微機原理及應用溫度顯示課程設計--模擬熱水器溫度控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

1、<p><b>　　1 設計思路</b></p><p><b>　　設計原理</b></p><p>　　本次課程設計的內容為模擬熱水器溫度控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。利用AD0809芯片將模擬量的溫度轉換為數(shù)字量，然后將AD采樣到的結果進行制式的轉換并將結果顯示在數(shù)碼管上。采樣的結果與設定的溫度限值進行比較，若超溫了則讓超溫指示燈亮。根據需

2、要，需選擇的芯片有AD0809 A/D變換芯片，8255可編程并行接口。</p><p>　　通過應用模數(shù)轉換器ADC0809將從模擬電阻上采集的數(shù)據通過端口IN0輸入，在A/D的轉換下，獲得8位二進制的數(shù)字量（D7—D0），然后輸入到8088系統(tǒng)總線上，進而輸入到可編程并行接口8255上，選擇工作方式0方式，把數(shù)據輸入到七段數(shù)碼管上，然后顯示出數(shù)字信息。同時應用比較程序，設定溫度值。</p>&l

3、t;p>　　如果在小于30值時則使8255C輸出00FH值信號讓顯示燈始終，顯示綠色，表示溫度過低。</p><p>　　如果溫度超過100值則使8255C口輸出0F0H值信號讓顯示燈提示，顯示紅色燈，表示溫度過高。</p><p>　　如果溫度在30至100以內則使8255C口無輸出信號讓顯示燈熄滅，表示溫度在正常范圍內。</p><p>　　1.2 設計環(huán)

4、境及設備</p><p>　　PC機一臺、windows 98系統(tǒng)、實驗箱，導線若干。</p><p>　　8255并口：用做接口芯片，與數(shù)碼管相連。</p><p>　　ADC0809：用于將模擬量轉化為數(shù)字量。</p><p>　　數(shù)碼管：三個LED用于分別顯示百十個位的溫度值。</p><p>　　LED：用作警

5、報燈，大體表示是否當前值在安全范圍內。</p><p><b>　　1.3 設計框圖</b></p><p>　　圖1.1 設計系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　2 設計流程圖</b></p><p>　　2.1 主程序流程圖</p><p>　　圖2.1 主程序流程圖&

6、lt;/p><p>　　2.2 主要程序流程圖</p><p>　　圖2.2 分離并顯示百十個位程序流程圖</p><p><b>　　3 設計所用芯片</b></p><p>　　3.1 8086簡介</p><p>　　由于此系統(tǒng)最終要在西安唐都科教儀器出品的32位微機教學實驗系統(tǒng)TD-PITE/

7、PITC上進行實驗，故設計硬件配置時采用Intel8086，整個實驗的硬件配置都以此為原則進行設計選用。Intel8086是16位的微處理器（理論學習中為8088，其內部總線為16位，外部總線為8位，故稱為準16位微處理器），它采用HMOS工藝40條引腳封裝。8086工作時使用5V電源，時鐘頻率5MHz（8086-1為10MHz，8086-2為8MHz）它有20根地址線，故可尋址的內存空間為1MB。</p><p&g

8、t;　　3.1.1 8086主要特性</p><p>　　Intel8086/8088CPU是Intel公司推出的高性能的微處理器，具體如下主要特性：</p><p>　　(1) 8086CPU數(shù)據總線為16位，8088CUP數(shù)據總線為8位。</p><p>　　(2) 地址總線都是20位，低16位用于數(shù)據總線復用，可直接尋址為1MB的存儲空間。</p>

9、<p>　　(3) 有16位的端口地址，可以尋址64KB的I/O端口。</p><p>　　(4) 有99條基本指令，指令功能強大。</p><p>　　(5) 有9種基本尋址方式。</p><p>　　(6) 可以處理內部和外部中斷，外部中斷源多達256個。</p><p>　　(7) 兼容性好，與80*86，8085在源程序

