計算機硬件技術大作業(yè)報告1

1、計算機硬件技術實踐報告題目 溫度測量系統(tǒng)設計 姓名 葉序 專業(yè) 測控技術與儀器 班級 2011152 學號 20112554 上海電力學院自動化工程學院目錄: (1) 設計題目（2） 開發(fā)目的（3） 小組成員分工及成果（4） 設計方案以及論證（5） 硬件原理圖（包括芯片的選型介紹）（6） 程序流程圖（包括各個子系統(tǒng)和子過程的程序流程）（7） 程序清單，要有適當?shù)淖⑨專?） 程序運行結果分析與預測（9） 結果評述或總結（對實驗結果進行分析，對實驗過程進行總結，系統(tǒng)改進升級建議或者提出新的方案等。）i. 設計題目：溫度測量系統(tǒng)的設計；ii. 開發(fā)目的： 利用8086微機設計出符合下面要求的系統(tǒng)：1

2、）利用熱敏電阻和電橋電路測量溫度變化信號；2）經(jīng)過放大后送到adc0809轉換成數(shù)字信號；3）計算后在led數(shù)碼管顯示其溫度值；4）采用紅綠燈指示溫度范圍，溫度在給定范圍內(nèi)綠燈亮，溫度超過指定范圍時紅燈顯示警告。擴展功能：實現(xiàn)上位機顯示。三、小組分工及成果：小組成員：何睿欽 20112559 葉序 20112554 劉卿材 20112556成員：何睿欽 主要負責：報警電路設計，溫度測量電路設計。 葉序 主要負責：adc0809與8255的連接以及8086與8255的連接。 劉卿材 主要負責：查閱資料，8086內(nèi)置程序設計，協(xié)助完成實驗運行iii. 設計方案：溫度傳感器a/d轉換器微處理器譯碼紅

3、綠燈報警顯示i. 因為溫度傳感器在仿真中無法使用，故用一滑動變阻器代替。iv. 硬件原理圖intel 8086擁有四個16位的通用寄存器，也能夠當作八個8位寄存器來存取，以及四個16位索引寄存器（包含了堆棧指標）。資料寄存器通常由指令隱含地使用，針對暫存值需要復雜的寄存器配置。它提供64k 8 位元的輸出輸入（或32k 16 位元），以及固定的向量中斷。大部分的指令只能夠存取一個內(nèi)存位址，所以其中一個操作數(shù)必須是一個寄存器。運算結果會儲存在操作數(shù)中的一個寄存器。模數(shù)轉換器的選擇adc0809 是美國國家半導體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道帶有串行接口的a/d轉換芯片。由于它體積小，兼容性

4、強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。工作原理adc0809的工作時序如下圖，adc0831的工作過程如下：首先，將adc0831的時鐘拉低，再將片選端cs置低，啟動a/d轉換。接下來在第一個時鐘的下降沿到來時，adc0831的數(shù)據(jù)輸出端被拉低，準備輸出轉換數(shù)據(jù)。從時鐘的第二個下降沿到來開始，adc0831開始輸出轉換數(shù)據(jù)，直到第九個下降沿為止，共8位，輸出的順序從最高位到最低位。芯片接口說明 2.5 adc0809引腳圖in0in7：8路模擬量輸入端。2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。adda、addb、addc：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。al

5、e：地址鎖存允許信號，輸入端，高電平有效。start： a/d轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動a/d轉換）。eoc： a/d轉換結束信號，輸出端，當a/d轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。oe：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入端，高電平有效。當a/d轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。clk：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640khz。ref（+）、ref（-）：基準電壓。vcc：電源，單一+5v。gnd：地。四位一體led本次設計選用的是四位一體共陽極數(shù)碼管。這類數(shù)碼管可以分為共陽

6、極和共陰極，共陽極就是把所有l(wèi)ed的陽極連接到共同節(jié)點com，而每個led的陰極非別為a、b、c、d、e、f、g及dp；共陰極則是把所有l(wèi)ed的陰極連接到共同接點com，而每個led的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp，如下圖所示，圖中的8個led分別圖中adp各段對應，通過控制各個led的亮滅來顯示數(shù)字。數(shù)碼管使用條件：a、段及小數(shù)點上加限流電阻b、使用電壓：段，小數(shù)點，根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電壓: 靜態(tài)：80ma動態(tài)：平均電流45ma 峰值電流：100maop07放大器介紹op07是一種高精度單片運算放大器，具有極低的輸入失調電壓，極低的失調電壓溫漂，非常低的輸入噪聲電壓幅度及長

