温度显示系统课程设计1.docx
- 文档编号:10213717
- 上传时间:2023-02-09
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:310.93KB
温度显示系统课程设计1.docx
《温度显示系统课程设计1.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《温度显示系统课程设计1.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
温度显示系统课程设计1
中文摘要
本次课程设计的题目为“温度显示系统设计”。
按要求根据提供的系统8088单元、并行接口8055单元、ADC0809数模转换单元以及数码管显示单元进行原理图绘制并连接好电路图,按图纸进行查线和处理简单故障;掌握正确的接线方法。
我的设计思路为,ADC单元中提供0-5V信号源作为ADC0809的模拟输入量。
根据电阻阻值变化引起的电压改变作为模拟量的变化来模拟温度的变化,通过启动A/D采样单元进行模/数转换,将采样的结果送入变量中。
显示部分是通过8055单元与数码管显示单元连接来完成的,编写好程序,读取采样的结果,并将结果送到数码管进行显示。
显示采用3个数码管,每个数码管显示值可为0-F共16个数。
具体的试验内容为,将ADC单元调节到一定值,通过A/D转换以及采样,从给定的端口地址来读取采样值。
再利用8055单元将读取的值送到ADC0809的端口。
利用试验箱的ADCO809单元和发光数码管显示单元,把模拟量的温度,通过制式转换显示在数码管上。
关键词:
模拟量,温度显示
目录
课程设计(论文)任务书…………………………………………………………………I
课程设计(论文)成绩评定表…………………………………………………………III
中文摘要………………………………………………………………………………………I
1设计任务描述………………………………………………………………………………01
1.1设计题目…………………………………………………………………………………01
1.2设计目的…………………………………………………………………………………01
1.3设计要求…………………………………………………………………………………01
1.4基础部分…………………………………………………………………………………02
2设计思路……………………………………………………………………………………03
3硬件电路接线图………………………………………………………………………….04
4主程序流程图………………………………………………………………………………05
5温度显示设计源程序……………………………………………………………………06
6主要芯片介绍……………………………………………………………………………09
6.18088微处理器……………………………………………………………………………09
6.2LED显示器………………………………………………………………………………10
6.3模/数转换器芯片ADC0809……………………………………………………………10
6.4可编程并行接口8255…………………………………………………………………12
总结………………………………………………………………………………………….16
致谢…………………………………………………………………………………………….17
参考文献………………………………………………………………………………………18
1设计任务描述
1.1设计题目
温度显示系统设计
1.2设计目的
通过一个学期对《微型计算机原理及应用》学习,掌握的知识还停留在理论的上。
但是这是一门实践性较强的课程,让学生在学完该课程之后,进行一次课程设计,使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来,初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法,提高分析和解决实际问题的能力。
通过设计实践,培养学生查阅专业资料,工具书或参考书,了解有关工业标准,掌握现代设计手段和软件工具,并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的能力。
