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1、微机应用系统设计与综合实验设计报告设计题目 温度采集系统软硬件设计指导老师 设计者 专业班级 设计日期 2010年12月232011年1月13日目 录第一章 微机应用系统课程设计的目的意义11.1 设计目的11.1 课程在教学计划中的地位和作用1第二章 温度采集系统软硬件设计任务22.1 设计内容及要求22.2 课程设计的要求2第三章 总体设计方案3 设计思想3第四章 硬件设计4 4.1 硬件设计概要54.2 所用到的芯片及其各自功能说明5 8088的简介54.3 硬件电路设计系统原理图及其说明5第五章 软件设计75.1 流程图及其说明75.2 源程序及其说明9第六章 系统调试13第七章 收获
2、、体会14参考文献15第一章 微机应用系统课程设计的目的意义1.1设计目的微机原理与接口技术是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于应用。本课程设计是配合课堂教学的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上的知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。通过本课程设计希望达到以下目地：培养资料搜集和汇总的能力。培养总体设计和方案论证的意识。提高硬件，软件设计与开发的综合能力。提高软件和硬件联合调试的能力。熟练掌握相关测量仪器的使用方法。掌握相关开发软件，仿真软件的使用方法。1.2课程在教学计划中的地位和作用 现在计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必
3、须紧跟实际连接。掌握这方面的知识更重要强调解决实际问题的能力。该课程设计给我们提供了一个很好的机会，它要求我们结合课堂上和书本中学到的知识去独立设计一个硬件系统，它是我们迈向实践和应用的桥梁，我们学习书本上的知识是一个不断积累的过程，而该课程设计却使得我们能够尽情发挥他们，让我们更了解计算机的结构，工作原理以及软硬件的结合使用，虽然课程设计的时间比较短，但它却在整个教学计划中占据了及其重要的位置。 第二章 温度采集系统软硬件设计任务2.1实验目的为了实现计算机对生产过程及对象的控制，需要将对象的各种测量参数按照要求转换成数字信号送入计算机。经计算机运算处理后再再转换成适合于对生产过程进行控制的
4、量。所以在危机和生产过程之间，必须设置信息的变换和传递通道。而我们所做的模拟输入通道，主要功能就是随时间变化的模拟输入信号变成数字信号送入计算机，主要有多路转换器，采样保持器和 A/D转换器等组成。本实验通过设计一个微机控制的温度采集系统，旨在使学生能做到以下几点：1了解微机控制的温度采集系统软硬件设计原理和方法。2进一步掌握定时/计数器、并行接口芯片的工作原理与使用方法。2.2实验设备l80X86系列微机一台。 2微机硬件实验平台。 3ADC0809。2.3实验内容及要求 设计内容：以8088CPU为核心设计一个温度巡回检测系统（A/D采用ADC0809），系统可实现4路温度信号的采集，在4
5、位LED显示器上显示当前温度。模拟现场4个点的温度巡回检测，温度范围 0510 CO（温度信号用电位器可调电压模拟），2CO对应数字量为01H。每隔0.5s检测一次，每点连续采集4次，取其平均值，经标度变换，转为BCD码后送LED显示，4路循环显示，每路持续2s。4位LED的显示方式为：通道号温度佰位十位个位设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。第三章 总体设计方案 设计思想 在许多传统行业中，多路高温度采集系统是不可或缺的。电厂，石化行业及制药厂等企业生产过程中，普遍存在着需要进行温度测量的场合。因为温度是生产过程和科学实验中普遍且重要的物理参数。在工业生产中，为了
6、高效生产，必须对生产过程的主要参数，如温度，压力，速度等进行有效的检测并控制。其中温度检测在生产过程中占有相当大的比例。 而我们所做的课题正是以8086cpu为核心设计一个温度巡回监测系统（A/D采用ADC0809）.系统可实现温度信号的采集，在4位LED显示器上显示当前的温度和通道号。模拟现场两个点的温度巡回检测，温度范围0-510摄氏度。每隔0.5秒检测一次，经标度变换后送LED显示器显示，4路循环显示，每路持续两秒。 该系统主要用于温度检测，是一个状态反馈系统，并非动态控制系统。他可以利用放大器实现多个点的温度巡回检测，并在LED上显示当前的温度值和通道号。当温度信号改变时，LED显示的
