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湖湖南南人人文文科科技技学学院院 课课程程设设计计报报告告 课课 程程 名名 称称 微机接口技术与应用课程设计微机接口技术与应用课程设计 设设 计计 题题 目目 微机数据采集系统设计微机数据采集系统设计 系系 别 别 计算机科学技术系计算机科学技术系 专专 业 业 计算机科学与技术专业计算机科学与技术专业 组组 别 别 09 级计科二班第四组级计科二班第四组 组组 员 员 刘振辉刘振辉 胡雨婷胡雨婷 韩毅韩毅 张鹏张鹏 伍佳伍佳 学学 号号 09408217 09408218 09408219 09408220 09408221 起起 止止 日日 期期 2012 6 10 2012 6 24 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 II 指指 导导 教教 师师 刘刘 庆庆 课程设计题目微机数据采集系统设计 组号第四组班级09 级计科二班 系别计算机科学技术系专业计算机科学与技术专业 组长张鹏 09408220 组员 刘振辉 09408217 胡雨婷 09408218 韩毅 09408219 伍佳 09408221 指导教师刘庆 课程 设计 目的 通过微机数据采集系统设计实验 熟悉数据采集设计与程序控制方法 课程 设计 环境 1 PC 机 2 Windows 2000 3 MFID 多功能微机实验平台 含 PCI 总线驱动板 4 MF2KI 集成开发环境 5 VC 6 0 6 MASM 课程 设计 要求 1 掌握接口硬件开发平台的使用方法 利用现有的实验平台和 PC 机 组成 一个微机模拟应用系统 结合一个实际的接口技术问题在实验台上编程 模拟实现 2 单通道采集数据并显示 3 多通道循环采集数据并显示 4 掌握基本接口电路的综合应用 5 微机接口技术及接口芯片的综合应用 日期工 作 内 容 2012 6 10 搜集相关的设计资料 确定选题 2012 6 11 6 12 搜集并熟悉相关课题资料 整理出设计思路 2012 6 13 将整体思路模块化 并对本组成员进行工作 分组 2012 6 14 6 18 整理思路 画出工作流程图和设计原理图 2012 6 19 2012 6 22 着重编写和调试运行程序 课程 设计 工作 进度 计划 2012 6 23 结合硬件配置系统环境 并进行系统验证 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 III 2012 6 24 整理所有资料撰写电子文档 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 1 目录目录 一 一 课程设计要求和任务课程设计要求和任务 2 2 二 二 课程设计题目课程设计题目 2 2 三 三 课程设计平台环境课程设计平台环境 2 2 四 四 任务分配任务分配 2 2 五 五 设计与实现设计与实现 2 2 1 设计思想 2 2 分析 3 3 设计 3 4 原理图 PCB 图 流程图 4 5 软件设计程序 7 6 设计计算结果 12 7 调试与操作说明 12 六 六 感想体会感想体会 1212 七 七 参考文献参考文献 1313 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 2 一 一 课程设计题目课程设计题目 第 4 题 微机数据采集系统设计 二 二 课程设计平台环境课程设计平台环境 MF 软件采用系统集成技术 把实验程序的开发工具 故障诊断程序和外设 模块演示程序集成在一个环境中 构成一个用户程序集成开发环境 IDE Integrated Development Environment 用户程序的编辑 编译 连 接 运行和修改的全过程都在一个集成的环境中完成 大大提高了编程的效 率 这个环境目前已有 4 个版本 每个版本提供了内容丰富的汇编语言和 C C 语言开发软件包 并以全屏幕窗口环境的形式供用户使用 三 三 任务分配任务分配 1 资料收集 文档整理 刘振辉 胡雨婷 2 原理图 PCB 图 流程图 韩毅 3 程序编写 张鹏 伍佳 四 四 设计与实现设计与实现 1 1 设计思想设计思想 首先 根据实验要求 设计 A D 数据采集电路 然后 按照电路原理 选用一些元器件 在面包板上分别搭建电路模块 由于实验中要用到 MFID 多功能微机实验平台板上的 8255A 作接口控制信号 所以要用两 头带插针的软导线 通过 26 芯电缆的插孔将 8255A 的输出信号接入面 包板 这样整个的组成了 A D 数据采集系统的硬件 然后 编写 A D 数据采集系统的控制程序 并进行调试 最后 加入软件控制程序 对接口进行驱动 组成了 A D 数据采集系统 A D 数据采集模块 平台板 微机组成的数据采集系统框图 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 3 如图 1 所示 2 2 分析分析 要实现上述设计要求 至少需要考虑 被控对象 ADC0809 的特性 接口 电路结构形式 ADC0809 的外部特性 ADC 的外部引脚如图 1 从图中 可以看出 ADC0809 有八个模拟 量输入端 IN0 IN7 相应设 置 3 根模拟量通道地址线 ADDA ADDC 用以编码来选择 8 个 模拟量输入通道 并且还设置 1 根地址锁存允许信号 