ad課程設(shè)計(jì)-- 八路模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　11 級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 專業(yè) 972 班級(jí)</p><p>　　題 目 八路模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量電路設(shè)計(jì) </p><p>　　2011 年 12 月 26 日</p><p><b>　　摘 要</b></p&

2、gt;<p>　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起著越來越重要的作用。多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、自適用控制技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與處理技術(shù)等都離不開計(jì)算機(jī)。本課程設(shè)計(jì)是基于微機(jī)原理與接口技術(shù)的簡單應(yīng)用。運(yùn)用所學(xué)的微機(jī)原理和接口技術(shù)知識(shí)完成ADC0809的采樣，即基于0806最小系統(tǒng)將模擬電壓表通過ADC0809的采樣完成模擬量轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量并顯示出來。通過硬件與軟件的結(jié)合，用我們剛剛學(xué)過的匯編語言編

3、寫程序模擬分析了ADC0809的芯片功能和硬件配置，結(jié)合硬件和軟件闡述了該系統(tǒng)的工作原理，得出了一種簡單實(shí)用的ADC0809的采樣即實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表功能系統(tǒng)的硬件、軟件電路設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)能測量0～5V的電壓，結(jié)果顯示于數(shù)碼管上。</p><p>　　關(guān)鍵字：ADC0809、8086系統(tǒng)、頻率發(fā)生器</p><p><b>　　前 言4</b></p>

4、<p>　　1.題義分析與解決方案5</p><p>　　1.1題義與需求分析5</p><p>　　1.2解決問題的方法與思路5</p><p>　　1.2.1硬件部分5</p><p>　　1.2.2軟件部分5</p><p><b>　　2.硬件設(shè)計(jì)5</b></

5、p><p><b>　　2.1電路原理5</b></p><p>　　2.2 8086最小系統(tǒng)模塊6</p><p>　　2.3可編程并行接口芯片8255A7</p><p>　　2.3.1 8255A的作用7</p><p>　　2.3.2 8255A的功能分析及技術(shù)參數(shù)7</p&g

6、t;<p>　　2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC08099</p><p>　　2.4.1 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳9</p><p>　　2.5 模擬量（ 0～5V）電壓輸出11</p><p>　　2.6 頻率發(fā)生器11</p><p>　　2.7 七段LED顯示器12</p><p>

7、　　2.7.1 七段LED顯示器的作用、功能分析及結(jié)構(gòu)12</p><p>　　2.8 硬件總邏輯圖及說明13</p><p>　　3.匯編程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1控制程序設(shè)計(jì)思路說明14</p><p>　　3.2 程序流程圖15</p><p>　　4.ADC0809采樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總結(jié)2

8、1</p><p><b>　　附錄：23</b></p><p>　　1、8086最小系統(tǒng)框圖23</p><p>　　2、0809功能模塊框圖：24</p><p>　　3、接口與顯示模塊框圖24</p><p>　　4. 程序流程圖25</p><p>&l

9、t;b>　　前 言</b></p><p>　　電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　我們可以用已學(xué)的微機(jī)原理與接口技術(shù)課程中介紹的芯片設(shè)計(jì)檢測電壓表測量0-5V的電壓信號(hào)，我們使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809，ADC0809是NSC公司生產(chǎn)的8路模擬輸入逐次逼近型A/

10、D轉(zhuǎn)換器，它采用CMOS工藝，另外，還有8通道多路轉(zhuǎn)換器和3位地址鎖存和譯碼器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)8路輸入模擬量IN0~IN7的選擇。運(yùn)用以上芯片在8086的最小系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓測量。該采樣系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)使用編寫匯編語言程序編寫并控制的。</p><p>　　1.題義分析與解決方案</p><p>　　1.1題義與需求分析</p><p>　　1、設(shè)計(jì)并開發(fā)能檢測電壓信號(hào)

