温度计显示设计

1、百度文邸-让每个人平等地捉升自我1设计任务描述设计题目温度显示系统设讣2设计目的通过一个学期对微型讣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 程设讣，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。通过设汁，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

2、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：设讣温度显示系统，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 在实验系统上完成硕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：

3、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0255；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。-3-2设计思路2. 1基本思路本次课程设计的内容为温度显示的设计与实现，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

4、 管显示出数值，即是当前的温度值。2. 2设计原理首先利用程序硬性规定分、秒的起始时间为零。然后通过8254计时器分频, 并将以分得的频率接通8259中断控制器，进而通过CPU响应可屏蔽中断达到按 秒计时的效果。具体做法是将四个七段管显示器接到两片可并行接口 8255芯片上，以此来 控制七段管显示器的位操作以及段操作。并为之在数据段开辟一处空间，专门存 放将要显示的数位代码。8254 U-时器将山PC机给定的频率加以分频，得到的新 频率加到8259中断控制器的中断请求输入端。主程序为此可屏蔽中断设置专门 的中断向量码。CPU获取此中断向量码后转向待需解决的程序进行操作。而这 个程序便是整个主程

5、序的心脏。通过它将使电子钟的显示时间以秒为进位，达到 秒、分的增加。2. 3设计环境与器材（1）PC微机一台用于对程序的编译测试等，同时还需要对实验设备进行控制，提供整个程 序的运行平台，并且收集和释放硬件信号，实现程序功能。（2）微机原理实验箱一台。此设备必须能提供8255、A/D转换单元和数码管等必要芯片。能通过接受 PC机传来的信息，显示出相应的功能，以支持某一时刻温度值显示的实现。（8）导线若干条。用于电路和芯片之间的连接。3硬件电路原理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，我还设计了超温和低 温显

6、示，利用LED显示单元。如下图所示：XDO XD1XD2XD3XD4XD5XD6XD7XA1XA2IOW#1OR#IOYO匚IOY1CLKABCDEFG51 2 3XXX数码显示单元DOD1D?D3 LEDD4单元D5D6D7N ABCW1A/D转换单元S1 234567 RD s .K DDDdDDD w R cCL百度文邸-让每个人平等地捉升自我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.AEQU0600HMY8255._BEQU0602HMY8255.CEQU0604HMY8255.CONEQU 0606HSSTACKS

7、EGMENT STACKDW 16DUP(?)SSTACK ENDSDATA SEGMENTDTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH.6FH,力H,7CH,39H,5EH,79H、71HVALUE DB ?DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:SSTACKSTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AL,80HMOV DX,MY8255_CON/初始化 8255/OUT DX,AL/ADC0809采集数据/分离白位数/LP:MOV DX, 640HOUT DX, AL

8、CALL ADDLY IN AL, DX MOV VALUE, AL MOV SI, 1000 MOV AH,00H MOV BL, 100DIV BLMOV SI,ALMOV AL,AHMOV AH,OOHMOV BL, 10/分离十位数/DIV BLMOV SI+1,ALMOV SI+2,AHMOV BX,OFFSET DTABLE /显示部分/MOV DL0000HMOV AL,SI/百位数的显示/AND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_AOUT DX,ALMOV AL,0FBHMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DI

9、SPDLYMOV BX,OFFSET DTABLEMOVAL,SI+1/十位数的显示/AND AX.OOFFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_AOUT DX,ALMOV AL,0FDHMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DISPDLYMOV BX,OFFSET DTABLEMOV AL,SI+2/个位数的显示/AND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_AOUT DX,ALMOV AL,0FEHMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DISPDLYMOV AL,value/报警部

10、分/CMPAL,28HJNC A5MOV BX,OOhMOV AX.BXMOV DX,MY8255_COUT DX,AXMOV AL,VALUECMPAL,OfliJLB1JMP LPA5:MOV DX,MY8255_C/大于 40 度报警/MOV BX,OFhMOV AX.BXOUT DX,AXJMP LPBl:MOV DX,MY8255_C /小于 16 度报警/MOV BX,OFOhMOV AX.BXOUT DX,AX/延迟部分/JMP LPADDLY:PUSH CXPUSH AXMOV CX, 050HA6:MOV AX, 050HA7:DEC AXJNZA7LOOPA6POP AXP

