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000in0001in1010in2011in3100in4101in5110in6111in7设计中使用通道

3、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=fclkifouti、其

4、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

5、 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

6、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

7、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

8、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 the temperature is: $dtable db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07

9、h,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,almov dx,offset str ；在屏幕上显示字符串“the temperature is:”mov ah,9int 21hmov dx,a

10、d0809 ；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,alloop2:mov al,0fdh ；选中x2对应的数码管mov dx,my8255_aout dx,almov ah,00h ；将结果

11、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 dx,my8255_aout dx,almov al,ch ；将十位显示在屏幕上mov ah,00hmov bl,0ahdiv blmov c

12、h,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,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,offs

13、et 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push cxpush axmov cx,4000hd1: mov ax,0600hd2: dec axjnz d2loop d1pop axp

14、op 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，能不能亲自动