7、值也随之改变。 第四章 硬件设计4.1 硬件设计概要系统的主要功能是实现温度信号的采集，在4位LED显示器上显示当前的温度和通道号。模拟现场两个点的温度巡回检测，温度范围0-510摄氏度。每隔0.5秒检测一次，经标度变换后送LED显示器显示，4路循环显示，每路持续两秒。实验步骤如下：（1） 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在试验平台上。（2） 编写程序然后编译连接。（3） 参考图2-1所示连接试验线路。（4） 运行参考程序，观察LED显示器上的通道号和温度值。正确的结果是：档调节作为A/D模拟输入电压源的电位器W的旋钮在任意位置时，LED显示器上显示如下图（以旋钮旋至最右端即最大值为例）
8、 1384 21504.2 所用到的芯片及其各自功能说明8088的功能简介 Intel8088CPU准是16位微处理器，它采用N沟道，耗尽型负载的硅栈工艺制造，外型为双列直插式，有40个引脚。8088CPU有8根数据线和20根地址线，直接寻址空间为1MB。能够完成微型计算机的基本操作数的读取，指令的执行，中断控制等基本功能。ADC0809是一种8路模拟输入，8位数字输出的主次逼近法A/D器件，转换时间约为100us，转换精度为1/256。，适用于多路数据采集系统。ADC0809片内有三条输出的数据锁存器，故可以与0808危机总线直接接口。4.3硬件电路设计系统原理图及其说明ADC0809的CL
9、K信号接CLK=2.385MHZ,基准电压VREF接VCC。一般在实际应用系列中应该准确+5V,以提高转换精度，ADC0809片选信号0809CS和I/OW,/IOR经逻辑与组合后，去控制ADC0809的ALE,START,ENABLE信号。ADC0809的信号转换结束信号EOC未接，如果以中断方式实现数据采集，需将EOC信号线接至中断控制器8259A的中断源输入通道。第五章 软件设计5.1流程图及其说明 开始主程序流程图启动A/D 0809转换延时等待A/D转换结果读取转化结果将结果转换成显示代码调用显式转换结果子程序开始设置通道号初值设置连续采样次数ECO=1？读取转换结果，送至DI所指单
10、元修改数据区指针及采集数BX=0？修改数据指针级通道号CX=4？子程序返回启动相应的A/D转换YNYNYN子程序流程图5.2 源程序及其说明 CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE ADPORT EQU 0010H ;定义A/D转换芯片地址 ORG 1000H ;定义起始地址MAIN PROC NEARSTART: CALL FORMAT ;初始化显示缓冲区 RESET: MOV AL, 00H ;设置通道初值为0ADPREA:MOV CX, 4 ;设置循环值 MOV BYTE PTR DS:077DH,AL ;将通道号存入077DH PUSH AX MOV DX, ADPO
11、RT OUT DX, AL;-调用延时并进行AD转换-ADCONV: CALL DELAY ;调用0.5秒延时子程序 IN AL, DX ;读取转换结果 MOV AH, 00H ADD WORD PTR CS: VAL, AX ;将转换结果存入VAL LOOP ADCONV MOV CL, 2 SHR WORD PTR CS: VAL, CL ;取四次采集数据的平 CALL CONVERS ;均值 MOV BX, 1000 CALL DISP ;调用显示子程序 POP AX INC AL ;指向下一个通道 CMP AL, 03H ;如果通道值3重复 JBE ADPREA ;采集4次数据，否则
12、JMP RESET ;通道值置零重新开始 RETMAIN ENDPDATA1: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H, 0C6H,0A1H DB 86H,8EHVAL: DW 0H ;-初始显示0000-FORMAT PROC PUSH BX MOV BX, 0 ;初始化缓冲区 MOV WORD PTR DS:BX+077AH,0000H ADD BX, 2 MOV WORD PTR DS:BX+077AH,0000H ADD BX, 2MOV WORD PTR DS:BX+077AH,0000HPOP BXRETFOR
