基于8086的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)說明

./《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)__葉陽__0945531210__09電信2班專業(yè)：電子信息工程學(xué)院：電氣與信息工程學(xué)院XX科技大學(xué)X家港校區(qū)20xx6月目錄1.理論部分31.1課題要求與內(nèi)容31.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)31.2.1實(shí)驗(yàn)器材3實(shí)驗(yàn)總體框圖：41.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)41.3.1所用芯片與原理簡(jiǎn)介：4分部原理圖片：81.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)101.4.1A/D轉(zhuǎn)換部分101.4.28254和8259模塊111.4.3中斷程序122.實(shí)踐部分132.1系統(tǒng)硬件原理簡(jiǎn)介132.2系統(tǒng)硬件調(diào)試中出現(xiàn)的問題與解決措施132.2.18254計(jì)數(shù)器模塊132.2.20809AD轉(zhuǎn)換與8255顯示模塊142.3系統(tǒng)軟件14軟件設(shè)計(jì)143.課程設(shè)計(jì)心得194.附錄20基于8086的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)摘要：數(shù)字電壓表利用模-數(shù)轉(zhuǎn)換原理測(cè)量電壓值,并以數(shù)字形式顯示測(cè)量結(jié)果的儀表。本課題基于8086系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件程序,采用A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片0809將采集的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,通過并行接口芯片8255A在數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示,并且采用8254和8259A芯片設(shè)置采樣時(shí)間以與產(chǎn)生中斷。關(guān)鍵字：數(shù)字電壓表,0809,8255,8259,數(shù)碼管1.理論部分1.1課題要求與內(nèi)容課題：設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表課題內(nèi)容與要求：使用0809芯片,獲取電壓數(shù)據(jù)；通過8255A芯片,使數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示；使用8254芯片,通過按鍵設(shè)置采樣時(shí)間,比如60s采集一次；使用8259A芯片,采樣時(shí)間結(jié)束后產(chǎn)生中斷,采集電壓數(shù)據(jù)；附加要求：使用8251芯片,通過串口在PC機(jī)上的串口調(diào)試助手顯示實(shí)時(shí)電壓信號(hào)。1.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)器材表1實(shí)驗(yàn)器件實(shí)驗(yàn)器材名稱數(shù)量備注PC機(jī)一臺(tái)唐都實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)使用的芯片0809一片8255一片8254一片8259一片實(shí)驗(yàn)總體框圖：初始化初始化8254和8259,設(shè)置工作方式和計(jì)數(shù)方式,進(jìn)行計(jì)數(shù)采樣,啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換,分析結(jié)果并進(jìn)行顯示初始化8255工作方式軟件延時(shí)子程序換碼用8255軟件延時(shí)子程序換碼用8255顯示在實(shí)驗(yàn)箱數(shù)碼管上顯示結(jié)果在屏幕上圖1方案設(shè)計(jì)框圖1.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)所用芯片與原理簡(jiǎn)介：A/D轉(zhuǎn)換器0809ADC0809的引腳圖如下圖所示：圖20809引腳圖ADC0809是雙列直插式8位A/D轉(zhuǎn)換芯片,具有8路模擬量輸入線,可在程序控制下對(duì)任意一路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,得到8位二進(jìn)制數(shù)字量。ADC0809包括一個(gè)8位的逐次逼近型的ADC部分,并提供一個(gè)8通道的模擬多路開關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯。用它可以直接輸入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X圍：?jiǎn)螛O性0~5V時(shí)鐘頻率X圍：10KHz~1280KHzA/D轉(zhuǎn)換方法：IN0單極性輸入電壓與轉(zhuǎn)換后數(shù)字的關(guān)系為：N=Ui/〔Uref/256〕其中Ui為輸入電壓,Uref為參考電壓〔+5V〕本設(shè)計(jì)中電壓模擬量從ADC0809的IN0端輸入。