《微机原理与接口技术》课程设计报告

《微机原理与接口技术》课程设计报告题目：压力测控系统的设计1学院：物流工程学院专业班级：学号：姓名：起止时间指导教师：2015摘要《微机原理与接口技术》课程是理工科学生一门重要的专业课程，且实践性较强。对于测控技术与仪器专业的学生尤其重要。此课程的课程设计是对学生的一种基本素质训练的较好形式，可以通过课程设计加强学生的实践能力、动手能力和学习能力。将所学的理论知识和实际情况结合起来，从而制定了压力测控系统的设计1这一题目。如今经济的飞速发展使得城市的建设逐渐走向科学化、智能化。其中各种功能的融合整合，现在成为技术发展的主流趋势。压力测控系统是工业生产过程自动化中的重要测量设备，可以用来测量压力、液位等工程参数。本文介绍了一种基于8086微处理器的压力测控系统，系统操作简便、自动化程度高、扩展方便且具有良好的人机交互能力。该系统通过实验，取得了较为满意的控制效果。可应用在一些精度要求不太高的系统中。为了降低成本，在满足性能的要求下，选择低成本器件，简化系统设计。关键字：8086处理器8255接口A/D转换器压力传感器LEDAbstract"Microcomputerprincipleandinterfacetechnology"courseisanimportantprofessionalcourseinscienceandengineeringstudents,andstrongpracticality，isespeciallyimportantformeasurementandcontroltechnologyandinstrumentspecialtystudents.Thecourseofcurriculumdesignisakindofbasicqualitytrainingofstudentsisbetterform,canthroughthecurriculumdesigntostrengthenthestudents'practicalability,practicalabilityandlearningability.Combinelearningtheoreticalknowledgeandactualsituation,thusmakethepressuremeasurementandcontrolsystemdesign.1thistopic.Therapideconomicdevelopmentoftodaymakesscientific,intelligentconstructionofcitygradually.Integratedwithvariousfeaturesoffusion,nowbecomethemainstreamoftechnologydevelopmenttrend.Pressuremeasurementandcontrolsystemisanimportantmeasurementinindustrialproductionprocessautomationequipment,canbeusedtomeasurepressure,liquidlevelofengineeringparameters.Thispaperintroducesakindofpressuremeasurementandcontrolsystembasedon8086microprocessor,systemoperationissimple,highdegreeofautomation,extension,convenientandhasagoodabilityofhuman-computerinteraction.Throughtheexperiment,thesystemachievedarelativelysatisfactorycontroleffect.Canbeusedinsomeaccuracyrequirementisnottoohighinthesystem.Inordertoreducecosts,tomeettherequestoftheperformance,chooselowcostdevices,simplifysystemdesign.Keywords:A/Dconverter8086processor8255interfacepressuresensorLED

目录一、课程设计名称及方案总体介绍 11、课题名称： 12、设计要求 13、方案介绍 1二、课程设计所需设备 1三、系统主要原件功能与原理介绍 21、8086CPU主控芯片介绍 2总括 2片选区域介绍 22、压力测量和频率发生电路 32．1压力测量等效电路 32．2频率发生电路 33、ADC0809模数转换模块 44、8279显示模块 55、8255执行模块 6四、系统软件设计及系统程序 71、系统设计框图 72、软件程序设计 83、系统原理图及接线 94、系统程序 9五、系统调试 131、小于30pa 132、中间 133、大于150pa 14六、课程设计体会总结 15七、参考文献 16一、课程设计名称及方案总体介绍1、课题名称：压力测控系统的设计12、设计要求对压力传感器的信号进行检测并在LED数码显示器上显示压力值，当压力低于30pa时，黄灯闪烁，闪烁周期为1秒。当压力高于150pa时，红灯闪烁。LED的显示内容为P=XXX。XXX为测试值。3、方案介绍由于本实验箱提供的压力传感器的灵敏度效果不是很理想，所以采用0～5V模拟电压替代。利用ADC0809进行A/D转换，将传感器输出(0～5V)模拟量转化成8位并行输出的数字量，并送入8086CPU进行处理（5V对应的模拟量是11111111B=255 D）。CPU通过数值计算（00H对应的是0pa，FFH对应的是200pa），转换成实际的压力值，并利用8279进行数码管显示。