11、OP CXRETDISPDLY: PUSH CXMOV CX,000AH-9-百度文库让每个人平等地捉升自我T1:MOV AX.OOFFHT2:DEC AXJNZ T2LOOPT1POP CXRETCODEENDSENDSTART百度文库让每个人平等地捉升自我6主要芯片介绍6.1 8088微处理器6. 1. 1 8088微处理器的引脚功能最小模式下的引线：A16A19/S3S6：这是四条时间复位、三态输出的引线；A8A15:它们是三态输出引线；ADOAD7：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端口；WR：它是CPU的输出控制信

12、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。最大模式下的引线：MN/MX加上低电平时，8O88CPU工作在最大模式下。S2、SI、SO：状态信号；RQ/GTO、RQ/GT1：总线允许请求引脚；LOCK：总线封锁信号；QS1、QS

13、O：输出的队列状态信号；HIGH：最大模式时始终为高电平。6.1.2微型机计算机组成微型计算机主要III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，主要曲Intel 8086微处理器组成； 主存储器用来保存程序和数据。图6-1-1微型讣算机的组成结构图-13 -6. 1.3 8088内部结构Intel 8086/8088是Intel公司1977年推出的16位微处理器，按功能可 分为两大部分：执行部分EU(Execution Unit)和总线接口部分BIU(Bus

14、Interface Unit) o其内部结构如图6T-2。迪用寄存悉 AX,CX DXSF, BFi808616个字节8OSS-日十字廿执彳亍单元EU总全戋按口单7UBIU图6-1-2 8088内部结构图百度文邸-让每个人平等地捉升自我-19-6. 2 LED显示器6. 2. 1 LED 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

15、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）o1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。Afb0:d:o DP图6-2七段LED显示器6.3模/数转换器芯片ADC08096. 3. 1ADC0809芯片的引脚简介DOD7输出数据线；IN0IN78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

16、信号，用来锁存ADDAADDC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： 2 N1yJ-.r7二 /. fV7*c?TAft2*1722M21UKI3019ji-f IZ2INIINOAOI7AADIBADIXALEr7L5I 4!XVREb(-)02图6-3-1 ADC0809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ADDAADDC三个信号的编码来选择相应的模拟输入。山于ADC0809输

17、岀数 字信号是经由0E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. 2 ADC0809内部结构610START CLK1% IW IN- T* TN.,TWTNyADDA A DDBADDCALE药6屯阻阶梯8：路模拟开关-态输出门图6-3-2 ADC 0809内部逻辑框图如图6-3-2, ADC0809具有8个通道的模拟输入线（IN0IN7）,可在程丿了:控 制下对任意通道进行A/D转换，获得8位一.进制数字量（D7DO）。模拟输入部 分有8路多路开关，可由3位地址输入ADDA、ADD

18、B、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，山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：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。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。转换开始,EOC变低电平，转换结束，EOC

19、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, 次A/D转换便完成了。6.4可编程并行接口 82556. 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

20、作方式。8255的内部结构及引脚如图6-4所示:1.0PB7-PB0I/OPA7-PA0L-OPC3-PC0.45 6JQS X 7 6 5 4 3 PAPAPAPA鉴D0DID2D3D4D5D6D7VCPBPBPBPBPB图64-1 8255内部结构及引脚具体的各引脚功能如下：DOD7为双向数据信号线，用来传送数据和控制字。RD为读信号线，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为写信号线，与其它信号一起实现对8255的写操作，通常接系统总线 的 IOWoCS为片选信号线，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。、AO,

21、 A1为口地址选择信号线。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。AO, 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，具体规定如下：A1A0选择1 01 1C 口控制寄存器通常AO, 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为复位输入信号。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。PA0PA7为A 口的8条输入输出信号线。PBOPB7为B 口的8条输入输出信号线。PCOPC78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

22、输出或状态信号的输入线。6. 4.2 8255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/输出百度文库让每个人平等地捉升自我此工作方式下，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