ALE 高电 平有效 当 ALE 变高 锁存由 ADDa ADDc 编码所选中的通道号 将 该通道的模拟量接入 A D 转换 器 ADC0809 的分辨率为 8 位 有 8 根数字量输出线 D0 D7 带有三态输出锁存器 并设置了 1 根输出 允许信号 OE 高电平有效 当读数据时 要使 OE 置高 打开三态输出 锁存器 把转换的数字量送到数据线上 ADC0809 的转换启动信号是 START 高电平有效 转换结束信号 EOC 转换 过程中为低电平 转换完毕变为高电平 可利用 EOC 的上升沿申请中断 或作查询之用 3 3 设计设计 1 A DA D 数据采集模块电路数据采集模块电路 本外设模块采用 8855A 作为接口电路 其中 PA0 PA7 接数据线 其 低三位与通道地址线 ADDA ADDC 相连 即将通道号写入 A 口 另外 转 换后的数据从 A 口读入 CPU PC0 连接 START 和 ALE 信号 高电平有效 短型电缆 总线驱动板 微 机 平台板 50 芯 并 口 A D 数据 采集模块 26 芯 J5J1 图 1 A D 数据采集系统图 示图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 D3 IN2 IN1 IN0 D0 D1D2 D4 D5 D6 D7 VREF VREF VCC START EOC OE CLOCK GND ADDA ADDB ADDC ALE ADC080 9 ADC080 8 图2 ADC0809引线图 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 4 表示启动转换 PC1 连接输出允许信号 OE 当查询方式时 PC4 连接 EOC 信号 转换过程中 PC4 为 0 当转换完毕时 PC4 为 1 2 设计方法及其原理 设计方法及其原理 通过 ADC0809 数模转换器将由电位器转动所产生的模拟信号转换为数字信 号 然后通过 8255A 并行接口送入内存并显示在窗口中 4 4 原理图 原理图 PCBPCB 图 流程图图 流程图 1 1 原理图如下 原理图如下 2 PCB 2 PCB 图如下 图如下 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 5 3 3 程序流程图程序流程图 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 6 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 7 5 5 软件设计程序软件设计程序 C C 语言语言 include include include int choose channel 选择通道函数 void main void int ch n pa i pc4 clrscr printf Please input the a d channel NO 0 7 ch choose channel printf During the process press any key to exit n do outportb 0 x303 0 x88 初始化 8255 状态字 A 口输 出 outportb 0 x300 ch 送通道号至 A 口 outportb 0 x303 0 x01 使 PC0 置高发启动信号 outportb 0 x303 0 x03 pc1 置 1 进行地址锁存 delay 100 outportb 0 x303 0 x02 pc1 0 outportb 0 x303 0 x98 重写 8255 方式字 A 口输入 C 口低四位输出 C 口高四位输入 outportb 0 x303 0 x04 pc2 0 do pc4 inportb 0 x302 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 8 while pc4 0 查询 PC4 的状态 直至为高 电位 即 转换完成 outportb 0 x303 0 x05 pc2 1 允许读转换结果 pa inportb 0 x300 0 x77 0 xff 读转换结果 printf nTempreture is d degree n pa 显 示转换结果 delay 100 while kbhit 有任意键按下即退出转换 int choose channel int c do c getchar 输入通道号 c c 48 输入通道号 if c7 printf nThe ad channel NO is wrong nBe sure it is between 0 and 7 nPlease input the NO again 通道号有误时 显示出错信息 并要 求再次输入正确的通道号 else break 通道号正确时 跳出循环 while 1 return c 返回正确的通道号 汇编语言汇编语言 sseg segment para stack stack 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 9 dw 200 dup sseg ends dseg segment para public data message db If you want to quit A D convert please press ESC