11、，并能顯示的系統(tǒng)；</p><p>　　2、能檢測的電壓值為0-5V；</p><p>　　3、采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809從，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。</p><p>　　1.2解決問題的方法與思路</p><p><b>　　1.2.1硬件部分</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)采用&

12、lt;/b></p><p>　　模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809、可編程外圍接口芯片8255A一片，七段LED顯示器，頻率發(fā)生器。</p><p><b>　　1.2.2軟件部分</b></p><p>　　1、該系統(tǒng)采用匯編語言編寫程序。</p><p>　　2、首先要對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)芯片進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)，</p&g

13、t;<p>　　3、設(shè)置ADC0809轉(zhuǎn)換控制，從IN0通道采樣電壓模擬信號(hào)，輸出數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　4、將所測的電壓值在LED上顯示出來；</p><p><b>　　2.硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1電路原理</b></p><p>　　本課題的設(shè)

14、計(jì)可通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內(nèi)部已經(jīng)連接，用戶在使用時(shí)只要設(shè)計(jì)模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單。硬件電路由0～5V電壓輸出、頻率發(fā)生器、8255可編程外圍接口模塊和LED顯示模塊、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　2.2 8086最小系統(tǒng)模塊</p><p>　?。?）8086CPU構(gòu)成的最小模式系統(tǒng)如圖：</p>

15、<p><b>　?。?）硬件連接框圖</b></p><p>　　（3）8086最小系統(tǒng)配置模擬圖</p><p>　　在最小模式下，還加一片8284A作為時(shí)鐘發(fā)生器，三片8282/8283或74LS373作為地址鎖存器，二片8286/8287或74LS245作為雙向數(shù)據(jù)總線收發(fā)器。</p><p>　　2.3可編程并行接口芯片82

16、55A</p><p>　　2.3.1 8255A的作用</p><p>　　利用8255A將ADC0809所轉(zhuǎn)化的電壓的值通過LED顯示出來， 并與8086最小系統(tǒng)相連。</p><p>　　2.3.2 8255A的功能分析及技術(shù)參數(shù)</p><p>　　1、8255A的工作方式:</p><p>　　方式0---基

17、本輸入輸出方式；</p><p>　　方式1---選通輸入輸出方式；</p><p>　　方式2---雙向選通輸入輸出方式。</p><p>　　8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　2、引腳信號(hào)</b></p><p>　　8255A的引腳如圖，分為數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫控制線、輸

18、入/輸出端口線和電源線。</p><p><b>　　8255A芯片引腳</b></p><p>　　3、8255A的接線方式</p><p>　　8255A的接線電路圖如圖所示</p><p>　　2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809</p><p>　　2.4.1 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部

19、引腳</p><p>　　直接輸入8個(gè)單端的模擬信號(hào)分時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。利用它可是電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過LED顯示。</p><p>　　ADC 0809是CMOS器件，包括一個(gè)8位的逐次逼近型的ADC部分，還提供一個(gè)8通道模擬多路開關(guān)和通道尋址邏輯，利用它可直接輸入8個(gè)單端的模擬信號(hào)分時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)<

20、;/p><p>　　各引腳定義分述如下：</p><p>　　1)IN0～I(xiàn)N7——8路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來選通一路。</p><p>　　2)D7～D0——A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。</p><p>　　3)ADDA、A

21、DDB、ADDC——模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表11.3所示。</p><p>　　4)ALE——地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。</p><p>　　5)OE——輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0809的輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。</p><p>　　地址信號(hào)與選中

22、通道的關(guān)系</p><p>　　ADC0809接線如圖示</p><p>　　2.5 模擬量（ 0～5V）電壓輸出</p><p>　　電源采用5V的采用電位器來調(diào)節(jié)的電壓的輸入大小。電路如圖所示：</p><p><b>　　2.6 頻率發(fā)生器</b></p><p>　　頻率發(fā)生器采用74hc