10、一級兼容。</p><p>　　(8) 8086/8088標準主頻為5MHz，8086/8088-2主頻為8MH。</p><p>　　(9)支持單處理器或多處理器系統(tǒng)工作。</p><p>　　3.1.2 8086CPU寄存器結構</p><p>　　8086CPU中有14個16位的寄存器,其中有4個16位的通用寄存器,2個16位指針寄存器

11、,2個16位變址寄存器,1個16位指令指針及1個16位標志寄存器。</p><p>　　通用寄存器包括累加器AX，基址寄存器BX，計數(shù)寄存器CX，數(shù)據寄存器DX四個寄存器，位于CPU的EU中，每個數(shù)據寄存器可存放16位操作數(shù)，也可拆成兩個8位寄存器，用來存放8位操作數(shù)。</p><p>　　指針和變址寄存器包括：堆棧指針SP、基址指針BP、源變址寄存器SI、和目的變址寄存器DI四個16位寄

12、存器，可以來存放數(shù)據和地址。段寄存器包括：代碼段寄存器CS，數(shù)據段寄存器DS，附加段寄存器ES，堆棧段寄存器SS。</p><p>　　3.2 8255簡介</p><p>　　8255 可編程外圍接口芯片是 Intel 公司生產的通用并行I/O 接口芯片，它具有A、B、C 三個并行接口，并行接口是以數(shù)據的字節(jié)為單位與I/O 設備或被控制對象之間傳遞信息。CPU 和接口之間 的數(shù)據傳送總是

13、并行的，即可以同時傳遞8 位、16 位、32 位等。用+5V 單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0--基本輸入/出方式、方式1--選通輸入/出方式、方式2--雙向選通工作方式。8255的內部結構及引腳如圖6-4所示：</p><p>　　圖3.1 8255內部結構及引腳</p><p>　　具體的各引腳功能如下:</p><p>　　D0～D7為雙向數(shù)據信號線

14、，用來傳送數(shù)據和控制字。</p><p>　　RD為讀信號線，與其它信號線一起實現(xiàn)對8255接口的讀操作通常接系統(tǒng)總線的IOR信號。</p><p>　　WR為寫信號線，與其它信號一起實現(xiàn)對8255的寫操作，通常接系統(tǒng)總線的IOW。</p><p>　　CS為片選信號線，當它為低電平（有效）時，才能選中該8255芯片，也才能對8255進行操作。</p>

15、<p>　　A0，A1為口地址選擇信號線。8255內部有3個口；A口，B口，C 口，還有一個控制寄存器，它們可由程序尋址。A0，A1上的不同編碼可分別尋址上述3個口和一個控制寄存器，具體規(guī)定如下：</p><p>　　表3.1 8255的尋址方式</p><p>　　通常 A0，A1分別接系統(tǒng)總線A0和 A1，它們與CS一起來決定8255的接口地址。</p>&l

16、t;p>　　RESET為復位輸入信號。此端上的高電平可使8255復位。復位后，8255的A口，B口，C 口均被定為輸入狀態(tài)。</p><p>　　PA0~PA7為A口的8條輸入輸出信號線。</p><p>　　PB0~PB7為B口的8條輸入輸出信號線。</p><p>　　PC0~PC78條線根據其工作方式可作為數(shù)據的輸入或輸出線，也可以用作控制信號的輸出或狀

17、態(tài)信號的輸入線。</p><p>　　8255 可編程外圍接口芯片是 InTEL 公司生產的通用并行I/O 接口芯片，它具有A、B、C 三個并行接口，并行接口是以數(shù)據的字節(jié)為單位與I/O 設備或被控制對象之間傳遞信息。CPU 和接口之間 的數(shù)據傳送總是并行的，即可以同時傳遞8 位、16 位、32 位等。用+5V 單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0--基本輸入/出方式、方式1--選通輸入/出方式、方式2--

18、雙向選通工作方式。</p><p>　　8255 工作方式控制字和C口按位置位/復位控制字格式如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 置位/復位控制字格式</p><p>　　8255的尋址：8255占外設編址的4個地址，即A口，B口，C口和控制寄存器各占一個外設接口地址。對同一個地址分別可以進行讀寫操作。例如，讀A口可將A口的數(shù)據讀出；寫A口可將CPU的數(shù)

