微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)——溫度報(bào)警器

1、微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)名稱：溫度報(bào)警器專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 一、 功能分析本設(shè)計(jì)采且PC微機(jī)一臺(tái)和TD-PIT+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套實(shí)現(xiàn)了溫度報(bào)警的功能，輸入由A/D轉(zhuǎn)換單元可調(diào)電位器提供05V來(lái)模擬0255的溫度，具體所能實(shí)現(xiàn)的功能如下：輸出數(shù)字量顯示在顯示器屏幕上，顯示形式為：The temperature is:XXX；輸出數(shù)字量顯示在數(shù)碼管上；當(dāng)溫度大于等于50時(shí)，報(bào)警器發(fā)出聲音報(bào)警，否則不發(fā)聲。二、 設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)中采用的芯片有ADC0809，8254和8255。1.ADC0809：ADC0809包括一個(gè)8位的逐次逼近型的ADC部分，并

2、提供一個(gè)8通道的模擬多路開(kāi)關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯。用它可直接輸入8個(gè)單端的模擬信號(hào)，分時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在多點(diǎn)巡回檢測(cè)、過(guò)程控制等應(yīng)用領(lǐng)域中使用非常廣泛。ADC0809的主要技術(shù)指標(biāo)為： ·分辨率：8位·單電源：5V·總的不可調(diào)誤差：±1LSB·轉(zhuǎn)換時(shí)間：取決于時(shí)鐘頻率·模擬輸入范圍：?jiǎn)螛O性 05V·時(shí)鐘頻率范圍：10KHz1280KHz ADC0809的外部管腳如圖1所示，地址信號(hào)與選中通道的關(guān)系如表1所示。圖1 ADC0809引腳圖表1 地址輸入線與模擬輸入端的關(guān)系A(chǔ)DDCADDBADDA模擬信號(hào)通道000IN0001IN10

3、10IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7設(shè)計(jì)中使用通道0，故ADDC,ADDB,ADDA全部接0。2.8254：8254是Intel公司生產(chǎn)的可編程間隔定時(shí)器。是8253的改進(jìn)型，比8253具有更優(yōu)良的性能。8254具有以下基本功能：(1) 有3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器；(2) 每個(gè)計(jì)數(shù)器可按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD）計(jì)數(shù)；(3) 每個(gè)計(jì)數(shù)器可編程工作于6種不同工作方式；(4) 8254每個(gè)計(jì)數(shù)器允許的最高計(jì)數(shù)頻率為10MHz（8253為2MHz）；(5) 8254有讀回命令（8253沒(méi)有），除了可以讀出當(dāng)前計(jì)數(shù)單元的內(nèi)容外，還可以讀出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。(6) 計(jì)數(shù)脈沖

4、可以是有規(guī)律的時(shí)鐘信號(hào)，也可以是隨機(jī)信號(hào)。計(jì)數(shù)初值公式為n=fCLKi÷fOUTi、其中fCLKi是輸入時(shí)鐘脈沖的頻率，fOUTi是輸出波形的頻率。圖2是8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和引腳圖，它是由與CPU的接口、內(nèi)部控制電路和三個(gè)計(jì)數(shù)器組成。8254的工作方式如下述：(1) 方式0：計(jì)數(shù)到0結(jié)束輸出正躍變信號(hào)方式。(2) 方式1：硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式。(3) 方式2：頻率發(fā)生器方式。(4) 方式3：方波發(fā)生器。(5) 方式4：軟件觸發(fā)選通方式。(6) 方式5：硬件觸發(fā)選通方式。圖2 8254內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖8254的控制字有兩個(gè)：一個(gè)用來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)器的工作方式，稱為方式控制字；另一個(gè)用來(lái)設(shè)