7、期穩(wěn)定等特點?？蓮V泛應用于穩(wěn)定積分、精密絕對值電路、比較器及微弱信號的精確放大，尤其適應于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器儀表中。op07作為一種低噪聲高精度運算放大器，特別適合做前級放大器。具有以下特點： 1) 低的輸入噪聲電壓幅度0.35 vp-p (0.1hz 10hz) 2) 極低的輸入失調電壓10 v 3) 極低的輸入失調電壓溫漂0.2 v/ 4) 具有長期的穩(wěn)定性0.2 v/mo 5) 低的輸入偏置電流 1na 6) 高的共模抑制比126db 7) 寬的共模輸入電壓范圍14v 8) 寬的電源電壓范圍 3v 22v 9) 可替代725、108a、741、ad510、1875

8、等電路程序流程圖:1、 溫度測量部分rv1滑動變阻器為在仿真中代替熱敏電阻的電阻，后邊的運算放大器將電壓放大2、 adc模數(shù)轉換器:在系統(tǒng)中,adc0809能將模擬量采樣,進而轉變?yōu)閿?shù)字信號3、led顯示電路設計led顯示電路4、報警電路設計當溫度低于80度時，綠燈亮；當溫度高于80度時，紅燈亮。報警電路完整系統(tǒng)的設計圖：7） 程序清單，要有適當?shù)淖⑨宑asd equ 209hz827 equ 212hd8279 equ 210hlemdmod equ 00h ;左邊輸入,8位顯示外部譯碼8位顯示ledfeq equ 38h ;掃描頻率ledcls equ 0c1h ;清除顯示ramz8255

9、 equ 21bhz8255a equ 218hz8255c equ 21ahcount equ 8data segment data1 db 4 dup(?)mess1 db ented any key to begin !,0dh ,0ah,$mess2 db 10,13,enter any key can exit to dos!, 0dh ,0ah,$mess3 db 10,13,input the temperature value :, $mess4 db 10,13,input value error !0dh ,0ah,$mess5 db 10,13,input a new t

10、emperature value :,$mess6 db 10,13,* let pa0=0 to adjust the temperature value !*, 0dh ,0ah,$mess7 db 10,13, * let pa0=1 to input a new temperature value !*, 0dh ,0ah,$led db 3fh ,06h,5bh ,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,77h,7ch,39hdata ends stack segment sracksta dw 50 dup(?)top equ length sta stack en

11、ds code segment assume cs:code,ds:data,ss:stackstart :mov ax ,data mov ds ,axmov es ,axmov ah ,09h ;顯示提示信息1mov dx, offset mess1int 21hmov ah,09h ;顯示提示信息6mov dx,offset mess6 int 21h mov ah,09h ;顯示提示信息7mov dx,offset mess7int 21h mov ah,08hint 21h mov ah,09h ;顯示提示信息3mov dx,offset mess3int 21hcall input

12、 ;輸入設置的溫度值存data1ok:mov dx,z8255 ;設置a口為輸入,c口為輸出mov al ,92hout dx, almov dx ,z8255cmov al,00hout dx,alcall delaycall delaymov dx, z8279 ;初始化8279mov al, ledmod out dx,almov ah, 09hmov dx,offset mess2 ;顯示提示信息2int 21h begin:mov bx,0mov cl,countmov ch,0bb:mov dx,csad ;啟動admov ax,0out dx,alcall delay in al

13、 ,dx ;采樣ad值adc bx,ax ;求平均值loop bbmov ax,bxrcr ax,1rcr ax,rcr ax,1call changtobcd ;轉化為十進制的溫度值mov di,offset data1mov di+3,alcall dismov di,offset data1mov bl,di+2 mov al,di+3 cmp al,bl jb up mov dx,z8255ain al,dxand al,01hjz downmov ah,09hmov dx,offset mess5int 21hcall inputjmp beginup: mov al,40hjmp

