微机原理与接口技术课程设计——温度报警器

1、微机原理与接口技术课程设计报告设计名称：温度报警器专 业： 计算机科学与技术班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 一、 功能分析本设计采且PC微机一台和TD-PIT+实验系统一套实现了温度报警的功能，输入由A/D转换单元可调电位器提供05V来模拟0255的温度，具体所能实现的功能如下：输出数字量显示在显示器屏幕上，显示形式为：The temperature is:XXX；输出数字量显示在数码管上；当温度大于等于50时，报警器发出声音报警，否则不发声。二、 设计原理设计中采用的芯片有ADC0809，8254和8255。1.ADC0809：ADC0809包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，并

2、提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的模拟信号，分时进行A/D转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。ADC0809的主要技术指标为： ·分辨率：8位·单电源：5V·总的不可调误差：±1LSB·转换时间：取决于时钟频率·模拟输入范围：单极性 05V·时钟频率范围：10KHz1280KHz ADC0809的外部管脚如图1所示，地址信号与选中通道的关系如表1所示。图1 ADC0809引脚图表1 地址输入线与模拟输入端的关系ADDCADDBADDA模拟信号通道000IN0001IN10

3、10IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7设计中使用通道0，故ADDC,ADDB,ADDA全部接0。2.8254：8254是Intel公司生产的可编程间隔定时器。是8253的改进型，比8253具有更优良的性能。8254具有以下基本功能：(1) 有3个独立的16位计数器；(2) 每个计数器可按二进制或十进制（BCD）计数；(3) 每个计数器可编程工作于6种不同工作方式；(4) 8254每个计数器允许的最高计数频率为10MHz（8253为2MHz）；(5) 8254有读回命令（8253没有），除了可以读出当前计数单元的内容外，还可以读出状态寄存器的内容。(6) 计数脉冲

4、可以是有规律的时钟信号，也可以是随机信号。计数初值公式为n=fCLKi÷fOUTi、其中fCLKi是输入时钟脉冲的频率，fOUTi是输出波形的频率。图2是8254的内部结构框图和引脚图，它是由与CPU的接口、内部控制电路和三个计数器组成。8254的工作方式如下述：(1) 方式0：计数到0结束输出正跃变信号方式。(2) 方式1：硬件可重触发单稳方式。(3) 方式2：频率发生器方式。(4) 方式3：方波发生器。(5) 方式4：软件触发选通方式。(6) 方式5：硬件触发选通方式。图2 8254内部结构和引脚图8254的控制字有两个：一个用来设置计数器的工作方式，称为方式控制字；另一个用来设

5、置读回命令，称为读回控制字。这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。控制字格式如图3所示。图3 8254方式控制字格式利用8254的方式3“方波发生器”，将对应发声频率的计数初值写入计数器，就可产生对应频率的方波。计数初值的计算如下： 计数初值 输入时钟 ÷ 输出频率输入时钟采用系统总线上CLK(1.041667MHz)，报警时写入初值为1047，发声频率即为1041667/1047Hz，然后调用一个软件延时程序，再将0001写入初值，发声频率变为1041667/1Hz。由于正常人耳能听到的频率范围为2020KHz，所以1041667Hz是听不到的，也就达到了消声的目的。设计中正是

6、不断执行“判断温度大于等于50发声消声再判断”这个循环来实现温度报警的功能。3.8255：8255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，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4所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图5所示。图4 8255内部结构及引脚图图5 8255工作方式控制字格式及C口置位/复位控制字实验系统中的键盘及数码管显示单元提供了4行×4列共16个按键，4个7段数码管也接成扫描电路方

7、式。共用段位控制信号ADp，各自独立的公共端及列选择信号X1X4，行扫描信号为Y1Y4。电路原理如图6所示。图6 键盘及数码管显示单元电路原理图8255的A，B口均为输出且为方式0，其中PA0PA3接X1X4用来选中需要显示的数码管；PB0PB7接共用段位控制信号ADp，控制各个数码管具体显示的内容。4.接线图：综上所述，接线图如图7所示：图7 设计接线图对于此图有以下两点需要说明：(1)系统总线上的XA2，XA3分别接芯片的A0，A1，因此芯片的地址要在片选基础上左移两位，即*4，例如8255片选接IOY2，则方式字地址为IOY2+03H*4 ，A口地址为IOY2+00H*4 ；(2)作图软