23、4040十二位計(jì)數(shù)器通過CLK端口外接8MHZ晶振來產(chǎn)生各種頻率信號(hào)。</p><p>　　2.7 七段LED顯示器</p><p>　　2.7.1 七段LED顯示器的作用、功能分析及結(jié)構(gòu)</p><p>　　七段LED顯示器的工作原理：如果發(fā)光二極管共陽極，則輸入為0時(shí)亮，為1時(shí)滅，反之，則輸入1時(shí)亮，0時(shí)不亮。發(fā)光二極管時(shí)一種外加電壓超過額定電壓時(shí)發(fā)生擊穿，并因

24、此能產(chǎn)生可發(fā)光的器件，數(shù)碼顯示器通常由多個(gè)發(fā)光二極管來組成七段或八段筆畫顯示器，當(dāng)組合發(fā)光時(shí)，便會(huì)顯示某一個(gè)數(shù)碼管或字符，七段代碼的各位用作a—g和DP的輸入。</p><p>　　LED顯示器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.8 硬件總邏輯圖及說明</p><p>　　8255的PA口和PB口分別作為七段LED顯示器的段選和位選，可以把電壓值通過LED顯示。825

25、5A與8086最小系統(tǒng)相連，ADC0809與頻率發(fā)生器相連，與0-5V電位器相連，將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過LED顯示電壓的值。</p><p><b>　　電路圖如圖所示</b></p><p><b>　　3.匯編程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1控制程序設(shè)計(jì)思路說明</p><

26、p>　　首先對(duì)系統(tǒng)初始化，將8255的C口清零，A口用于LED的位選，B口用于LED的段選。啟動(dòng)程序并裝載，然后執(zhí)行采樣程序，啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換讀入電壓值，將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并顯示出來。</p><p><b>　　3.2 程序流程圖</b></p><p><b>　　1、匯編語言程序</b></p><p>　　.M

27、ODELTINY</p><p>　　PCIBAR3EQU1CH </p><p>　　Vendor_IDEQU10EBH;廠商ID號(hào)</p><p>　　Device_IDEQU8376;設(shè)備ID號(hào)</p><p>　　.STACK 100</p><p><b>　　.DA

28、TA </b></p><p>　　ADDR_0809 DW 00F0H</p><p>　　BUFFER DB ' H . V$'</p><p>　　LastADDB 0;上一次AD轉(zhuǎn)換值</p><p>　　msg3DB 'AD轉(zhuǎn)換結(jié)果

29、(前邊是16進(jìn)制數(shù),后邊是十進(jìn)制數(shù)): $'</p><p>　　IO_Bit8_BaseAddress DW?</p><p>　　msg0DB'BIOS不支持訪問PCI $'</p><p>　　msg1DB'找不到Star PCI9052板卡 $'</p><p>　　ms

30、g2DB'讀8位I/O空間基地址時(shí)出錯(cuò)$'</p><p><b>　　.CODE</b></p><p>　　START: MOV AX,@DATA</p><p>　　MOV DS,AX</p><p><b>　　NOP</b></p>

31、<p>　　CALLInitPCI</p><p>　　CALLModifyAddress </p><p>　　MOVAH, 00H</p><p>　　MOVAL, 03H</p><p>　　INT10H;清屏</p><p>　　MOV AH, 09H</p><p

32、>　　LEA DX, msg3</p><p><b>　　INT21H</b></p><p>　　XORAL, AL</p><p>　　JMPSTART6</p><p>　　START1: MOVCX,50;采樣五十次</p><p>　　MOV BX,0;

33、累計(jì)五十次的采樣值</p><p>　　START2: CALL AD0809</p><p>　　XORAH, AH</p><p>　　ADDBX, AX</p><p>　　LOOP START2</p><p>　　MOVAX, 50</p><p>　　XCHGAX

34、, BX</p><p>　　DIVBL;五十次的平均值</p><p>　　CMP AL, LastAD</p><p>　　JZ START3</p><p>　　START6: MOV LastAD, AL</p><p>　　CALL Display_Data</p&g