db 0dh 0ah input message db input number of A D channel db 0dh 0ah error message db input incorrect A D channel 0dh 0ah db please input number of A D channel again db temp db dseg ends cseg segment para public code assume ss sseg cs cseg ds dseg a dpo proc far start mov ax sseg mov ss ax mov ax dseg mov ds ax mov ah 9 显示提示信息 mov dx seg message mov ds dx mov dx offset message int 21h mov ah 9 提示输入通道号 mov dx seg input message mov ds dx mov dx offset input message int 21h input mov ah 8 检查输入通道号是否有错 int 21h cmp al 0 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 10 jb error cmp al 7 ja error sub al 30h mov temp al 若无错 则保存通道号 jmp begin error mov ah 9 显示出错信息 mov dx seg error message mov ds dx mov dx offset error message int 21h jmp input begin mov dx 303h 初始化8255状态字 A口 输出 mov al 88h out dx al mov dx 300h 送通道号至A口 mov al temp out dx al mov dx 303h mov al 3h out dx al PC1置1进行地址 锁存 mov dx 303h mov al 98h out dx al 重写8255方式字 A口 输入 C口低四位输出 C口高四位输入 lop mov dx 303h 使PC0置高发启动信号 mov al 1h out dx al mov cx 0f00h delay lop1 loop lop1 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 11 mov dx 303h mov al 0h out dx al lopsub mov dx 302 in al dx and al 10h jz lopsub mov dx 303h mov al 5h out dx al mov dx 300h in al dx push ax show and al 0f0h 显示高4位 shr al 4 cmp al 9 ja hex add al 30h jmp next hex add al 37h next mov dl al mov ah 2 int 21H pop ax and al 0fh 显示低4位 cmp al 9 ja hex1 add al 30h jmp next1 hex1 add al 37h next1 mov dl al mov ah 2 int 21h mov dl 13 向屏幕送回车符 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 12 mov ah 2 int 21h mov dl 10 向屏幕送换行符 mov ah 2 int 21h mov ah 0bh 检测是否有ESC键按下 int 21h inc al jnz lop 若无键按下 则继续采 集 quit mov ax 4c00h 程序退出 int 21h a dpo endp cseg ends end start 6 6 设计计算结果设计计算结果 预设通道号为 3 计算结果为 0 100 7 7 调试与操作说明调试与操作说明 硬件连接硬件连接 将面包板上的一根导线接在实验平台 12 伏的电源上 然后将 ADC0809 转换器上 CLK 引脚的一根导线接在实验平台 TP3 上的 CLK 处 软件软件 在 MF2KI 中打开程序 Caex cpp 进行编译及运行 在 DOS 窗口中显示 调试结果 通过输入预设通道号 3 显示采集的数据 然后转动电位器 在屏幕上显示采集到的数据在变化 当最大时结果为 100 最小时结果 为 0 与程序计算结果吻合 调试成功 五 五 感想体会感想体会 计算机科学技术系 09 级本二班 接口课程设计报告 第四组 13 1 通过该课程设计 我们进一步了解了数据采集程序设计原理和方法 了解了一些电子元件的特性和用法 更重要的是了解了在实际应用中解 决一些问题的基本方法和思想 2 对以前所学的知识又重新有了认识 把整个分散的知识结合在了一 起 不仅对这个实验有进一步的了解 也让我对计算机硬件方面有了更 大的兴趣 于是又顺便问了有关单片机的一些问题 3 总的来说 这次实验让我们知道计算机的应用很广泛 单片机的应 用也同样广泛 只是我们能否运用所学的知识做出很有价值的东西 这 次课程设计就给了我们一个动脑 动手的机会 六 六 参考文献参考文献 1 刘乐善 微机接口技术原理及应用 华工大出版社 2 沈美明 IBM PC 汇编语言程序