5、置讀回命令，稱為讀回控制字。這兩個(gè)控制字共用一個(gè)地址，由標(biāo)識(shí)位來(lái)區(qū)分?？刂谱指袷饺鐖D3所示。圖3 8254方式控制字格式利用8254的方式3“方波發(fā)生器”，將對(duì)應(yīng)發(fā)聲頻率的計(jì)數(shù)初值寫入計(jì)數(shù)器，就可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的方波。計(jì)數(shù)初值的計(jì)算如下： 計(jì)數(shù)初值 輸入時(shí)鐘 ÷ 輸出頻率輸入時(shí)鐘采用系統(tǒng)總線上CLK(1.041667MHz)，報(bào)警時(shí)寫入初值為1047，發(fā)聲頻率即為1041667/1047Hz，然后調(diào)用一個(gè)軟件延時(shí)程序，再將0001寫入初值，發(fā)聲頻率變?yōu)?041667/1Hz。由于正常人耳能聽(tīng)到的頻率范圍為2020KHz，所以1041667Hz是聽(tīng)不到的，也就達(dá)到了消聲的目的。設(shè)計(jì)中正是

6、不斷執(zhí)行“判斷溫度大于等于50發(fā)聲消聲再判斷”這個(gè)循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警的功能。3.8255：8255可編程外圍接口芯片是Intel公司生產(chǎn)的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三個(gè)并行接口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0-基本輸入/出方式、方式1-選通輸入/出方式、方式2-雙向選通工作方式。8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖4所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/復(fù)位控制字格式如圖5所示。圖4 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖圖5 8255工作方式控制字格式及C口置位/復(fù)位控制字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的鍵盤及數(shù)碼管顯示單元提供了4行×4列共16個(gè)按鍵，4個(gè)7段數(shù)碼管也接成掃描電路方

7、式。共用段位控制信號(hào)ADp，各自獨(dú)立的公共端及列選擇信號(hào)X1X4，行掃描信號(hào)為Y1Y4。電路原理如圖6所示。圖6 鍵盤及數(shù)碼管顯示單元電路原理圖8255的A，B口均為輸出且為方式0，其中PA0PA3接X(jué)1X4用來(lái)選中需要顯示的數(shù)碼管；PB0PB7接共用段位控制信號(hào)ADp，控制各個(gè)數(shù)碼管具體顯示的內(nèi)容。4.接線圖：綜上所述，接線圖如圖7所示：圖7 設(shè)計(jì)接線圖對(duì)于此圖有以下兩點(diǎn)需要說(shuō)明：(1)系統(tǒng)總線上的XA2，XA3分別接芯片的A0，A1，因此芯片的地址要在片選基礎(chǔ)上左移兩位，即*4，例如8255片選接IOY2，則方式字地址為IOY2+03H*4 ，A口地址為IOY2+00H*4 ；(2)作圖軟

8、件中ADC0809無(wú)CS端，故采用了如圖的連接方式，實(shí)際中只需將系統(tǒng)總線IOY0與ADC0809的CS連接即可。三、 軟件流程圖四、 軟件代碼；*根據(jù)CHECK配置信息修改下列符號(hào)值*IOY0 EQU 0E000HIOY1 EQU 0E040HIOY2 EQU 0E080H；*AD0809 EQU IOY0+00H*4MY8254_0 EQU IOY1+00H*4MY8254_MODE EQU IOY1+03H*4MY8255_A EQU IOY2+00H*4MY8255_B EQU IOY2+01H*4MY8255_MODE EQU IOY2+03H*4DATA SEGMENTSTR DB

9、'The temperature is: $'DTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,67H ；初始化緩沖用于存放鍵值DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,MY8255_MODE ；初始化8255工作方式MOV AL,80HOUT DX,ALMOV DX,MY8254_MODE ；初始化8254工作方式MOV AL,37HOUT DX,ALLOOP1:MOV DX,AD0809 ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換OUT DX,ALM