8、件中ADC0809无CS端，故采用了如图的连接方式，实际中只需将系统总线IOY0与ADC0809的CS连接即可。三、 软件流程图四、 软件代码；*根据CHECK配置信息修改下列符号值*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 ；初始化缓冲用于存放键值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 ；启动A/D转换OUT DX,ALM

10、OV DX,OFFSET STR ；在屏幕上显示字符串“The temperature is:”MOV AH,9INT 21HMOV DX,AD0809 ；读出转换结果IN AL,DXMOV CL,ALCMP AL,32H ；判断是否小于32HJB LOOP2MOV DX,MY8254_0 ；将计数初值1047装入8254计数器0， 发出对应频率声音MOV AL,47HOUT DX,ALMOV AL,10HOUT DX,ALCALL DALLYMOV DX,MY8254_0 ；将计数初值0001装入8254计数器0，停止发声MOV AL,01HOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX

11、,ALLOOP2:MOV AL,0FDH ；选中X2对应的数码管MOV DX,MY8255_AOUT DX,ALMOV AH,00H ；将结果转换成十进制，将百位显示在屏幕上MOV AL,CLMOV BL,64HDIV BLMOV CH,AHADD AL,30HMOV DL,AL MOV AH,02HINT 21HSUB AL,30H ；将百位显示在数码管上，并调用延时子程序MOV BX,OFFSET DTABLEAND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DALLYMOV AL,0FBH ；选中X3对应的数码管MOV

12、DX,MY8255_AOUT DX,ALMOV AL,CH ；将十位显示在屏幕上MOV AH,00HMOV BL,0AHDIV BLMOV CH,AHADD AL,30HMOV DL,ALMOV AH,02HINT 21HSUB AL,30H ；将十位显示在数码管上，并调用延时子程序MOV BX,OFFSET DTABLEAND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DALLYMOV AL,0F7H ；选中X4对应的数码管MOV DX,MY8255_AOUT DX,ALADD CH,30H ；将个位显示在屏幕上MOV DL

13、,CHMOV AH,02HINT 21HSUB CH,30H ；将个位显示在数码管上，并调用延时子程序MOV AL,CHMOV BX,OFFSET DTABLEAND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXMOV DX,MY8255_BOUT DX,ALCALL DALLYMOV DL,0DH ；回车，置光标到行首MOV AH,02HINT 21HMOV AH,1 ；判断是否有按键按下INT 16HJNZ QUIT ；无按键则跳回继续循环，有则退出JMP LOOP1QUIT: MOV AX,4C00H ；返回到DOSINT 21HDALLY PROC NEAR ；软件延时子程序P

14、USH CXPUSH AXMOV CX,4000HD1: MOV AX,0600HD2: DEC AXJNZ D2LOOP D1POP AXPOP CXRETDALLY ENDPCODE ENDS END START五、 设计收获通过紧张有序的课程设计实践，不仅让我对ADC0809，8254，8255的原理，连接有了进一步的理解，更重要的是学会如何使用这些芯片解决实际问题，这让我的动手能力有了很大的提高，自信心也增强了。在课程设计中能够自己动脑解决所遇到的问题，书本上的知识有了用武之地，巩固和深化了自己的知识结构。设计中遇到了的问题基本上都是关于如何控制报警方面的，关于8254控制发声课本上没有涉及，通过查资料才知道采用方式3的方法。第一次运行程序时，只要温度大于等于50时就开始报警，但不会停，于是想到了在每次报警之后加上一个消声的程序段，然而结果是温度超过50也不响，最终才想到在两者之前加上软件延时，才能基本上完美实现报警功能。通过这次实践，我相信，只要自己在每一次实践中都能仔细思考，课程设计其实都不会很难，关键在于自己能不能认真思考，能不