23、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 口均为输岀，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

24、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 制字山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6-4-2所示：D7D6D5D4D3D2D1DO低出入 II!输谕CO1D7D6D5D4D3D2D1DO盘位复位07-21-UEOOllooll的D300001111C位01234567BI :0输出1输入方式选择 0方式01方式1C 口窩4位0输出1输入A 口0输出1输入方式选择 00方式0

25、 01方式1 lx方式2(a) I.作方式控制字(b) C口按位兰位/复位控制字图647置位/复位控制字格式6. 4.4 8255 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 的数据读岀；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6J：在方式0下，8255的16种输入输出组合A组B组A 口(PAOPA7)C 口(PC4PC7)B 口(PBO-PB7)C 口(PCOPC3)入入入入入入入出入入.T.入入入IP.出入H*,入入入出入出

26、入H*,.T.入入H*.II1,出.T,入入入H*.入入出.T,入出入H*.入II1,出.T,T.入入H*.H*.入出.T,T.出入出!1*,出百度文邸-让每个人平等地捉升自我总结在忙碌中收获知识的一周过去了，我们组在这一周里要设计的是用8255实 现温度控制功能，要求用电阻来模拟温度。但这简短的设计内容并不是全部的， 更复杂、更有挑战性的内容等待我们去发掘。而这些都是通过大量的查阅和搜集 而得来的，都是我们很宝贵的信息。因此我们每个人都认真的对待这个课程设计 的每一个细节。刚拿到题LI的时候我们真的不知道该如何下手，虽然以前也做过 各种课程设讣，但像这么贴合生活实际的课题还是笫一次，正因如此

27、我产生了更 大的兴趣，每天在网上和图书馆里查阅资料，通过自己的探索终于还是把这个程 序做出来了。在程序设计的过程中，大家相互探讨、帮助，老师细心的指导，最 终做出了自己心中完美的程序，也许有人觉得这个题訂太简单，我们的设计也有 很多不足，但在我们眼里它是完美的，因为它是我们组的人在一起努力了一个星 期的结晶。回顾这周的课程设讣，我有很多感触，从我们拿到题LI到完成整个设计，从 理论到实践，在这一周的实践里，也经历了很多，在设计的同时不仅巩固了以前 所学过的知识，而且感受到了自己劳动的成果，真的很欣慰。通过这次课程设讣 使我们懂得了知识的重要，但仅仅学习书本上的知识是远远不够的，只有把所学 的知

28、识与实践相结合，从知识中得出结论，应用到实践才能为社会服务，从而巩 固和提高自己的运用知识能力和动手操作的能力。在设汁中发现自己还有很多不 懂的地方，我虚心向老师和同学请教，老师的孜孜不倦，同学的耐心解答，让我 对以前学过的知识有了更深刻的理解，掌握的更加牢固。这短短一周的设讣，让 我把以前的知识乂复习了一遍。在设计过程中我们也遇到了很多不懂的编程问 题，但经过老师的讲解，我们已经都解决了，顺利的完成了这次课程设计乙我们 组一共有五个人，在我的带领下，我们一起研究、分析程序中存在的问题，不断 的调试、运行，将所有的问题都解决了。以此我们也明白了，团结就是力量，如 果我们各自为战，谁都不能在短时

29、间内将程序完成。总的说来，这次课程设计不仅仅是对我们所学知识的深化、巩固，也是对我 们能力和意志的考验。虽说只有短短的一周，却使我学到了很多的知识，也明白 了很多道理。-23-致谢本论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。设计过程 中得到了王老师和踪老师的关心和帮助。王老师和踪老师细致耐心的解答我在设 计过程中遇到的疑难，对每一个问题都细心讲解并引申向更深、更广的知识面， 对进程的每一步都密切关注，还指导我查阅了相关的学术资料和文献，使我开阔 了眼界，在对知识总结和梳理的同时还提高了检索资料、自我学习的能力。您的 指导在我的设计中起到了极其重要的作用。王老师和踪老师不仅在学识方面是我 学习的典范，而且在品德修养