10、OV DX,OFFSET STR ；在屏幕上顯示字符串“The temperature is:”MOV AH,9INT 21HMOV DX,AD0809 ；讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果IN AL,DXMOV CL,ALCMP AL,32H ；判斷是否小于32HJB LOOP2MOV DX,MY8254_0 ；將計(jì)數(shù)初值1047裝入8254計(jì)數(shù)器0， 發(fā)出對(duì)應(yīng)頻率聲音MOV AL,47HOUT DX,ALMOV AL,10HOUT DX,ALCALL DALLYMOV DX,MY8254_0 ；將計(jì)數(shù)初值0001裝入8254計(jì)數(shù)器0，停止發(fā)聲MOV AL,01HOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX

11、,ALLOOP2:MOV AL,0FDH ；選中X2對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管MOV DX,MY8255_AOUT DX,ALMOV AH,00H ；將結(jié)果轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，將百位顯示在屏幕上MOV AL,CLMOV BL,64HDIV BLMOV CH,AHADD AL,30HMOV DL,AL MOV AH,02HINT 21HSUB AL,30H ；將百位顯示在數(shù)碼管上，并調(diào)用延時(shí)子程序MOV BX,OFFSET DTABLEAND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DALLYMOV AL,0FBH ；選中X3對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管MOV

12、DX,MY8255_AOUT DX,ALMOV AL,CH ；將十位顯示在屏幕上MOV AH,00HMOV BL,0AHDIV BLMOV CH,AHADD AL,30HMOV DL,ALMOV AH,02HINT 21HSUB AL,30H ；將十位顯示在數(shù)碼管上，并調(diào)用延時(shí)子程序MOV BX,OFFSET DTABLEAND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DALLYMOV AL,0F7H ；選中X4對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管MOV DX,MY8255_AOUT DX,ALADD CH,30H ；將個(gè)位顯示在屏幕上MOV DL

13、,CHMOV AH,02HINT 21HSUB CH,30H ；將個(gè)位顯示在數(shù)碼管上，并調(diào)用延時(shí)子程序MOV AL,CHMOV BX,OFFSET DTABLEAND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DALLYMOV DL,0DH ；回車，置光標(biāo)到行首MOV AH,02HINT 21HMOV AH,1 ；判斷是否有按鍵按下INT 16HJNZ QUIT ；無(wú)按鍵則跳回繼續(xù)循環(huán)，有則退出JMP LOOP1QUIT: MOV AX,4C00H ；返回到DOSINT 21HDALLY PROC NEAR ；軟件延時(shí)子程序P

14、USH CXPUSH AXMOV CX,4000HD1: MOV AX,0600HD2: DEC AXJNZ D2LOOP D1POP AXPOP CXRETDALLY ENDPCODE ENDS END START五、 設(shè)計(jì)收獲通過(guò)緊張有序的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，不僅讓我對(duì)ADC0809，8254，8255的原理，連接有了進(jìn)一步的理解，更重要的是學(xué)會(huì)如何使用這些芯片解決實(shí)際問(wèn)題，這讓我的動(dòng)手能力有了很大的提高，自信心也增強(qiáng)了。在課程設(shè)計(jì)中能夠自己動(dòng)腦解決所遇到的問(wèn)題，書(shū)本上的知識(shí)有了用武之地，鞏固和深化了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中遇到了的問(wèn)題基本上都是關(guān)于如何控制報(bào)警方面的，關(guān)于8254控制發(fā)聲課本上沒(méi)有涉及，通過(guò)查資料才知道采用方式3的方法。第一次運(yùn)行程序時(shí)，只要溫度大于等于50時(shí)就開(kāi)始報(bào)警，但不會(huì)停，于是想到了在每次報(bào)警之后加上一個(gè)消聲的程序段，然而結(jié)果是溫度超過(guò)50也不響，最終才想到在兩者之前加上軟件延時(shí)，才能基本上完美實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。通過(guò)這次實(shí)踐，我相信，只要自己在每一次實(shí)踐中都能仔細(xì)思考，課程設(shè)計(jì)其實(shí)都不會(huì)很難，關(guān)鍵在于自己能不能認(rèn)真思考，能不