19、據寫入A口并輸出</p><p>　　表 3.2 在方式0下，8255的16種輸入輸出組合</p><p>　　3.3 ADC0809主要功能</p><p>　　ADC0809具有8個通道的模擬輸入線(IN0～IN7)，可在程序控制下對任意通道進行A/D轉換，獲得8位二進制數(shù)字量(D7～D0)。模擬輸入部分有8路多路開關，可由3位地址輸入ADDA、ADDB、AD

20、DC的不同組合來選擇，ALE為地址鎖存信號，高電平有效，鎖存這三條地址輸入信號。主體部分是采用逐次逼近式的A/D轉換電路，由CLK控制的內部電路的工作,START為啟動命令，高電平有效，啟動ADC0809內部的A/D轉換，當轉換完成，輸出信號EOC有效，OE為輸出允許信號，高電平有效，打開輸出三態(tài)緩沖器,把轉換后的結果送DB。ADC0809的內部結構和引腳如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 內部結構和

21、引腳</p><p>　　ADC0809的一個顯著特點是，其芯片內部集成了一個8選1的模擬門，且利用ADDA~ADDC 三個信號的編碼來選擇相應的模擬輸入。由于ADC0809輸出數(shù)字信號是經由OE控制的三態(tài)門完成的，故ADC0809可以直接與系統(tǒng)總線連接，占用8個接口地址。它也可以像AD574那樣經可編程并行接口8255與總線連接。工作過程：</p><p>　　1、當模擬量送至某一輸入通

22、道INi后，CPU將標識該通道編碼的三位地址信號經數(shù)據線或地址線輸入到ADDC、ADDB、ADDA引腳上。</p><p>　　2、地址鎖存允許ALE鎖存這三位地址信號，啟動命令START啟動A/D轉換。</p><p>　　3、轉換開始,EOC變低電平，轉換結束，EOC變?yōu)楦唠娖?。EOC可作為中斷請求信號。轉換結束后，可通過執(zhí)行IN指令，設法在輸出允許OE腳上形成一個正脈沖，打開三態(tài)緩沖

23、器把轉換的結果輸入到DB，一次A/D轉換便完成了。</p><p>　　3.4 七段LED顯示器及其接口</p><p>　　七段LED顯示器：由七個發(fā)光段構成，每段均為1個LED二極管。通過控制不同段的點亮和熄滅，顯示出16進制數(shù)字或字符?！∑叨蜭ED顯示器有共陽極和共陰極兩種結構，如圖6-3所示的七段LED實際上包含8個LED(7段字形加上小數(shù)點DP)?！　?位LED顯示器有1根位

24、選線和8根段選線，段選線控制字符的選擇，位選線控制顯示位的亮和暗。</p><p>　　圖3.4七段LED顯示器</p><p>　　4 模擬熱水器溫控系統(tǒng)硬件接線圖</p><p>　　圖4.1 模擬熱水器硬件接線圖</p><p>　　5 源程序清單及注釋</p><p>　　MY8255_A EQU

25、0600H</p><p>　　MY8255_B EQU 0602H</p><p>　　MY8255_C EQU 0604H</p><p>　　MY8255_CON EQU 0606H</p><p>　　SSTACK SEGMENT STACK</p><p>　　DW 16 DUP

26、(?)</p><p>　　SSTACK ENDS</p><p>　　DATA SEGMENT</p><p>　　DTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H</p><p>　　DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H</p><p>

27、;　　VALUE DB ?</p><p>　　DATA ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:SSTACK</p><p><b>　　START: </b></p><p>　　MOV A

28、X,DATA ;初始化數(shù)據段</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV AL,80H ;確定A,B端口輸出</p><p>　　MOV DX,MY8255_CON ;初始化8255</p><p><b>　　OUT D