通过设计,不但要培养和提高学生解决工程具体问题,动脑动手的技术工作能力,而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想,培养良好的设计习惯,牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
具体要求如下:
1、中断工作原理,显示原理,并行通信工作原理。
2、掌握8255芯片和A/D转换单元的功能、结构。
3、掌握温度显示系统的全部设计过程。
4、能运用所提到的芯片,设计系统并进行程序开发,满足用户需求。
1.3设计要求
1、总体内容:
设计温度显示系统,能在数码管上显示温度不断变化的数值。
2、接口设计:
根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并在实验系统上完成硬件电路的连接和调试过程。
3、程序设计:
画出程序框图,连接好硬件电路,设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释,进行连接加载运行。
4、前期完成的实验有:
A/D转换实验,8255并行接口实验,键盘扫描及显示设计实验。
1.4基本部分
温度显示系统是利用阻值变化引起的模拟量变化来代表不同时刻的温度变化,经过模数转换单元将温度的模拟量转换为数字量,通过系统总线单元传递给可输入并行接口8255,与键盘扫描及显示系统相连,在数码管上显示出不断变化的温度值。
显示的范围为0—255;当温度超过85摄氏度时,与8255相连的LED显示单元将会亮灯显示超过定值,这样,整个系统便完成了。
2设计思路
本次课程设计的内容为温度显示的设计与实现,我主要利用阻值变化代表温度的不断变化,将变量经模数转换单元传送至8255,通过键盘扫描及显示单元的数码管显示出数值,即是当前的温度值。
我利用ADC单元中提供0-5V信号源作为ADC0809的模拟输入量。
由于电阻阻值变化引起的电压改变。
以此变化作为模拟量的变化来模拟温度的变化,通过启动A/D采样单元进行模/数转换,将采样的结果送入变量中。
显示部分是通过8055单元与数码管显示单元连接来完成的,编写好程序,读取采样的结果,并将结果送到数码管进行显示。
显示采用3个数码管,每个数码管显示值可为0-F共16个数。
具体的试验内容为,将ADC单元调节到一定值,通过A/D转换以及采样,从给定的端口地址来读取采样值。
再利用8055单元将读取的值送到ADC0809的端口。
利用试验箱的ADCO809单元和发光数码管显示单元,把模拟量的温度,通过制式转换显示在数码管上。
以上就是我的设计思路。
3硬件电路接线图
系统的连线图主要由四个部分构成。
8255并口控制器、A/D转换单元ADC0809、键盘及数码管显示单元及系统总线构成,另外,我还设计了超温显示,利用LED显示单元。
如下图所示:
图3-1实验接线图
4主程序流程图
主程序的流程图是对整个程序的逻辑的图像表示。
具体流程如下图所示:
5温度显示设计源程序
MY8255_AEQU0600H
MY8255_BEQU0602H
MY8255_CEQU0604H
MY8255_CONEQU0606H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW16DUP(?
)
SSTACKENDS
DATASEGMENT
DTABLEDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H
DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H
VALUEDB?
XDB?
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,SS:
SSTACK
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVAL,80H
MOVDX,MY8255_CON
OUTDX,AL
LP:
MOVDX,640H
OUTDX,AL
CALLADDLY
INAL,DX
MOVVALUE,AL
MOVSI,1000
MOVAH,00H
MOVBL,100
DIVBL
MOV[SI],AL
INCSI
MOVAL,AH
MOVAH,00H
MOVBL,10
DIVBL
MOV[SI+1],AL
MOV[SI+2],AH
