微機原理課數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程設(shè)計

1、微型計算機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計 學(xué)院： 信息工程學(xué)院專業(yè)： 電子信息工程班級： 24030802學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)教師：李偉 1月 4日至 1 月 9日 共 1 周 指導(dǎo)教師（簽字） 1、 設(shè)計指標(biāo) 設(shè)計一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 基本要求：微型計算機最小系統(tǒng) 具有8路模擬輸入 輸入信號為0500mv 采用數(shù)碼管8位，顯示十進制結(jié)果 輸入量與顯示誤差小于1% 中斷方式2、 設(shè)計方案與論證 考慮本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求，該系統(tǒng)的功能框圖如下放大電路 adc 0809cpu系統(tǒng)8088 pc總線 模擬輸入 顯示器 8255a8259a(1） ad轉(zhuǎn)換器的選擇1、根據(jù)ad轉(zhuǎn)換器基本原理及特點，可以分為以下類型：

2、積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、-調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。1）積分型（如tlc7135）    積分型ad工作原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時間(脈沖寬度信號)或頻率(脈沖頻率)，然后由定時器/計數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點是用簡單電路就能獲得高分辨率，但缺點是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時間，因此轉(zhuǎn)換速率極低。初期的單片ad轉(zhuǎn)換器大多采用積分型，現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。2）逐次比較型（如adc0809）逐次比較型ad由一個比較器和da轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，從msb開始，順序地對每一位將輸入電壓與內(nèi)置da轉(zhuǎn)換器輸出進行比較，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值

3、。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點是速度較高、功耗低，在低分辯率（<12位）時價格便宜，但高精度（>12位）時價格很高。3）并行比較型/串并行比較型（如tlc5510）并行比較型ad采用多個比較器，僅作一次比較而實行轉(zhuǎn)換，又稱flash(快速)型。由于轉(zhuǎn)換速率極高，n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個比較器，因此電路規(guī)模也極大，價格也高，只適用于視頻ad轉(zhuǎn)換器等速度特別高的領(lǐng)域。串行比較型ad結(jié)構(gòu)上介于并行型和逐次比較型之間，最典型的是由2個n/2位的并行型ad轉(zhuǎn)換器配合da轉(zhuǎn)換器組成，用兩次比較實行轉(zhuǎn)換，所以稱為half flash(半快速)型。還有分成三步或多步實現(xiàn)ad轉(zhuǎn)換的叫做分級（multi

4、step/subrangling）型ad，而從轉(zhuǎn)換時序角度又可稱為流水線（pipelined）型ad，現(xiàn)代的分級型ad中還加入了對多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運算而修正特性等功能。這類ad速度比逐次比較型高，電路規(guī)模比并行型小。4）-(sigma?/font>delta)調(diào)制型（如ad7705）    -型ad由積分器、比較器、1位da轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器等組成。原理上近似于積分型，將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時間(脈沖寬度)信號，用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音頻和測量。5）電容陣列逐次比較型  &

5、#160; 電容陣列逐次比較型ad在內(nèi)置da轉(zhuǎn)換器中采用電容矩陣方式，也可稱為電荷再分配型。一般的電阻陣列da轉(zhuǎn)換器中多數(shù)電阻的值必須一致，在單芯片上生成高精度的電阻并不容易。如果用電容陣列取代電阻陣列，可以用低廉成本制成高精度單片ad轉(zhuǎn)換器。最近的逐次比較型ad轉(zhuǎn)換器大多為電容陣列式的。6）壓頻變換型（如ad650）壓頻變換型（voltage-frequency converter）是通過間接轉(zhuǎn)換方式實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的。其原理是首先將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成頻率，然后用計數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。從理論上講這種ad的分辨率幾乎可以無限增加，只要采樣的時間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數(shù)的寬度。

6、其優(yōu)點是分辯率高、功耗低、價格低，但是需要外部計數(shù)電路共同完成ad轉(zhuǎn)換?？紤]到設(shè)計指標(biāo)要求8路模擬輸入，可采用的a/d轉(zhuǎn)換器有多種如：ad574、adc0809、adc0804等，但是adc0809本身具有8路模擬輸入端，不需要多路開關(guān)，考慮節(jié)省硬件開支故采用adc0809作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。2、 adc0809的技術(shù)指標(biāo)如下 ：（1）主要特性l 具有8路模擬輸入，8位ad轉(zhuǎn)換器；l 轉(zhuǎn)換時間為100us；模擬輸入電壓范圍0v+5v,不需要零點和滿刻度校準(zhǔn)；l 低功耗，約15mw。（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu) adc0809是cmos單片型逐次逼近式ad轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯

7、碼器、比較器、8路開關(guān)樹型d/a轉(zhuǎn)換、逐次逼近型寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，adc0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。輸入輸出與ttl兼容。 圖 圖2adc0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖3 adc0809的引腳圖3.外部引腳功能 1)與cpu相連的引腳 d0d7：8位數(shù)字量輸出端。通常與cpu的數(shù)據(jù)線相連接。 start：ad轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。 adda、addb、addc：地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。 ale：地址鎖存允許信號，輸入、高電平有效。 oe：輸出允許信號，輸出、高電平有效。 eoc：ad轉(zhuǎn)換

8、結(jié)束信號，輸出、高電平有效。 2)與外設(shè)相連的引腳in0 in7：8路模擬信號輸入端。 3)其它引腳 clk：時鐘脈沖輸入端。 ref(+)、ref(-)：基準(zhǔn)電壓。般與微機接口時，ref(-)為0或-5v，ref(+)為+5v或0。（2） 中斷控制器的選擇 1）中斷系統(tǒng)功能組成l 實現(xiàn)中斷響應(yīng)和中斷返回當(dāng)cpu收到中斷請求后，能根據(jù)具體情況決定是否響應(yīng)中斷，如果cpu沒有更急、更重要的工作，則在執(zhí)行完當(dāng)前指令后響應(yīng)這一中斷請求。 l 實現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊通常，系統(tǒng)中有多個中斷源，當(dāng)有多個中斷源同時發(fā)出中斷請求時，要求計算機能確定哪個中斷更緊迫，以便首先響應(yīng)。為此，計算機給每個中斷源規(guī)定了優(yōu)先級別，

9、稱為優(yōu)先權(quán)。這樣，當(dāng)多個中斷源同時發(fā)出中斷請求時，優(yōu)先權(quán)高的中斷能先被響應(yīng)，只有優(yōu)先權(quán)高的中斷處理結(jié)束后才能響應(yīng)優(yōu)先權(quán)低的中斷。計算機按中斷源優(yōu)先權(quán)高低逐次響應(yīng)的過程稱優(yōu)先權(quán)排隊，這個過程可通過硬件電路來實現(xiàn)，亦可通過軟件查詢來實現(xiàn)。 l 實現(xiàn)中斷嵌套當(dāng)cpu響應(yīng)某一中斷時，若有優(yōu)先權(quán)高的中斷源發(fā)出中斷請求，則cpu能中斷正在進行的中斷服務(wù)程序，并保留這個程序的斷點（類似于子程序嵌套），響應(yīng)高級中斷，高級中斷處理結(jié)束以后，再繼續(xù)進行被中斷的中斷服務(wù)程序，這個過程稱為中斷嵌套。2） 中斷系統(tǒng)的組成 微處理器應(yīng)有處理中斷請求的機制與相關(guān)硬件電路：接收請求，響應(yīng)請求，保護現(xiàn)場，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序，處理

10、完返回。 外圍應(yīng)有一個與處理器匹配的中斷控制器：管理多個中斷源，優(yōu)先級裁決，中斷源屏蔽等功能。 2、本次設(shè)計中斷控制器選用82591）可編程中斷控制器8259功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部引腳定義（1）可編程中斷控制器8259功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu) l 中斷請求寄存器（irr）：8位寄存器，可寄存儲 8 個請求輸入（ir0-ir7）的狀態(tài)。 l 優(yōu)先權(quán)裁決器：對請求源與正在被服務(wù)的中斷級進行比較，裁決出優(yōu)先級最高者。 l 中斷服務(wù)寄存器（isr）：8位，與irr對應(yīng)，記錄正被處理的請求。irn被響應(yīng)，isrn被置1；irn處理結(jié)束， isrn置0。 l 中斷屏蔽寄存器（imr）：8位，某位置1對應(yīng)irr位的請求