29、X,AL</b></p><p>　　LP: MOV DX, 640H ;ADC0809采集數(shù)據</p><p>　　OUT DX, AL</p><p>　　CALL ADDLY ;調用ADDLY函數(shù)</p><p>　　IN AL, DX</p><p>　

30、　MOV VALUE, AL</p><p>　　MOV SI,1000 ;</p><p>　　MOV AH,00H</p><p>　　MOV BL,100 ;分離百位數(shù)</p><p>　　DIV BL ;數(shù)字量除以100</p><p>　

31、　MOV [SI],AL ;獲得百位數(shù)</p><p><b>　　MOV AL,AH</b></p><p>　　MOV AH,00H</p><p>　　MOV BL,10 ;分離十位數(shù)</p><p>　　DIV BL ;得到的余數(shù)除

32、以十</p><p>　　MOV [SI+1],AL ;獲得十位數(shù)</p><p>　　MOV [SI+2],AH ;獲得個位數(shù)</p><p>　　MOV BX,OFFSET DTABLE ;顯示部分</p><p>　　MOV DI,0000H</p><p>　　M

33、OV AL,[SI] ;百位數(shù)的顯示</p><p>　　AND AX,00FFH</p><p>　　ADD BX,AX ;百位數(shù)在16位鍵盤上偏移</p><p>　　MOV AL,[BX]</p><p>　　MOV DX,MY8255_A</p><p><

34、;b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,0FBH</p><p>　　MOV DX,MY8255_B</p><p>　　OUT DX,AL </p><p>　　CALL DISPDLY</p><p>　　MOV BX,OFFSET DTABLE </p&

35、gt;<p>　　MOV AL,[SI+1] ;十位數(shù)的顯示 </p><p>　　AND AX,00FFH</p><p>　　ADD BX,AX </p><p>　　MOV AL,[BX]</p><p>　　MOV DX,MY8255_A</p><p>

36、;<b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,0FDH</p><p>　　MOV DX,MY8255_B</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL DISPDLY</p><p>　　MOV BX,O

37、FFSET DTABLE </p><p>　　MOV AL,[SI+2] ;個位數(shù)的顯示</p><p>　　AND AX,00FFH</p><p><b>　　ADD BX,AX</b></p><p>　　MOV AL,[BX]</p><p>　　MOV DX,MY8255

38、_A</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,0FEH</p><p>　　MOV DX,MY8255_B</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL DISPDLY</p&g

39、t;<p>　　MOV AL,value ;報警部分</p><p>　　CMP AL,64H ;設定高溫為100℃</p><p>　　JNC A5 ;啟動子程序A5，LED紅燈亮</p><p>　　MOV BX,00h</p><p><b>　　MOV AX

40、,BX</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_C</p><p>　　OUT DX,AX</p><p>　　MOV AL,VALUE</p><p>　　CMP AL,1Eh ;設定低溫為30℃</p><p>　　JL B1 ;啟動子程序B

41、1，LED綠燈亮</p><p><b>　　JMP LP</b></p><p>　　A5: MOV DX,MY8255_C ;大于100度報警</p><p>　　MOV BX,0Fh ;設定LED亮燈地址</p><p><b>　　MOV AX,BX</b></

42、p><p><b>　　OUT DX,AX</b></p><p><b>　　JMP LP</b></p><p>　　B1: MOV DX,MY8255_C ;小于30度報警</p><p>　　MOV BX,0F0h</p><p><b>　　MOV A

43、X,BX</b></p><p><b>　　OUT DX,AX</b></p><p>　　JMP LP </p><p>　　ADDLY: PUSH CX ;延遲部分</p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p>　

44、　MOV CX, 050H</p><p>　　A6: MOV AX, 050H</p><p>　　A7: DEC AX ;AX自減一</p><p><b>　　JNZ A7</b></p><p><b>　　LOOP A6</b></p><p&

45、gt;<b>　　POP AX</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISPDLY: PUSH CX</p><p>　　MOV CX,000AH</p><p>　

46、　T1: MOV AX,00FFH</p><p>　　T2: DEC AX</p><p><b>　　JNZ T2</b></p><p><b>　　LOOP T1</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p