并行接口芯片82558255A的引腳圖如下圖所示：圖38255A引腳圖8255A是一個(gè)40引腳的雙列直插式并行接口芯片。8255芯片內(nèi)部有3個(gè)8位的輸入輸出端口,即A口,B口和C口。從內(nèi)部控制角度來講,可分為兩組：A組和B組；A組控制模塊管理A口和C口的高四位,B組控制模塊管理B口和C口的第四位。8255的三種工作方式：方式0：基本輸入輸出方式；方式1：選通型輸入輸出方式；方式2：雙向數(shù)據(jù)傳送方式。本設(shè)計(jì)中使用8255端口A輸出LED數(shù)碼管的位選信號(hào)和端口B輸出段碼信號(hào)用于控制數(shù)碼管對(duì)電壓值的顯示。3〕定時(shí)計(jì)數(shù)芯片8254：8254芯片的引腳圖如下圖所示：圖48254引腳圖8254芯片是一款使用十分廣泛的可編程定時(shí),計(jì)數(shù)芯片,其主要功能是定時(shí)和計(jì)數(shù)的功能。8254芯片主要由四部分組成：1.數(shù)據(jù)總線緩沖器；2.讀寫邏輯；3.控制字寄存器；4.計(jì)數(shù)器；8254的工作方式：方式0：計(jì)數(shù)到0結(jié)束輸出正躍變信號(hào)方式；方式1：硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式；方式2：頻率發(fā)生器方式；方式3：方波發(fā)生器；方式4：軟件觸發(fā)選通方式；方式5：硬件觸發(fā)選通方式。4〕中斷控制芯片8259A8259A的引腳圖如下圖所示：圖58259A引腳圖8259A是為了進(jìn)行中斷控制而設(shè)計(jì)的芯片,它是可以用程序控制的中斷控制器。單個(gè)的8259A能管理8級(jí)向量優(yōu)先級(jí)中斷。在不增加其他電路的情況下,最多可以級(jí)聯(lián)成64級(jí)的向量優(yōu)級(jí)中斷系統(tǒng)。8259A有多種工作方式,能用于各種系統(tǒng)。各種工作方式的設(shè)定是在初始化時(shí)通過軟件進(jìn)行的。在總線控制器的控制下,8259A芯片可以處于編程狀態(tài)和操作狀態(tài),編程狀態(tài)是CPU使用IN或OUT指令對(duì)8259A芯片進(jìn)行初始化編程的狀態(tài)。5〕8段LED數(shù)碼管：表2：共陰極數(shù)碼管字形代碼顯示字形gfedcba段碼001111113fh1000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fh本設(shè)計(jì)用2位8段LED數(shù)碼管分別顯示電壓值〔電位器模擬電壓〕的十位和個(gè)位部分。分部原理圖片：A/D轉(zhuǎn)換模塊0809：圖6A/D轉(zhuǎn)換模塊并行接口模塊8255：圖7并行接口8255模塊設(shè)置采樣時(shí)間模塊8253：圖8采樣時(shí)間模塊8253設(shè)置中斷模塊8259：圖9設(shè)置中斷模塊82591.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1.4.1A/D轉(zhuǎn)換部分將結(jié)果顯示在電腦屏幕上將BUFFE空間中的結(jié)果轉(zhuǎn)換至AL中在屏幕上顯示字符串AD0809將結(jié)果顯示在電腦屏幕上將BUFFE空間中的結(jié)果轉(zhuǎn)換至AL中在屏幕上顯示字符串AD0809讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果將結(jié)果存入BUFFE空間開始啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換換碼用8255顯示在實(shí)驗(yàn)箱數(shù)碼管上返回至中斷結(jié)束圖10A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換部分和8259模塊開始開始計(jì)數(shù)器2初始8254并設(shè)置工作方式3輸1.8432MHz至CLK2進(jìn)行100分頻初始化8254設(shè)置工作方式：計(jì)數(shù)器0,方式3輸出至CLK0,計(jì)數(shù)0進(jìn)行18432次分頻得到1HZ方波初始化計(jì)數(shù)1,設(shè)置工作方式0,進(jìn)入計(jì)數(shù)初值〔鍵盤鍵入〕計(jì)數(shù)完成,進(jìn)入中斷圖118254和8259部分中斷程序結(jié)束結(jié)束開中斷恢復(fù)PCI_INTCSR恢復(fù)INTR中斷矢量恢復(fù)INTR中斷屏蔽字開始關(guān)中斷打開INTR中斷屏蔽位初始化PCI_INTCSR替換INTR中斷矢量開中斷關(guān)中斷進(jìn)入A/D采集模塊否否計(jì)數(shù)是否完成計(jì)數(shù)是否完成是是圖12中斷部分2.實(shí)踐部分2.1系統(tǒng)硬件原理簡(jiǎn)介硬件設(shè)計(jì)總圖如下圖：圖13硬件原理總圖2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試中出現(xiàn)的問題與解決措施8254計(jì)數(shù)器模塊在調(diào)試中把計(jì)數(shù)器1輸出連接至LED燈〔檢驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)入中斷程序〕時(shí),燈并未出現(xiàn)閃爍而是持續(xù)低電平,檢查程序發(fā)現(xiàn),端口存儲(chǔ)器未改動(dòng)。