11、被屏蔽。 l 控制邏輯：寄存8259的命令字，多種工作方式的控制，向處理器發(fā)int，接收。 l 級聯(lián)緩沖器/比較器：多片8259級聯(lián)時，對從片的標(biāo)識碼進行寄存與比較。 圖4 8259a內(nèi)部結(jié)構(gòu)（2） 8259的外部引腳信號 圖5 8259外部引腳圖8259的主要引腳信號說明 l d7-d0：雙向數(shù)據(jù)總線, 與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線連接。 l :片選信號,低電平有效，確定芯片在系統(tǒng)i/o空間位置。 l a0: 地址線,8259占相鄰的2個i/o地址,與cs信號配合,a0=0選偶端口,a0=1選奇端口。 l cas2-cas0: 雙向級聯(lián)線。在主從級聯(lián)結(jié)構(gòu)中，主片輸出，從片輸入。主片發(fā)從片標(biāo)識碼，從片比較，

12、符合時輸出中斷類型碼。 l ：雙向信號，低電平有效。輸入時為sp，硬接線確定主從（主片sp接高電平）；輸出時為en，作為db緩沖允許。 l int：中斷請求，輸出，與cpu的intr腳相連，向cpu發(fā)出中斷請求。 l ：中斷響應(yīng)，低電平有效，輸入，與8086/88相連。2) 8259a的工作方式 (1) 優(yōu)先級方式選擇 a)全嵌套方式：固定優(yōu)先級,ir0最高,ir7最低。 b)特殊全嵌套:與a)基本相同,響應(yīng)同級中斷請求 c)優(yōu)先級自動循環(huán)：某級被響應(yīng)后，降為最低。如ir4被響應(yīng)后，優(yōu)先級順序變?yōu)椋?#160;  ir5,ir6,ir7,ir0,ir1,ir2,ir3,ir4。 d)

13、優(yōu)先級特殊循環(huán)方式：編程指定最低優(yōu)先級，其它同c)。 (2)屏蔽中斷方式選擇 a)普通屏蔽方式選擇：對應(yīng)imr為1的位中斷請求將被屏蔽。     例如：imr=00001100，則ir2、ir3的中斷請求被禁止。 b）特殊屏蔽方式: 執(zhí)行中斷程序時,動態(tài)改變優(yōu)先級結(jié)構(gòu),屏蔽本級,允許較低級請求被服務(wù)。 (3)中斷結(jié)束方式：isrn被清0，中斷結(jié)束。 a)自動結(jié)束方式：8259收到后自動把中斷在服務(wù)寄存器isrn位清0（適用于單片8259和中斷無嵌套的情況）。 b)一般結(jié)束方式：8086發(fā)命令清除中斷在服務(wù)寄存器isr中的最高的置1位清0，結(jié)束中斷（在全嵌套方式下使

14、用）。 c)特殊結(jié)束方式：編程向8259發(fā)出一條特殊中斷結(jié)束命令，將中斷在服務(wù)寄存器isr中指定位清0（在非全嵌套方式下使用）。 (4)中斷請求信號觸發(fā)方式選擇 a）邊沿觸發(fā)方式。8259的ir0-ir7輸入端出現(xiàn)低電平到高電平的正跳變信號，表示有中斷請求。出現(xiàn)正跳變信號后，允許高電平保持。 b）電平觸發(fā)信號。 8259的ir0-ir7輸入端出現(xiàn)高電平信號時，表示有中斷請求。該請求信號必須在中斷服務(wù)程序中的中斷結(jié)束命令執(zhí)行前予以撤消，否則會引起不應(yīng)有的第二次中斷。 3） 8259的命令字 8259工作方式設(shè)定及運行中的控制，均由8086發(fā)來的命令字(1字節(jié)代碼)決定。命令字分初始化命令字和操作

15、命令字兩種，系統(tǒng)向8259兩個端口之一寫入。8259根據(jù)接收命令字的端口號，特征位及順序決定命令字的屬性。 (1)初始化命令字(word,icw) icw1-icw4四個初始化命令字,有接收順序要求。 8259初始化流程如下 ：   （a）icw1的格式與定義：芯片控制          ltim=1中斷請求電平觸發(fā), ltim=0中斷請求邊沿觸發(fā)。 sngl=1單片8259系統(tǒng)，sngl=0多片8259系統(tǒng)。 ad1在8088/8086系統(tǒng)中不起作用。 ic4在8088/8086系統(tǒng)

16、中恒為1。 （b）icw2的格式和定義：中斷類型碼設(shè)定          icw2用來指定8259的8個中斷請求ir7-ir0的中斷類型碼。其中t7-t3由程序?qū)懭耄畹?位（d2-d0）根據(jù)當(dāng)前正在響應(yīng)的中斷請求irn的n值自動填入。 例如：若icw2為40h，則ir0-ir7所對應(yīng)的中斷類型碼為40h。41h，42h，43h，44h，45h，46h，47h。 （c）icw3的格式和定義：在多片8259系統(tǒng)中，其格式和含義依主片、從片而定。 主片的格式：   若主片的ir0-ir7的某個引腳上