AD转化采样过程一直进行，当检测到压力值低于30pa时，调用相应的黄灯闪烁程序，黄灯闪烁；当检测到压力值高于150pa时，调用相应的红灯闪烁程序，红灯闪烁；处于两者中间时，调用全灭程序，两灯都灭。灯闪烁程序采用8255间断输出高低电平实现,间隔为1s。二、课程设计所需设备STAR系列实验仪一套PC机一台导线若干三、系统主要原件功能与原理介绍1、8086CPU主控芯片介绍本系统的主控芯片是Intel公司的8086CPU，8086CPU的主时钟频率为5MHz，有16位数据总线和20位地址总线。主要由总线接口部件BLU和指令执行部件EU构成。上图是8086的片选电路，由三片74273和一片74154组成。主要用于控制辅助芯片的作用和停止。8086片选地址：2、压力测量和频率发生电路2．1压力测量等效电路我们采用D2区的0～5V模拟电压模块构成压力测量部分。2．2频率发生电路ADC0809时钟信号为500K，供采样计时；8279时钟信号为2M。3、ADC0809模数转换模块ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，有8路8位的转换器，转换时间为100us，输入电压范围0~+5V。本实验只用到IN0来接收温度传感器输出的模拟量，所以将ADDA、ADDB、ADDC全部置低电平，时钟脉冲接500KHz。ADC0809的并行数据输出8086的数据总线相连，传输采样数据到CPU，CPU对采样的数据进行处理。4、8279显示模块8279可编程的键盘、显示接口芯片。它既具有按键处理功能，又具有自动显示。8279内部有键盘FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能8*8=64BRAM。内置键盘获取函数GetBCDKey和数码管显示函数Display可供直接调用。该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16位LED数码显示。本实验主要运用其显示功能，显示三位的压力值。8279的数据口D0～D7与CPU的数据总线相连接，用于接收数据，显示。5、8255执行模块8255是Intel系列微处理器配套使用的可编程并行接口芯片。具有3个并行输入输出口。本实验用到PC0、PC1分别控制黄灯和红灯。本实验需将PC口设置在输出的模式下。低电平点亮，延时一段时间，再高电平熄灭，完成闪烁的要求。8255的数据口D0～D7与CPU的数据（控制）总线相连接，用于控制字及计数初值的写入。四、系统软件设计及系统程序1、系统设计框图模数转换单元模数转换单元ADC0809CPU中央处理器80868086并行接口芯片8255大于150Pa红灯闪烁（PC1口交替输出高低电平，间隔1s）小于30Pa黄灯闪烁(PC0口交替输出高低电平，间隔1s)三位数码管显示（个、十、百）数码管显示芯片（8279）30pa～150pa黄、红灯灭，(PC0、PC1)均输出高电平压力传感器(0-5V电压)2、软件程序设计开始8255开始8255初始化ADC0809采样程序采样50次取平均采样值=显示值？YESNO显示比较程序显示比较程序开始XXX黄灯闪烁红灯闪烁都不亮8279显示采样值×40/513、系统原理图及接线接线说明B4区：CS，A0，A1(8255)A3区：CS2，A0，A1(CPU)B4区：PC0、PC1G5区：LED2(黄)，LED3（红）E5区：CS,A0(8279)A3区：CS5,A0E5区：CLKB2区：2ME5区：B,CG5区：B,CG4区：CLK(ADC0809)B2区：500KG4区：CSA3区：CS1G4区：ADDA、ADDB、ADDCC1区：GNDG4区：IN0D2区：0～5V4、系统程序.MODELTINY;.COM文件的内存模型是'TINY',微型模式EXTRNDisplay8:NEAR;外部程序（8279显示程序）头文件包含AR_89EQU0F000H;ADC0809输出端口地址，片选CS1C_A_55EQU0E003H;8255控制端口地址，片选CS2PC_AREQU0E002H;8255PC口数据线地址.STACK100;堆栈段，100个存储空间.DATA;数据段开始BRDB8DUP(?);八位数码管地址TEMPDB0;当前压力值.CODE;代码段START:MOVAX,@DATA;数据段首地址赋给AXMOVDS,AX;填满数据段寄存器NOP;停顿一下CALLInit_8255;调用8255初始化程序XORAL,AL;ADC0809采样值清零JMPSTART5;跳到START5START1:MOVCX,50;设定采样50次MOVBX,0;累计五十次采样值的和START2:CALLAD0809;采样函数调用XORAH,AH;清高位ADDBX,AX;采样值加到BX中LOOPSTART2;重复执行START250次MOVAX,50;除数，求平均XCHGAX,BX;把，被除数给AX,除数给BLDIVBL;商（均值）存放在AL中CMPAL,TEMP;采样值与当前采样值比较JZSTART4;如果采样值无变化，跳转到START4，先比较显示再重新采样START5:MOVTEMP,AL;采样值有变化，把采样值赋给当前采样值(未转换)CALLDTE_DPY;调用显示函数START3:CALLDLTime;调用段延时程序，等待下一次采样JMPSTART1;跳回采样程序开头，开始第二次采样START4:CALLDTE_DPY;调用显示函数，先比较显示JMPSTART3;跳回START3;*************************数码管显示********************************DTE_DPYPROCNEAR;分别提取数字量个、十、百放暂存区MOVBL,40;5V对应200paMULBL;AL×BL，结果存放于AXMOVBL,51;除数为51，模拟量5V对于数字11111111B=255DDIVBL;对采样值进行乘上40