14、aadown:mov al,00haa: mov dx,z8255cout dx,almov ah,0bhint 21hcmp al,0jz ccmov ax,4c00hint 21hcc: jmp begindelay proc near push cx mov cx,0f00h loop s pop cx retdelay endp input proc mear ;溫度值的設置子程序 mov ah,1h int 21h mov di,offset data1 mov di,al mov bh,al mov al,1l int 21h mov di+1,al mov bl,al and b

15、h,0fh rcl bh,1 rcl bh,1 rcl bh,1 rcl bh,1 and bh,0fh or bl,bh mov al,bl cmp al,76h ;輸入溫度大于76h則顯示錯誤提示信息 ja err mov di+2,al retinput endperr:mov ah,09h ;顯示錯誤提示信息 mov dx,offset mess4 int 21h mov ax,4c00h int 21hchange tobcd proc near ;bcd碼轉換子程序mov bl,3mul blmov bl,10div blaam ;非壓縮bcd碼乘法調整指令mov bl,almov

16、 al,ahmov cl,04hror al,clxor al,blretchange tobcd endpdis proc near ;顯示子程序 mov bl,al mov al,0fh push ax mov dx,z8279 mov al,90h out dx,al pop ax push bx lea bx,led xlat pop bx mov dx,d8279 out dx,al call delay mov al,bl mov cl,04h ror al,cl and al,0fh lea bx,led xlat mov dx,d8279 out dx,al call dela

17、y call delay retdis endpcode ends end start八、程序運行結果分析與預測給溫度傳感器設置10度時，電壓表顯示值為0.43v，綠燈亮，仍符合要求。led顯示值為022。以此類推當給溫度傳感器輸入20,30,40度時；當改變溫度傳感器溫度值，使led顯示為080時，綠燈亮。當led顯示大于80度時，紅燈亮，此時報警指示電路工作正常。4結果分析根據(jù)仿真結果可以看出，溫度測量電路和a/d轉換電路以及報警燈電路均顯示正常，只有l(wèi)ed顯示結果與理論值有誤差，正常情況下led上顯示值和溫度傳感器輸入值是一樣的，然而仿真時，0度對應的是002，1度對應的是004，10度

18、對應的是022，顯示數(shù)以2為基準跳變。因此我首先想到的是程序問題，在程序中加一個除2的語句，但led顯示仍無大變化。因此造成led顯示錯誤可能有其他原因附錄匯編語言程序 cs bit p1.7 clk bit p1.0 do bit p1.1 ad_tmp equ 30h ad_tmp_1 equ 31h ad_tmp_2 equ 32h ad_tmp_3 equ 33h ad_tmp1 equ 34h org 0000h ljmp main org 0030hmain: clr p2.0start: lcall ad_conv lcall display ljmp startad_conv:

19、 setb cs clr clk nop nop clr cs nop nop setb clk nop nop clr clk nop nop setb clk nop nop mov r0, #08had_read: clr clk mov c, do rlc a setb clk nop nop djnz r0, ad_read setb cs mov ad_tmp, a retdisplay: mov a, ad_tmp mov dptr, #tab1 movc a, a+dptr cjne a, #80, s1 sjmp s3s1: jnc s2 sjmp s4s2: clr p3.

20、0 sjmp s4s3: setb p3.0s4: mov b, #100 div ab mov ad_tmp_1, a mov a, b mov b, #10 div ab mov ad_tmp_2, a mov ad_tmp_3, b mov dptr, #tab mov a, ad_tmp_1 movc a, a+dptr mov p0, a setb p2.1 lcall dly clr p2.1 mov a, ad_tmp_2 movc a, a+dptr mov p0, a setb p2.2 lcall dly clr p2.2 mov a, ad_tmp_3 movc a, a

21、+dptr mov p0, a setb p2.3 lcall dly clr p2.3 rettab: db 0c0h, 0f9h, 0a4h, 0b0h, 99h, 92h, 82h, 0f8h db 80h, 90h, 88h, 83h, 0c6h, 0a1h, 86h, 8ehtab1:db 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 db 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ,30, 31, 32, 33, 34 db 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 db 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 db 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80 db 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87,