17、連接從片8259，則icw3的該位為1。 從片的格式： id2-id0的值取決于本從式的int輸出端連接到主片ir哪個輸入端。例如，連接到ir7，則                    id2id1id0=111 從片的cas2-cas0接收從主片8259發(fā)來的編碼，并與本身的icw3中的id2-id0比較，若相等，則在中斷響應(yīng)過程中，將自己的中斷類型碼送cpu。 （d）icw4的格式和定義：工作方式設(shè)定 sfnm

18、=1特殊全嵌套、sfnm=0非特殊全嵌套。 aeoi=1中斷自動結(jié)束、aeoi=0一般中斷結(jié)束。 buf=0，db無緩沖，用作；buf=1，db有緩沖，主從片軟件定。 （當(dāng)buf=1時），m/s=1為主片、m/b=0為從片。 pm=1，8086系統(tǒng)； pm=0，8085系統(tǒng)。 （三）并行接口選擇本次設(shè)計采用8255作為并行接口，8255外部引腳如圖6圖6 8255外部引腳1、8255的主要性能參數(shù)為（1）共有4個端口：a口連 8位并行pa口線b口連 8位并行pb口線c口連 8位并行pc口線控制端口 （2） 三種工作方式。 （3）可提供中斷和查詢數(shù)據(jù)傳輸方式。 （4）可直接與系統(tǒng)總線相連。2、

19、內(nèi)部組成及引腳功能如圖7 圖 7 8255a 內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）與cpu接口部分 緩沖器：8位雙向三態(tài)緩沖器。 讀寫邏輯：對a口、b口、c口讀/寫控制，對控制口寫控制字。（2）與外設(shè)接口部分 a口：8位輸出鎖存、8位輸入緩沖。b口：8位輸出鎖存、8位輸入緩沖。c口：8位輸出鎖存、8位輸入緩沖。（3）引腳功能 cpu與8255交換數(shù)據(jù)引腳l reset:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有i/o口均被置成輸入方式。l d0d7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與cpu數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)cpu 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也

20、通過數(shù)據(jù)總線傳送。l cs:片選信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，表示芯片被選中，允許8255與cpu進行通訊。l rd:讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，允許8255通過數(shù)據(jù)總線向cpu發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即cpu從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。l wr:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，允許cpu將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。a0、a1：內(nèi)部寄存器尋址。a1 a0 0 0 讀寫a口 0 1 讀寫b口 1 0 讀寫c口 1 1 寫控制寄存器 與i/o設(shè)備交換數(shù)據(jù)引腳l pa0pa7：a口的8位輸入/輸出線。l pb0pb7：b口的8位輸入/輸出線。l pc0pc7：有如下用途：作為8位輸入/輸出

21、線；作為兩個4位輸入/輸出線：pc0pc3、pc4pc7;可對每一位實現(xiàn)按位“置位”或“復(fù)位”控制;作為8255的狀態(tài)口;專用聯(lián)絡(luò)信號線。3、 工作方式控制字 8255有三種工作方式：方式0、方式1、方式2。兩組端口可分別指定不同的工作方式。每組端口在某種工作方式下，并不要求各信號同為輸入或同為輸出，而是可以分別指定。方式選擇控制字的格式如圖8所示圖8 8255方式選擇控制字4、 pc口控制字 pc口的各信號線常作為控制線來使用，因此，經(jīng)常需要單獨對每根信號線置1或置0。這種操作用向pc口控制字寄存器送出pc口控制字來實現(xiàn)。 pc口控制字格式如圖9所示。 圖9 pc口控制字(4) led驅(qū)動器

22、的選擇 在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)和單片機開發(fā)系統(tǒng)中,利用l ed 對數(shù)字量的顯示是非常普遍的。因為數(shù)字量顯示和模擬量顯示相比較, 具有直觀、明了等優(yōu)點,特別是在集成電路和計算機技術(shù)高速發(fā)展的今天, 模擬量數(shù)字化已成為一種趨勢。而合理的選用l ed 的驅(qū)動電路則是一個非常重要的環(huán)節(jié)。下面介紹一種具有記憶功能、能夠同時驅(qū)動八位l ed 的集成芯片。本設(shè)計選用icm7218，其管腳圖下： 1 28255 201014 15cebdpid6id5id7writemode id4 id1 id0 id2id3vssagdfdigit3digit4digit7digit8vdddigit6digit5digi