除51转为压力值，商保存在AL中CMPAL,1EH;采样值与30比较JBEYELLOW;小于30，转YELLOWCMPAL,96H;大于等于30，采样值与150比较JAERED;大于150，转REDJMPCENTER;大于等于30，小于等于150，转CENTERSTART6:AAM;AL/10商放AH(高两位),余数放AL(个位)MOVBR,AL;个位MOVAL,AH;商重新放入ALAAM;AH(百位),AL（十位）MOVBR+1,AL;十位显示MOVBR+2,AH;百位显示MOVBR+3,10H;高5位不显示，赋值16D,则清零，数码管最大显示F(15D)MOVBR+4,10H;消隐MOVBR+5,10H;消隐MOVBR+6,10H;消隐MOVBR+7,10H;消隐LEASI,BR;显示缓存BUFFER偏移地址给SICALLDisplay8;调用相应的外部显示函数，显示各个数码管的数值RET;返回DTE_DPYENDP;DTE_DPY过程结束;************************ADC0809采样程序***************************AD0809PROCNEAR;ADC0809模数转换，转换值放入AL中，最大为FFHPUSHCX;保护原有的CX（采样次数50）MOVAL,0;清零当前转换值MOVDX,AR_89;ADC0809输出端口地址赋给DXOUTDX,AL;ADC0809输出清零MOVCX,200;模数转换，时间，延时标志LOOP$;延时,等待AD转换完成，待CX减为0时，结束循环MOVDX,AR_89;ADC0809输出端口地址赋给DXINAL,DX;将转换后的值存入ALPOPCX;弹出保护的CXRET;返回AD0809ENDP;AD0809进过程结束;************************黄灯闪烁程序******************************YELLOW:;黄灯闪烁程序PUSHAX;保护采样值AXMOVDX,PC_AR;8255_C口数据地址MOVAL,0FEH;11111110BOUTDX,AL;写数据，PC0接黄灯，输出低电平,黄灯亮CALLDL1s;灯亮延时1sMOVAL,0FFH;11111111BOUTDX,AL;写数据，PC0接黄灯，输出高电平，黄灯灭CALLDL1s;灯灭延时1sPOPAX;弹出保护的采样值AXJMPSTART6;跳回显示程序;************************红灯闪烁程序*******************************RED:;红灯闪烁程序PUSHAX;保护采样值AXMOVDX,PC_AR;8255C口数据地址MOVAL,0FDH;11111101BOUTDX,AL;写数据，PC1接红灯，输出低电平，红灯亮CALLDL1s;灯亮延时1sMOVAL,0FFH;11111111BOUTDX,AL;写数据，PC1接红灯，输出高电平，红灯灭CALLDL1s;灯灭延时1sPOPAX;弹出保护的采样值AXJMPSTART6;跳回显示程序;************************红绿灭程序********************************CENTER:;灯全灭程序PUSHAX;保护采样值AXMOVDX,PC_AR;8255C口数据地址MOVAL,0FFH;11111111B，C抠均输出高电平OUTDX,AL;写数据，PC0、PC1输出均高电平，灯全灭POPAX;弹出保护的采样值AXJMPSTART6;跳回显示程序;************************短延时程序********************************DLTimePROCNEAR;短延时程序，近过程，供采样间隔PUSHCX;保护原有的CX（采样次数50）MOVCX,5000;对应8086主频，5000个周期，为250msLOOP$;循环，无操作POPCX;弹出保护的CXRET;返回DLTimeENDP;延时程序DLTime结束过程;************************延时500ms程序****************************DL500msPROCNEAR;500ms延时程序，近过程PUSHCX;保护原有的CX（采样次数50）MOVCX,60000;循环次数DL500ms1:LOOPDL500ms1;循环DL500ms160000次POPCX;弹出保护的CXRET;返回DL500msENDP;500ms延时程序结束过程;************************延时1s程序*******************************DL1sPROCNEAR;1s延时程序，近过程PUSHCX;保护原有的CX（采样次数50）MOVCX,2;循环次数DL1s1:CALLDL500ms;调用500ms延时程序DL500msLOOPDL1s1;循环DL1s12次POPCX;弹出保护的CXRET;返回DL1sENDP;1s延时程序结束过程;************************8255初始化程序****************************Init_8255PROCNEAR;8255初始化程序,近过程MOVDX,C_A_55;8255初始化MOVAL,80H;控制字，方式0，PA、PB、PC均为输出 OUTDX,AL;写控制字MOVDX,PC_AR;8255PC口数据地址MOVAL,0FFH;AL8位均置1，输出高电平，灯灭OUTDX,AL;写PC口输出状态RET;返回Init_8255ENDP;8255初始化程序,结束过程ENDSTART;结束START程序五、系统调试1、小于30pa压力值在0～30pa时，数码管后三位实时显示测量值，黄灯闪烁。2、中间压力值在30～150pa时，数码管后三位实时显示测量值，黄、红灯均熄灭。3、大于150pa压力值在150～200