13、MAT ENDP;-0.5秒延时子程序-DELAY PROC NEAR PUSH CX PUSH BX MOV BX, 5000 ;延时0.5秒 LOOP1: MOV CX, 29 LOOP2: LOOP LOOP2 DEC BX JNZ LOOP1POP BXPOP CXRETDELAY ENDP;-数制转换子程序- CONVERS: SHR WORD PTR CS: VAL, 1 ;将十六进制数转换成 MOV CL, 100 ;十进制BCD码 DIV CL MOV BYTE PTR DS: 077CH, AL ;将 BCD码的百位存入 XCHG AL, AH ;077CH MOV AH,
14、0 MOV CL, 10 DIV CL MOV BYTE PTR DS: 077BH, AL ;将BCD码的十位和个 MOV BYTE PTR DS: 077AH, AH ;位分别存入077BH和RET ;077AH;-数码显示子程序-DISP PROC NEAR ;显示子程序 DISP4:PUSH BX ;置显示位置初值 MOV DX, 077EH MOV AH, 10HDISP0:MOV CX, 00FFH MOV BX, DX MOV BL, DS: BX MOV BH, 0H PUSH DX MOV DX, 0FF22HMOV DI, OFFSET DATA1MOV AL, CS: B
15、X+DIOUT DX, AL ;段码送8155B口MOV DX, 0FF21HMOV AL, AH ;位码送8155A口OUT DX, ALDISP1:LOOP DISP1 ;延时 POP DX DEC DX ;显示缓冲区地址减1 SHR AH, 01H ;位码右移一位 JNZ DISP0 MOV DX, 0FF22H MOV AL, 0FFH ;关显示 OUT DX, AL POP BX DEC BX CMP BX, 0 JA DISP4 RET ;返回 DISP ENDP CODE ENDS END START第六章 系统调试与使用 本次实验前面时间主要用于熟悉实验操作平台，系统调试时间只
16、花了短短的两天时间。刚开始我是满怀信心的想把自己写好的程序一次运行成功，但结果却惨不忍睹，什么功能都没有，甚至连写在程序的最前面的那些芯片的初始化操作都没达到预期的效果，我翻着书仔细的把程序重新读了一次 ，不得已把程序一块一块的肢解开来，从最基本的做起，看他们能否都实现，最后看能否连接起来运行。在不停的调试过程中，让我学到了很多，首先我们要对我们所做的课题要有一个整体的结构框图，那样思路才比较清晰，而且出现问题后，不应该无从下手或整体动手，而是应该一个环节一个环节的不停调试，找出问题所在，然后针对那一环节修改程序或者线路图。在调试程序时要学会使用逐步调试，而不是整体的运行。第七章 收获、体会
17、两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义通过这次课程设计，我在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行温度采集系统的设计，而培养和提高自己独立工作能力，巩固与扩充了微机原理课程所学的内容，温度采集系统设计的方法和步骤。通过本次实验掌握了微机系统的开发步骤, ADC0809和LED的用法，掌握了汇
18、编,程序的设计。本次设计需要熟练掌握汇编语言，熟悉ADC0809外部引脚和功能，熟悉LED显示器的结构及译码方式。通过本次课程设计我也获得了许多收益，首先，让我更好的掌握了ADC0809芯片的工作原理、方式及其应用。其次，让我学会了如何设计一个简单的微机系统，以及设计一个简单微机系统所需要的步骤和设计中需要注意的地方。本人在设计中遇到很多困难，大都是对和芯片的应用还不是很熟练，还需更加努力更加深入的了解微机系统和芯片功能。在这次设计过程中，体现出自己单独设计温度采集系统的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。参考文献1. 周荷琴.微型计算机原理与接口技术.合肥：中国科学技术大学出版社，2004.122. 刘全忠.汇编语言实用程序.天津大学出版社，1991.63. 李朝青.单片机&DSP外围数字IC技术手册.北京：北京航空航天大学出版社，2003.4. 刘乐善.微型计算机接口技术及应用.武汉：华中科技大学出版社,20045. 刘书明.高性能数模与模数转换器件.西安：西安电子科技大学出版社，2000 17
微机应用系统设计与综合实验设计报告温度采集系统软硬件设计