23、t2digit1icm 7218 圖10 icm7218芯片管腳圖1、 icm7218的主要性能(1) 可同時驅(qū)動8 位l ed 數(shù)碼管;(2) 單+ 5v 供電,電壓降到2v 時數(shù)據(jù)不丟失;(3) 無需外加限流電阻和時鐘;(4) 編程容易,占用微處理器時間少;(5) 有低功耗工作狀態(tài),功耗僅10a 左右;(6) 體積小,不發(fā)熱。2、icm7218的工作原理名稱引腳號功能說明seg a-seg g1618，2023七段驅(qū)動輸出digiti-digit814，2427八位位選擇輸出id0-id757，1014八位位數(shù)據(jù)接口輸入wr8數(shù)據(jù)寫入控制管腳mode9區(qū)分顯示數(shù)據(jù)、控制字管腳d.p15小數(shù)

24、點顯示管腳vcc19+5v電源gnd28地 icm7218 用于16 進制/ 10 進制顯示模式, 其內(nèi)部有一個8 ×8 靜態(tài)ram ,存放8 位l ed 顯示數(shù)據(jù)。在計數(shù)器的控制下, 顯示數(shù)據(jù)和相應(yīng)的位信號依次出現(xiàn)在輸出口上, 驅(qū)動l ed 數(shù)碼管顯示。顯示數(shù)據(jù)命令和顯示控制字命令是靠mode 端口區(qū)別的。綜上所述,該器件在顯示方式上仍然是循環(huán)掃描式的, 但該器件由于內(nèi)部具有ram , 只需要寫入顯示命令和顯示數(shù)據(jù), 就不需要外界的介入, 因此, 它特別適用于對數(shù)據(jù)等要做較多處理, 而希望顯示對系統(tǒng)的總體開銷占用較小的情況。下面是icm7218的引腳說明 表1 icm7218芯片的

25、引腳說明 icm7218芯片具有典型的8位并行數(shù)據(jù)接口，顯示數(shù)據(jù)和控制字都是通過8位數(shù)據(jù)接口輸入的。 當(dāng)mode=1時，送入控制字；當(dāng)mode=0時，送入顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)要更改顯示數(shù)據(jù)時，首先寫入控制字節(jié)，接著寫入8個要顯示的數(shù)據(jù)即可。 icm7218芯片有兩種譯碼方式：16進制譯碼和bcd譯碼，有控制字決定，下表是兩種不同譯碼方式：id3id2id1id0十六進制bcd0000000001110010220011330100440101550110660111771000881001991010a-1011be1100ch1101dl1110ep1111f全黑 表2 icm7218芯片譯碼方法（

26、5） led（light emitting diode）顯示器 （七段數(shù)碼管）數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。 【數(shù)碼管的分類】 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）； 按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管; 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(com)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極com接到+5v，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是

27、指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(com)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極com接到地線gnd上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。 圖11 （a）共陽極 （b）共陰極 七段led引腳如下： 圖12 led引腳圖 因為數(shù)碼管有共陽極和共陰極之分，所以它們的顯示字符段碼也不一樣。7段led顯示器字符段碼表如下： 字符共陽極段碼共陰極段碼 字符 共陽極段碼共陰極段碼 0 c0h 3fh 9 98h 67h 1 f9h 06h a 88h 77h 2 a4h 5bh b 83h 7ch 3 b0h 4fh c c6h

28、39h 4 99h 66h d a1h 5eh 5 92h 6dh e 86h 79h 6 82h 7dh f 8eh 71h 7 f8h 07h . 7fh 80h 8 80h 7fh 8 00h ffh 表4 7段led顯示器字符段碼表 從上表可以看出，對同一個顯示字符，共陽極與共陰極的段碼互為反碼。原因是在共陰極電路中，當(dāng)各端輸入端為邏輯1時，對應(yīng)的led點亮；而在共陽極電路中則正好相反，各端輸入端為邏輯0時，對應(yīng)led才發(fā)亮。3、 硬件電路連接 圖13 硬件連接圖四、軟件編程 圖14 （a）中斷服務(wù)流程 （b）主程序服務(wù)流程代碼及說明主程序：*寄存器定義*status equ 03h