35、t;<p>　　MOVAH, 02H</p><p>　　MOVDL, 43</p><p><b>　　MOVDH, 0</b></p><p>　　INT10H;定位光標(biāo)</p><p>　　MOVAH, 09H</p><p>　　LEADX, BUFFER&

36、lt;/p><p>　　INT21H;顯示結(jié)果</p><p>　　START3: CALLDLTime</p><p>　　CALLIfExit</p><p><b>　　JZSTART1</b></p><p><b>　　JMPExit</b><

37、/p><p>　　AD0809 PROC NEAR</p><p><b>　　PUSHCX</b></p><p>　　MOV AL, 0</p><p>　　MOV DX, ADDR_0809</p><p>　　OUT DX, AL </p

38、><p>　　MOVDX, IO_Bit8_BaseAddress</p><p>　　AD08091:MOVCX, 200</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　NOP;延時(shí),等待AD轉(zhuǎn)換完成</p><p>　　MOVDX, ADDR_0809</p&

39、gt;<p>　　INAL, DX</p><p><b>　　POPCX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　AD0809 END</p><p>　　ToCharPROC NEAR;轉(zhuǎn)化為可顯示的16進(jìn)制數(shù)</p>

40、<p>　　ADDAL, '0'</p><p>　　CMPAL, '9'</p><p>　　JBEToChar1</p><p>　　ADDAL, 07H</p><p>　　ToChar1:RET</p><p>　　ToChar END</p

41、><p>　　DISPLAY_DATA PROC NEAR</p><p>　　MOVAH, AL</p><p>　　ANDAL, 0FH</p><p>　　CALLToChar</p><p>　　MOVBUFFER + 1, AL</p><p>　　MOVAL, AH

42、</p><p>　　ANDAL, 0F0H</p><p><b>　　RORAL, 4</b></p><p>　　CALLToChar</p><p>　　MOVBUFFER, AL</p><p>　　MOVAL, AH</p><p>　　XORAH,

43、 AH</p><p>　　MOVBL, 51;255/51 (16進(jìn)制的1 = 1/51V)</p><p><b>　　DIVBL</b></p><p>　　ORAL,'0';轉(zhuǎn)化為可顯示的10進(jìn)制數(shù)</p><p>　　MOVBUFFER + 4,AL;整數(shù)部分</p>

44、;<p>　　MOVAL, 10</p><p><b>　　MULAH</b></p><p><b>　　DIVBL</b></p><p><b>　　ORAL,'0'</b></p><p>　　MOVBUFFER + 6,AL

45、;第一位小數(shù)</p><p>　　MOVAL, 10</p><p><b>　　MULAH</b></p><p><b>　　DIVBL</b></p><p><b>　　ORAL,'0'</b></p><p>　　MOV

46、BUFFER + 7, AL;第二位小數(shù)</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISPLAY_DATA END</p><p>　　DLTime PROC NEAR</p><p><b>　　PUSHAX</b></p><p&g

47、t;<b>　　PUSHDX</b></p><p>　　MOVDX, 100;延時(shí)100ms</p><p>　　MOVAH, 0FFH;星研公司提供的軟中斷</p><p><b>　　INT21H</b></p><p><b>　　POPDX</b>

48、;</p><p><b>　　POPAX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DLTime ENDP</p><p>　　IfExitPROCNEAR</p><p><b>　　PUSHAX</b><

49、;/p><p><b>　　PUSHDX</b></p><p>　　MOVAH, 06H</p><p>　　MOVDL, 0FFH</p><p><b>　　INT21H</b></p><p><b>　　POPDX</b></p&g

50、t;<p><b>　　POPAX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　IfExit ENDP</p><p>　　InitPCI PROCNEAR</p><p>　　MOVAH, 00H</p><p>　　MO

51、VAL, 03H</p><p>　　INT10H;清屏</p><p>　　MOVAH, 0B1H</p><p>　　MOVAL, 01H</p><p><b>　　INT1AH</b></p><p><b>　　CMPAH, 0</b></p

