《微机原理与接口技术》课程设计报告.docx
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《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年1月30日
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LED
Abstract
"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/Dconverter8086processor
8255interfacepressuresensorLED
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1
2、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=255D）。
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
1.1总括
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。
1.2片选区域介绍
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
2、软件程序设计
3、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、PC1
G5区：
LED2（黄），LED3（红）
E5区：
CS,A0（8279）
A3区：
CS5,A0
E5区：
CLK
B2区：
2M
E5区：
B,C
G5区：
B,C
G4区：
CLK（ADC0809）
B2区：
500K
G4区：
CS
A3区：
CS1
G4区：
ADDA、ADDB、ADDC
C1区：
GND
G4区：
IN0
D2区：
0～5V
4、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CS1
C_A_55EQU0E003H;8255控制端口地址，片选CS2
PC_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AX
MOVDS,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START5
START1:
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BL
DIVBL;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200pa
MULBL;AL×BL，结果存放于AX
MOVBL,51;除数为51，模拟量5V对于数字11111111B=255D
DIVBL;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YELLOW
CMPAL,96H;大于等于30，采样值与150比较
JAERED;大于150，转RED
JMPCENTER;大于等于30，小于等于150，转CENTER
START6:
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AL
AAM;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SI
CALLDisplay8;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FFH
PUSHCX;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DX
OUTDX,AL;ADC0809输出清零
MOVCX,200;模数转换，时间，延时标志
LOOP$;延时,等待AD转换完成，待CX减为0时，结束循环
MOVDX,AR_89;ADC0809输出端口地址赋给DX
INAL,DX;将转换后的值存入AL
POPCX;弹出保护的CX
RET;返回
AD0809ENDP;AD0809进过程结束
;************************黄灯闪烁程序******************************
YELLOW:
;黄灯闪烁程序
PUSHAX;保护采样值AX
MOVDX,PC_AR;8255_C口数据地址
MOVAL,0FEH;11111110B
OUTDX,AL;写数据，PC0接黄灯，输出低电平,黄灯亮
CALLDL1s;灯亮延时1s
MOVAL,0FFH;11111111B
OUTDX,AL;写数据，PC0接黄灯，输出高电平，黄灯灭
CALLDL1s;灯灭延时1s
POPAX;弹出保护的采样值AX
JMPSTART6;跳回显示程序
;************************红灯闪烁程序*******************************
RED:
;红灯闪烁程序
PUSHAX;保护采样值AX
MOVDX,PC_AR;8255C口数据地址
MOVAL,0FDH;11111101B
OUTDX,AL;写数据，PC1接红灯，输出低电平，红灯亮
CALLDL1s;灯亮延时1s
MOVAL,0FFH;11111111B
OUTDX,AL;写数据，PC1接红灯，输出高电平，红灯灭
CALLDL1s;灯灭延时1s
POPAX;弹出保护的采样值AX
JMPSTART6;跳回显示程序
;************************红绿灭程序********************************
CENTER:
;灯全灭程序
PUSHAX;保护采样值AX
MOVDX,PC_AR;8255C口数据地址
MOVAL,0FFH;11111111B，C抠均输出高电平
OUTDX,AL;写数据，PC0、PC1输出均高电平，灯全灭
POPAX;弹出保护的采样值AX
JMPSTART6;跳回显示程序
;************************短延时程序********************************
DLTimePROCNEAR;短延时程序，近过程，供采样间隔
PUSHCX;保护原有的CX（采样次数50）
MOVCX,5000;对应8086主频，5000个周期，为250ms
LOOP$;循环，无操作
POPCX;弹出保护的CX
RET;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CX
RET;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DL500ms
LOOPDL1s1;循环DL1s12次
POPCX;弹出保护的CX
RET;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150～200pa时，数码管后三位实时显示测量值，红灯闪烁。
六、课程设计体会总结
回顾起这两周的课程设计，我感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
在近两周的课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
最终的检测调试环节，以保程序的正确。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，经过我们认真的反复修改，才得到正确的程序。
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。
果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。
此次微机课程设计，也让我对微机这一门课程有了系统的疏导。
在学习这门课程是我们只是独立的讲解一些芯片的结构及用法，而通过微机课程设计，在我们在构建一个小型的微机系统时，而真正的去关注这些芯片的连接。
这不但要求我们对各个芯片要有一定的了解与认知。
而且要懂得怎么融会贯通。
这是我在这次微机实习中体会最深的。
其二，通过微机课程设计，培养了我们想问题的思维方式。
以前我们想问题时总是将一些问题孤立出来去思考，而这次实习，他引导我们以多维的方式去解析整个问题。
在课程设计中，我们不但要理解好系统的结构，进而画出硬件连接图、而且要写出程序流程图及源程序就，这些虽然是不同的表现形式，但他们必须用统一的思想去认识。
其三，通过对压力测试系统的设计，让我们更加了解了CPU8086、ADC0809、8255等芯片的用法，同时，也对汇编语言的编程有了更加深入的认识。
为以后单片机的学习奠定了一定的基础。
最后，我通过课程设计认知了团队合作的重要性。
通过与搭档的交流，让我对有些以前不是很熟悉的内容有了提高。
同时在与之合作中，让我对工程这个概念有了新的认识，因为在以后工作中我们都必须面对与团体的合作。
只有在平常，我们多去与人交流。
才能提升我们的这个能力。
总之，两周的微机的课程设计尽管很短，但让我们受益颇多。
最后感谢老师在此次设计中给予我们的精心指导，才有我们设计的成功。
七、参考文献
【1】冯博琴《微机原理与接口技术》2007清华大学出版社
【2】何克忠《计算机控制系统》2002清华大学出版社
【3】戴梅萼《微型计算机技术及应用》2007清华大学出版社
【4】沈美明温冬婵《IBM-PC汇编语言程序设计》2001清华大学出版社
【5】何小海严华《微机原理与接口技术》2006科学出版社
【6】楼顺天周佳社《微机原理与接口技术》2006科学出版社
【7】严永军《prote199电路设计与应用》2001国防工业出版社
【8】朱善君《汇编语言程序设计》1988清华大学出版社
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