MOVBX,OFFSETDTABLE
MOVDI,0000H
MOVAL,[SI]
ANDAX,00FFH
ADDBX,AX
MOVAL,[BX]
MOVDX,MY8255_A
OUTDX,AL
MOVAL,0FBH
MOVDX,MY8255_B
OUTDX,AL
CALLDISPDLY
MOVBX,OFFSETDTABLE
MOVAL,[SI+1]
ANDAX,00FFH
ADDBX,AX
MOVAL,[BX]
MOVDX,MY8255_A
OUTDX,AL
MOVAL,0FDH
MOVDX,MY8255_B
OUTDX,AL
CALLDISPDLY
MOVBX,OFFSETDTABLE
MOVAL,[SI+2]
ANDAX,00FFH
ADDBX,AX
MOVAL,[BX]
MOVDX,MY8255_A
OUTDX,AL
MOVAL,0FEH
MOVDX,MY8255_B
OUTDX,AL
CALLDISPDLY
JMPLP
ADDLY:
PUSHCX
PUSHAX
MOVCX,100H
A5:
MOVAX,0800H
A6:
DECAX
JNZA7
LOOPA6
POPAX
POPCX
RET
DISPDLY:
PUSHCX
MOVCX,002FH
T1:
MOVAX,00FFH
T2:
DECAX
JNZT2
LOOPT1
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
6主要芯片介绍
6.18088微处理器
6.1.18088微处理器的引脚功能
最大模式下的引线:
MN/MX加上低电平时,8088CPU工作在最大模式下。
S2、S1、S0:
状态信号;
RQ/GT0、RQ/GT1:
总线允许请求引脚;
LOCK:
总线封锁信号;
QS1、QS0:
输出的队列状态信号;
HIGH:
最大模式时始终为高电平。
最小模式下的引线:
A16~A19/S3~S6:
这是四条时间复位、三态输出的引线;
A8~A15:
它们是三态输出引线;
AD0~AD7:
他们是地址、数据时分复用的输入信号线;
IO/M:
它是CPU的输出控制信号,用来区分访问寄存器还是访问IO端
WR:
它是CPU的输出控制信号表示真处于写状态;
DT/R:
高电平为发,低电平为收;
DEN:
该信号有效时表示有有效数据;
ALE:
表明CPU引线送出有效的数据;
RD:
读选通信号;
READY:
准备就绪信号;
INTR:
可屏蔽请求输入信号;
TEST:
进行测试的输入信号;
NMI:
非屏蔽中断输入信号,边沿触发,正跳变有效;
RESET:
复位;
INTA:
中断响应信号;
HOLD:
保持;
HLDA:
对HOLD请求的响应信号;
SSO:
状态输出线;
CLK:
时钟输入端。
6.1.2微型机计算机组成
微型计算机主要由微处理器(CPU)、主存储器(MM)、外部设备及互联设备组成,总线(数据总线、地址总线、控制总线)在各部件之间提供通信,其系统结构图如图1-1。
其中,CPU是它的核心部分,主要由Intel8086微处理器组成;主存储器用来保存程序和数据。
6.2LED显示器
6.2.1LED定义
在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二级管叫发光二级管,简称LED。
6.2.2七段LED显示器及其接口
七段LED显示器:
由七个发光段构成,每段均为1个LED二极管。
通过控制不同段的点亮和熄灭,显示出16进制数字或字符。
七段LED显示器有共阳极和共阴极两种结构,如图6-3所示的七段LED实际上包含8个LED(7段字形加上小数点DP)。
1位LED显示器有1根位选线和8根段选线,段选线控制字符的选择,位选线控制显示位的亮和暗。
图6-3七段LED显示器
6.3模/数转换器芯片ADC0809
6.3.1ADC0809芯片的引脚简介
ADC0809芯片:
DO~D7——输出数据线;
IN0~IN7——8路模拟电压输入端;
ADDA,ADDB,ADDC——路地址输入,ADDA最低位,ADDC最高位;
START——启动信号输入端,下降沿有效;
ALE——路地址锁存信号,用来锁存ADDA~ADDC的地址输入,上升沿有效;
EOC——变换结束状态结束信号,高电平表示一次变换已结束;
OE——读允许信号,高电平有效;
CLK——时钟输入端;
V(+),V(-)——参考电压输入端;VCC——电源输入;GND——接地。
其引脚排列如下图所示:
图6-4ADC0809引脚图
ADC0809的一个显著特点是,其芯片内部集成了一个8选1的模拟门,且利用ADDA~ADDC三个信号的编码来选择相应的模拟输入。
由于ADC0809输出数字信号是经由OE控制的三态门完成的,故ADC0809可以直接与系统总线连接,占用8个接口地址。
它也可以像AD574那样经可编程并行接口8255与总线连接。
6.3.2ADC0809内部结构
图6-5ADC0809内部逻辑框图
如图6-5,ADC0809具有8个通道的模拟输入线(IN0~IN7),可在程序控制下对任意通道进行A/D转换,获得8位二进制数字量(D7~D0)。
模拟输入部分有8路多路开关,可由3位地址输入ADDA、ADDB、ADDC的不同组合来选择,ALE为地址锁存信号,高电平有效,锁存这三条地址输入信号。
主体部分是采用逐次逼近式的A/D转换电路,由CLK控制的内部电路的工作,START为启动命令,高电平有效,启动ADC0809内部的A/D转换,当转换完成,输出信号EOC有效,OE为输出允许信号,高电平有效,打开输出三态缓冲器,把转换后的结果送DB。
工作过程:
1、当模拟量送至某一输入通道INi后,CPU将标识该通道编码的三位地址信号经数据线或地址线输入到ADDC、ADDB、ADDA引脚上。
2、地址锁存允许ALE锁存这三位地址信号,启动命令START启动A/D转换。
3、转换开始,EOC变低电平,转换结束,EOC变为高电平。
EOC可作为中断请求信号。
转换结束后,可通过执行IN指令,设法在输出允许OE脚上形成一个正脉冲,打开三态缓冲器把转换的结果输入到DB,一次A/D转换便完成了。
6.4可编程并行接口8255
6.4.18255引脚及功能
8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片,它具有A、B、C三个并行接口,并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。
CPU和接口之间的数据传送总是并行的,即可以同时传递8位、16位、32位等。
用+5V单电源供电,能在以下三种方式下工作:
方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。
8255的内部结构及引脚如图6-6所示:
图6-68255内部结构及引脚
具体的各引脚功能如下:
D0~D7为双向数据信号线,用来传送数据和控制字。
RD——读信号线,与其它信号线一起实现对8255接口的读操作通常接系统总线的IOR信号。
WR——为信号线,与其它信号一起实现对8255的写操作,通常接系统总线的IOW。
CS——片选信号线,当它为低电平(有效)时,才能选中该8255芯片,也才能对8255进行操作。
、
A0,A1——口地址选择信号线。
8255内部有3个口;A口,B口,C口,还有一个控制寄存器,它们可由程序寻址。
A0,A1上的不同编码可分别寻址上述3个口和一个控制寄存器。
A0,A1分别接系统总线A0和A1,它们与CS一起来决定8255的接口地址。
RESET——复位输入信号。
此端上的高电平可使8255复位。
复位后,8255的A口,B口,C口均被定为输入状态。
PA0~PA7——A口的8条输入输出信号线。
PB0~PB7——口的8条输入输出信号线。
PC0~PC7——条线根据其工作方式可作为数据的输入或输出线,也可以用作控制信号的输出或状态信号的输入线。
6.4.28255的工作方式
8255有三种工作方式:
方式0、方式1和方式2。
:
方式0——基本输入/输出
在此工作方式下,每个口都作为基本的输入输出口,C口的高4位和低4位以及A口和B口都可独立地设置为输入口和输出口。
在此工作方式下,定义为输出的口均可锁存数据,而定义为输入的口则无锁存功能。
而且,在方式0之下,C口还有按位置位和复位功能。
在方式0下,8255的16种输入输出组合如下表。
:
方式1——选通输入/输出
此工作方式下,三个端口分为A、B两组,A、B两个口仍用作数据输入输出口,而C口分成两部分,分别作为A口和B口的联络信号。
在8255A中,联络信号是3位,两个数据口,共用去C口的6位,剩余的两位仍可作为数据位使用。
方式1下A口B口均为输出,C口提供的信号功能如下:
OBF:
为输出缓冲器作用,低电平有效;ACK:
为外设响应信号,低电平有效;
INTR:
为中断请求信号,高电平有效;INTE:
