數(shù)碼管顯示* dte_dpy proc near ;分別提取數(shù)字量個、十、百放暫存區(qū) mov bl,40 ;5v 對應 200pa mul bl ;albl，結果存放于 ax mov bl,51 ;除數(shù)為 51，模擬量 5v 對于數(shù)字 11111111b=255d div bl ;對采樣值進行乘上 40 除 51 轉為壓力值， 商保存在 al 中 cmp al,1

22、eh ;采樣值與 30 比較 jbe yellow ;小于 30，轉 yellow cmp al,96h ;大于等于 30，采樣值與 150 比較 jae red ;大于 150，轉 red jmp center ;大于等于 30，小于等于 150，轉 center start6: aam ;al/10 商放 ah(高兩位),余數(shù)放 al(個位) mov br ,al ;個位 mov al,ah ;商重新放入 al aam ;ah(百位),al（十位） mov br +1,al ;十位顯示 mov br +2,ah ;百位顯示 mov br +3,10h ;高 5 位不顯示，賦值 16d,則清

23、零，數(shù)碼 管最大顯示 f(15d) mov br +4,10h ;消隱 mov br+5,10h ;消隱 mov br+6,10h ;消隱 mov br+7,10h ;消隱 lea si,br ;顯示緩存 buffer 偏移地址給 si call display8 ;調用相應的外部顯示函數(shù)，顯示各個數(shù)碼 管的數(shù)值 ret ;返回 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 11 dte_dpy endp ;dte_dpy 過程 結束 ;*adc0809 采樣程序* ad0809 proc near ;adc0809 模數(shù)轉換，轉換值放入 al 中， 最大為 ffh push cx ;保護

24、原有的 cx （采樣次數(shù) 50） mov al,0 ;清零當前轉換值 mov dx,ar_89 ;adc0809 輸出端口地址賦給 dx out dx,al ;adc0809 輸出清零 mov cx,200 ;模數(shù)轉換，時間，延時標志 loop $ ;延時,等待 ad 轉換完成 ，待 cx 減為 0 時， 結束循環(huán) mov dx,ar_89 ;adc0809 輸出端口地址賦給 dx in al,dx ;將轉換后的值存入 al pop cx ;彈出保護的 cx ret ;返回 ad0809 endp ;ad0809 進過程結束 ;*黃燈閃爍程序* yellow : ;黃燈閃爍程序 push ax

25、 ;保護采樣值 ax mov dx,pc_ar ;8255_c 口數(shù)據(jù)地址 mov al,0feh ;11111110b out dx,al ;寫數(shù)據(jù)，pc0 接黃燈，輸出低電平,黃燈 亮 call dl1s ;燈亮延時 1s mov al,0ffh ;11111111b out dx,al ;寫數(shù)據(jù)，pc0 接黃燈，輸出高電平，黃燈 滅 call dl1s ;燈滅延時 1s pop ax ;彈出保護的采樣值 ax jmp start6 ;跳回顯示程序 ;*紅燈閃爍程序* red: ;紅燈閃爍程序 push ax ;保護采樣值 ax mov dx,pc_ar ;8255c 口數(shù)據(jù)地址 mov

26、al,0fdh ;11111101b out dx,al ;寫數(shù)據(jù)，pc1 接紅燈，輸出低電平，紅燈 亮 call dl1s ;燈亮延時 1s mov al,0ffh ;11111111b out dx,al ;寫數(shù)據(jù)，pc1 接紅燈，輸出高電平，紅燈 滅 call dl1s ;燈滅延時 1s pop ax ;彈出保護的采樣值 ax jmp start6 ;跳回顯示程序 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 12 ;*紅綠滅程序* center: ;燈全滅程序 push ax ;保護采樣值 ax mov dx,pc_ar ;8255c 口數(shù)據(jù)地址 mov al,0ffh ;1111

27、1111b，c 摳均輸出高電平 out dx,al ;寫數(shù)據(jù)，pc0、pc1 輸出均高電平，燈全 滅 pop ax ;彈出保護的采樣值 ax jmp start6 ;跳回顯示程序 ;*短延時程序* dltime proc near ;短延時程序，近過程 ，供采樣間隔 push cx ;保護原有的 cx （采樣次數(shù) 50） mov cx,5000 ;對應 8086 主頻，5000 個周期，為 250ms loop $ ;循環(huán)，無操作 pop cx ;彈出保護的 cx ret ;返回 dltime endp ;延時程序 dltime 結束過程 ;*延時 500ms 程序* dl500ms proc

28、 near ;500ms 延時程序 ，近過程 push cx ;保護原有的 cx （采樣次數(shù) 50） mov cx,60000 ;循環(huán)次數(shù) dl500ms1: loop dl500ms1 ;循環(huán) dl500ms1 60000 次 pop cx ;彈出保護的 cx ret ;返回 dl500ms endp ;500ms 延時程序 結束過程 ;*延時 1s 程序* dl1s proc near ;1s 延時程序 ，近過程 push cx ;保護原有的 cx （采樣次數(shù) 50） mov cx,2 ;循環(huán)次數(shù) dl1s1: call dl500ms ;調用 500ms 延時程序 dl500ms loo

29、p dl1s1 ;循環(huán) dl1s1 2 次 pop cx ;彈出保護的 cx ret ;返回 dl1s endp ;1s 延時程序 結束過程 ;*8255 初始化程序* init_8255 proc near ;8255 初始化程序 ,近過程 mov dx,c_a_55 ;8255 初始化 mov al,80h ;控制字，方式 0，pa、pb、pc 均為輸出 out dx,al ;寫控制字 mov dx,pc_ar ;8255pc 口數(shù)據(jù)地址 mov al,0ffh ;al8 位均置 1，輸出高電平，燈滅 out dx,al ;寫 pc 口輸出狀態(tài) ret ;返回 init_8255 endp

30、 ;8255 初始化程序 ,結束過程 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 13 end start ;結束 start 程序 五、系統(tǒng)調試五、系統(tǒng)調試 1 1、小于、小于 30pa30pa 壓力值在 030pa 時，數(shù)碼管后三位實時顯示測量值，黃燈閃爍。 2 2、中間、中間 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 14 壓力值在 30150pa 時，數(shù)碼管后三位實時顯示測量值，黃、紅燈均熄滅。 3 3、大于、大于 150pa150pa 壓力值在 150200pa 時，數(shù)碼管后三位實時顯示測量值，紅燈閃爍。 微機原理與接口技術課程設計壓力測控系統(tǒng)的設計 1 15 六、課程

31、設計體會總結六、課程設計體會總結 回顧起這兩周的課程設計，我感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里， 可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以 前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課 程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的， 只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社 會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇 到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。在近兩周的課 程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的 檢測調試環(huán)節(jié)，以保程序的正確。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇 到了很多問題，經(jīng)過我們認真的反復修改，才得到正確的程序。 我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在 各種其它能力上也都有了提高。更重要