52、><p>　　JZInitPCI2</p><p>　　LEADX, msg0</p><p>　　InitPCI1:MOVAH, 09H</p><p><b>　　INT21H</b></p><p><b>　　JMPExit</b></p><

53、;p>　　InitPCI2:MOVAH,0B1H</p><p>　　MOVAL,02H</p><p>　　MOVCX, Device_ID</p><p>　　MOVDX, Vendor_ID</p><p><b>　　MOVSI, 0</b></p><p><b&g

54、t;　　INT1AH</b></p><p>　　JNCInitPCI3;是否存在Star PCI9052板卡</p><p>　　LEADX, msg1</p><p>　　JMPInitPCI1</p><p>　　InitPCI3:MOVDI, PCIBAR3</p><p>　　MOV

55、AH, 0B1H</p><p>　　MOVAL, 09H</p><p>　　INT1AH;讀取該卡PCI9052基地址</p><p>　　JNCInitPCI4</p><p>　　LEADX, msg2</p><p>　　JMPInitPCI1</p><p>　　I

56、nitPCI4: ANDCX, 0FFFCH</p><p>　　MOVIO_Bit8_BaseAddress,CX</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　InitPCI ENDP</p><p>　　ModifyAddressPROCNEAR</p><p>

57、;　　ADDADDR_0809,CX</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　ModifyAddressENDP</p><p>　　Exit: MOVAH, 4CH</p><p><b>　　INT21H</b></p><p>　　E

58、ND START</p><p><b>　　2、匯編程序調(diào)試</b></p><p>　　程序調(diào)試中主要是在顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候出現(xiàn)了一些問題， 程序在上星研系統(tǒng)自帶的延時(shí)程序，加上以后就不會(huì)出現(xiàn)上述問題。</p><p>　　4.ADC0809采樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，使用了8086最小

59、系統(tǒng)、8255可編程外圍接口、ADC0809采樣芯片實(shí)現(xiàn)了電壓表的采樣和顯示。通過該課程設(shè)計(jì)，掌握了什么是編譯程序，編譯程序工作的基本過程及其各階段的基本任務(wù)，熟悉了編譯程序總流程框圖，了解了編譯程序的生成過程、構(gòu)造工具及其相關(guān)的技術(shù)對(duì)課本上的知識(shí)有了更深的理解，課程設(shè)計(jì)歷時(shí)二個(gè)星期左右，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。這次的課程設(shè)計(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作

60、的精神。剛開始的時(shí)候，大家就分配好了各自的任務(wù)，聚在一起討論各個(gè)方案的可行性。在課程設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次設(shè)計(jì)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。</p><p>　　此次實(shí)習(xí)可以說是獲益匪淺。通過查閱了很多資料，并且通過查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)書本及課堂中老師不曾介紹過的知識(shí)．同時(shí)也學(xué)會(huì)了

61、在動(dòng)手實(shí)踐的過程中，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，在最短的時(shí)間內(nèi)尋找問題的解決方案。更重要的是通過本次的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了關(guān)于微機(jī)原理課程的更多相關(guān)內(nèi)容，了解了ADC0809芯片的作用、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳的功能、工作方式、技術(shù)參數(shù)、如何實(shí)現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。更加深入認(rèn)識(shí)了8255A的內(nèi)部構(gòu)造、控制字、方式字的設(shè)置以及通過8255A控制輸出量。了解了許多匯編程序的思想，擴(kuò)展了自己的視野，不再僅僅局限于書本中幾條簡短的程序，而且更重要的是明白寫程序

62、的態(tài)度：仔細(xì)謹(jǐn)慎，精益求精。在系統(tǒng)加電調(diào)試中，針對(duì)一些問題，熟練掌握了根據(jù)原理分步測試，將錯(cuò)誤之處縮小的最小范圍內(nèi)。</p><p>　　我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！</p><p><b>　　附錄：</b></p><p>