为中断允许状态。
方式1下A口B口均为输入,C口提供的信号功能如下:
STB:
为低电平有效的输入选通信号;IBF:
为高电平有效的输入缓冲满信号;
:
方式2——双向选通输入/输出此工作方式只限于A组使用,它用A口的8位数据线,用C口的5位进行联络。
工作时输入输出都能被锁存。
当A口工作在方式2时,B口可以在方式0或方式1工作。
8255的初始化。
6.4.3方式控制字及状态字
在应用过程中,可以利用软件编程来指定8255的工作方式,即只要将不同的控制字装入芯片中的空置字寄存器,便可以确定8255的工作方式。
8255的控制字由8位二进制数构成。
8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图6-7所示:
图6-7置位/复位控制字格式
6.4.48255的寻址:
8255占外设编址的4个地址,即A口,B口,C口和控制寄存器各占一个外设接口地址。
对同一个地址分别可以进行读写操作。
例如,读A口可将A口的数据读出;写A口可将CPU的数据写入A口并输出。
在方式0下,8255的16种输入输出组合如
下表
表6-1:
在方式0下,8255的16种输入输出组合
A组
B组
A口(PA0---PA7)
C口(PC4---PC7)
B口(PB0---PB7)
C口(PC0---PC3)
入
入
入
入
入
入
入
出
入
入
出
入
入
入
出
出
入
出
入
入
入
出
入
出
入
出
出
入
入
出
出
出
出
入
入
入
出
入
入
出
出
入
出
入
出
入
出
出
出
出
入
入
出
出
入
出
出
出
出
入
出
出
出
出
总结
在本次设计中。
我的设计题目是温度控制系统。
在这一周的时间里,可谓是酸甜苦辣五味俱全。
我体会到了太多太多……
开始我根本不知道这个设计要从何下手,一头雾水,每天和小组的同学研究,去图书馆查资料,一点一点的把这个设计做出来。
从开始接到设计题目到系统的实现,再到《温度显示系统》设计完成,每走一步对我们来说都是新的尝试与挑战。
在这一周的课程设计中,我们学到了很多知识也有很多感受,从对许多知识的一无所知,到对相关知识有了一定了解的状态,我们开始了独立的学习和试验,查看相关的资料和书籍,让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰,使不成熟的作品一步步完善起来,每一次改进都是我们学习的收获,每一次试验的成功都会让我们兴奋好一段时间。
通过辅导老师的指导,同学们的相互帮助,我收获了很多,也通过设计增强了自己动手的能力,同时也对自己所学到的知识作一个肯定。
学好这门课程在自己今后的学习和工作中都有很大的作用,对自己以后的帮助也很大.这次课程设计给我的最大的印象就是如果自己有了兴趣,就动手去做,困难在你的勇气和毅力下是抬不了头的。
而在这次课程设计中,也是对《微型计算机原理及应用》的复习。
同时在设计中使我的编程水平提高了一大步,使我认识到合作的可贵。
这次设计涉及到很多芯片的应用,最大特点是软,硬件的结合,对动手能里的要求很大。
也使我更加的体会到,在一定程度和科技水平上,硬件和软件是可以实现对等转化的。
致谢
在这一周的设计时间里,我要感谢王庆利、踪念品老师,每次在我遇到不懂的问题的时候,他们总是不厌其烦的给我讲解。
老师们一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神,不仅授我以文,而且教我如何付诸于实践,不仅让我在学习上有了提高,更在我以后生活中影响我。
我还要感谢我组的其他成员,在我每次遇到困难,想放弃的时候,总是给我支持和鼓励。
最后,我要感谢学校给我提供机房和图书馆的资料,让我节省了很多的时间。
总之,千言万语汇成两个字:
谢谢!
参考文献
[1]郭兰英《微机原理与接口技术》清华大学出版社.2006年
[2]西安唐都科教仪器公司《32位微机原理与接口技术用户手册》2005年
[3]胡汉才《微机原理与接口技术课程设计》[M]北京:
清华大学出版,1996
[4]潘新民《微型计算机控制技术》[M]北京:
人民邮电出版社,1999.9
[5]雷丽文《微机原理与接口技术》[M]北京:
电子工业出版社,1997.2
[6]李银华《电子线路技术指导》北京航空航天大学出版社,2005
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 温度 显示 系统 课程设计