47、><b>　　RET</b></p><p>　　CODE ENDS</p><p>　　END START</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　課程設計是培養(yǎng)學生動手和動腦能力的一種重要方式。在設計中發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,也是對學生對所學的

48、書本知識的一種檢驗，以及對實際工作能力的具體訓練和考察過程。在當今社會，計算機已變得無處不在，能夠熟練地運用計算機將是為自己將來的工作加重了一個不可限量的砝碼，因此作為新世紀的大學來說掌握計算機技術將是十分重要的。</p><p>　　回顧這一周的課程設計，我感慨頗多，從拿到題目到完成整個編程，從理論到實踐，在一周的時間里，不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。在設計過程中，我曾經

49、遇到過很大的困難，不得不認真查找問題的所在，但經過多次地調試與運行后終于成功地解決了問題。這次課程設計的成果要感謝老師悉心的指導和同學們的幫助，我們每個人都盡心盡力完成自己的任務，遇到不懂的問題及時討論，最終都能將自己不懂的問題搞懂，每個人都得到了不同程度的提高。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正提高自己的實際動手能力和獨立思考的

50、能力。在設計的過程中還發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，那就是對一些學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。在我的課設題目中要求做到將30-80℃分成8個檔在LED上顯示，但是因為我本人的知識還不夠豐富，能力還不夠強，我只能做到當溫度超出額定值時發(fā)出警報。而這美中不足更讓我對微機原理這門課有了更深的求知欲。</p><p>　　通過這一周的課程設計使我更加明確了日后的學習目標，那就是學東西一定要扎實，絕不能一知半解。這次課

51、程設計使我受益匪淺，它所教會我的東西必將積極地影響我今后的學習。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這一周的課程設計在忙碌中結束了，在這一周我要感謝我的指導老師曲老師和蹤老師，因為兩位老師的諄諄教導和答疑解惑，我才能順利的完成這次設計。設計中遇到的各種疑難問題老師都對我進行了一一解答，通過老師的講解我更深刻的了解了所學的知識，使我能更好的

52、了解微機原理課程設計的步驟與方法，最終完成此次課程設計。</p><p>　　同時我還要感謝我們本組的同學，在設計中她也給了我還大的幫助。在我的設計出現(xiàn)問題時，她會及時的指出我的問題所在，并且在一起討論最后找出解決方法；同時我們還一起討論問題，互相交流心得，完成最后目標。</p><p>　　再次對給過我?guī)椭乃欣蠋熀屯瑢W們再次給予最由衷的感謝！</p><p>

53、<b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王慧中. 微機原理及其應用. 武漢：武漢大學出版社，2011</p><p>　　[2] 鄒逢興. 微型計算機原理與接口技術實驗指導. 北京：清華大學出版社，2009</p><p>　　[3] 趙全利，呂建平，鄒雪艷. 微型計算機原理及接口技術. 北京：機械工業(yè)出版社，2009<

54、/p><p>　　[4] 何宏. 微型計算機原理與接口技術. 陜西：西安電子科技大學出版社，2009</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………..…………………………………………………………………………I</p><p><b>　　1 設計思路1</b>&

55、lt;/p><p>　　1.1 設計原理1</p><p>　　1.2 設計環(huán)境及設備1</p><p>　　1.3 設計框圖2</p><p><b>　　2 設計流程圖3</b></p><p>　　2.1 主程序流程圖3</p><p>　　2.2 主要程序流程

56、圖4</p><p>　　3 設計所用芯片5</p><p>　　3.1 8086簡介5</p><p>　　3.1.1 8086主要特性5</p><p>　　3.1.2 8086CPU寄存器結構5</p><p>　　3.2 8255簡介6</p><p>　　3.3 ADC08

57、09主要功能8</p><p>　　3.4 七段LED顯示器及其接口9</p><p>　　4 模擬熱水器溫控系統(tǒng)硬件接線圖11</p><p>　　5 源程序清單及注釋12</p><p><b>　　總 結16</b></p><p><b>　　致 謝17</b&