修改后又持續(xù)高電平,還是未見閃爍,經(jīng)過田老師檢查發(fā)現(xiàn)電路接線錯(cuò)誤,后改正能使燈閃即可以進(jìn)入中斷。0809AD轉(zhuǎn)換與8255顯示模塊在調(diào)試過程中將電位器的ADJ端接到0809的IN0口作為模擬信號(hào)輸入,但是調(diào)節(jié)旋鈕發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)沒有任何變化,然后我們嘗試用以前微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)的程序控制0809還是沒有任何變化,初步認(rèn)為是電位器損壞無法使用,換過數(shù)次試驗(yàn)臺(tái)后能顯示00——FF的電壓變化。2.3系統(tǒng)軟件軟件設(shè)計(jì)程序如下：IOY0EQU3000H;片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址IOY1EQU3040H;片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址AD0809EQUIOY1;AD0809的端口地址MY8255_AEQUIOY0+00H*4;8255的A口地址MY8255_BEQUIOY0+01H*4;8255的B口地址MY8255_CEQUIOY0+02H*4;8255的C口地址MY8255_MODEEQUIOY0+03H*4;8255的控制寄存器地址IOY2EQU3080H;片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址MY8254_COUNT0EQUIOY2+00H*4;8254計(jì)數(shù)器0端口地址MY8254_COUNT1EQUIOY2+01H*4;8254計(jì)數(shù)器1端口地址MY8254_COUNT2EQUIOY2+02H*4;8254計(jì)數(shù)器2端口地址MY8254_MODEEQUIOY2+03H*4;8254控制寄存器端口地址IOY3EQU30C0H;片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址MY8259_ICW1EQUIOY3+00H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW1端口地址MY8259_ICW2EQUIOY3+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW2端口地址MY8259_ICW3EQUIOY3+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW3端口地址MY8259_ICW4EQUIOY3+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW4端口地址MY8259_OCW1EQUIOY3+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW1端口地址MY8259_OCW2EQUIOY3+00H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW2端口地址MY8259_OCW3EQUIOY3+00H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW3端口地址INTR_IVADDEQU01C8H;INTR對(duì)應(yīng)的中斷矢量地址INTR_OCW1EQU0A1H;INTR對(duì)應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW1地址INTR_OCW2EQU0A0H;INTR對(duì)應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW2地址INTR_IMEQU0FBH;INTR對(duì)應(yīng)的中斷屏蔽字STACK1SEGMENTSTACKDB256DUP<?>STACK1ENDSDATASEGMENTDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HCUNDB256DUP<?>MESDB'Pressnumbertosetinterrupttime!',0AH,0DH,0AH,0DH,'$'STR1DB'AD0809:IN0$';定義顯示的字符串BUFFEDB2DUP<?>CS_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAKDB?;保存INTR原中斷屏蔽字的變量DATAENDSCODESEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVSI,OFFSETCUNCALLMY_8259CALLMY_8254CALLMY_0809QUERY:CALLDISPLAY1MOVAH,1;判斷是否有按鍵按下INT16HJNZQUIT;有按鍵則退出 MOVDX,MY8259_OCW3;向8259的OCW3發(fā)送查詢命令MOVAL,0CHOUTDX,ALINAL,DX;讀出查詢字TESTAL,80H;判斷中斷是否已響應(yīng)JZQUERY;沒有響應(yīng)則繼續(xù)查詢CALLMY_8254CALLMY_0809CALLDISPLAY1CALLMY_8259JMPQUERYQUIT:MOVAX,4C00H;結(jié)束程序退出INT21H;***********************************8254*******************************;*********************************************************************MY_8254PROCNEARMOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVAL,0B6H;計(jì)數(shù)器2,方式3OUTDX,ALMOVDX,MY8254_COUNT2;裝入計(jì)數(shù)初值MOVAL,64H;100分頻OUTDX,ALMOVAL,00HOUTDX,ALMOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVAL,36H;計(jì)數(shù)器0,方式3OUTDX,ALMOVDX,MY8254_COUNT0;裝入計(jì)數(shù)初值MOVAL,00H;18432分頻OUTDX,ALMOVAL,48HOUTDX,ALMOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVAL,74H;計(jì)數(shù)器1,方式0OUTDX,ALMOVAH,09HMOVDX,OFFSETMESINT21HMOVAH,01HINT21HSUBAL,30HMOVBL,0AHMULBLMOV[SI],ALMOVAH,01HINT21HSUBAL,30HMOVBL,[SI]ADDAL,BLMOVDX,MY8254_COUNT1;裝入計(jì)數(shù)初值;MOVAL,02H;計(jì)數(shù)2秒OUTDX,ALMOVAL,00HOUTDX,ALRETMY_8254ENDP;**************************8259********************************;**************************************************************MY_8259PROCNEARMOVDX,MY8259_ICW1;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW1MOVAL,13H;邊沿觸發(fā)、單片8259、需要ICW4OUTDX,ALMOVDX,MY8259_ICW2;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW2MOVAL,08HOUTDX,ALMOVDX,MY8259_ICW4;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW4MOVAL,01H;非自動(dòng)結(jié)束EOIOUTDX,ALMOVDX,MY8259_OCW1;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW1MOVAL,0FCH;打開IR0和IR1的屏蔽位OUTDX,ALRETMY_8259ENDP;*************************0809**************************;FUNCTION:;NAME:;*******************************************************MY_0809PROCNEAR ;采樣PUSHDXPUSHCXPUSHAXMOVDX,AD0809;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換OUTDX,ALCALLDALLY MOVDX,OFFSETSTR1;顯示字符串AD0809:IN0 MOVAH,9 INT21HMOVDX,AD0809;讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果INAL,DXMOVCH,AL;分析結(jié)果進(jìn)行顯示ANDAL,0F0HMOVCL,04HSHRAL,CL;取出數(shù)據(jù)的十位 MOVBUFFE,AL CMPAL,09HJGA1ADDAL,30HJMPA2A1: ADDAL,37H;對(duì)A～F的處理A2:MOVDL,AL;對(duì)0～9的處理MOVAH,02H INT21HMOVAL,BUFFE MOVBX,OFFSETDATAXLATMOV[SI],ALMOVAL,CHANDAL,0FH;取出數(shù)據(jù)的各位MOVBUFFE,ALCMPAL,09HJGA3 ADDAL,30H JMPA4A3: ADDAL,37H;對(duì)A～F的處理A4: MOVDL,AL;對(duì)0～9的處理MOVAH,02H INT21HMOVAL,BUFFEMOVBX,OFFSETDATAXLAT INCSI MOV[SI],AL POPAXPOPCXPOPDX RETMY_0809ENDP;**************************DISPLAY1**********************;*********************************************************DISPLAY1PROCNEAR PUSHAXPUSHDXMOVDX,MY8255_MODE;初始化8255工作方式MOVAL,81H;方式0,A口、B口輸出,C口低4位輸入 OUT