29、;定義狀態(tài)寄存器地址portb equ 06h ;定義端口b的數(shù)據(jù)寄存器地址portc equ 07h ;定義端口c的數(shù)據(jù)寄存器地址trisb equ 86h ;定義端口b的方向寄存器trisc equ 87h ;定義端口c的方向寄存器pcl equ 02h ;定義程序指針寄存器*變量聲明*count equ 20h ;定義led的計數(shù)值*常量聲明*rp1 equ 06h ;定義狀態(tài)寄存器中的頁選位rp1rp0 equ 05h ;定義狀態(tài)寄存器中的頁選位rp0z equ 02h ;定義狀態(tài)寄存器中0標(biāo)志位zwr_ equ 00h ;定義portb的第0位mode equ 00h ;定義port

30、b的第1位* org 000h *主程序開始*main*初始化* bcf status,rp1 ;轉(zhuǎn)到體1 bsf status,rp0 mov lw 00h mov wf trisc ;設(shè)置端口c為輸出 mov wf trisb ;設(shè)置端口b為輸出 bcf status,rp1 ;轉(zhuǎn)到體0 bcf status,rp0 bsf portb,wr_*初始化結(jié)束*begin bsf portb,mode ;工作在寫控制字模式 mov lw 0ffh ;將ffh傳到w mov wf portb bcf portb,wr_ ;寫入到icm7218a中 bsf portb,wr_ bcf portb,

31、mode ;工作在寫顯示數(shù)據(jù)模式 mov lw 00h mov wf count ;將led計數(shù)值設(shè)為0 begin1 mov f count,0 ;開始送顯示數(shù)據(jù)mov wf portc ;將數(shù)據(jù)輸出到portcbcf portb,wr_ ;寫入到icm7218a中bsf portb,wr_ incf count,1 ;計數(shù)值加1mov lw 08hxor wf count,0 ;count和08h異或btfss status,z ;如果z為1，則count和0ah相同 goto begin1loop goto loop ;8個顯示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢;*主程序結(jié)束* end 各通道采集數(shù)

32、據(jù)平均值存儲單元分配in0in7 分別對應(yīng)6008060087hin1: 60010h6001fhin2: 60020h6002fhin3: 60030h6003fhin4: 60040h6004fhin5: 60050h6005fhin6: 60060h6006fhin7: 60070h6007fh 各通道界限值存儲單元分配in0: 下限值x0min占用60088hin0: 上限值x0max占用60089hin1in7的上限值分別保存在6008a60090h單元 五、誤差分析由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的中的元器件很多，從數(shù)據(jù)采集，信號處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換，直至信號輸出，經(jīng)過許多環(huán)節(jié)，其中既有模擬電路，又有數(shù)

33、字電路，各種誤差源很復(fù)雜，歸納起來數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差主要包括模擬電路誤差、采樣誤差和轉(zhuǎn)換誤差。（一）模擬電路誤差 1、 模擬開關(guān)導(dǎo)通電阻 ron 的誤差 2、 多路模擬開關(guān)泄漏電流 is 引起的誤差 3、 采樣保持器衰減率引起的誤差 4、 放大器的誤差 （二）采樣誤差 1、 采樣頻率引起的誤差 2、 系統(tǒng)的通過速率與采樣誤差 （三） a/d 轉(zhuǎn)換器的誤差 a/d 轉(zhuǎn)換器是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的重要部件，它的性能指標(biāo)對整個系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，也是系統(tǒng)中的重要誤差源。選擇 a/d 轉(zhuǎn)換器時，必須從精度和速度兩方面考慮，選用 a/d 轉(zhuǎn)換器要考慮它的位數(shù)、速度及輸出接口。 1、a/d 轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)誤差

34、 1） 量化誤差 2） 失調(diào)誤差 3） 增益誤差 4) 非線性誤差 2、 a/d 轉(zhuǎn)換器的速度對誤差的影響 a/d 轉(zhuǎn)換器速度用轉(zhuǎn)換時間來表示。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通過速率（吞吐時間）中， a/d 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間占有相當(dāng)大的比重。選用 a/d 轉(zhuǎn)換器時必須考慮到轉(zhuǎn)換時間滿足系統(tǒng)通過率的要求，否則會產(chǎn)生較大的采樣誤差。 a/d 轉(zhuǎn)換器接轉(zhuǎn)換速度可分為高速、快速和低速三類。高速 a/d 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間小于 1us ，快速的轉(zhuǎn)換時間為 1100us ，低速的在 100us 以上（四）d/a轉(zhuǎn)換器的誤差同a/d轉(zhuǎn)換器一樣d/a轉(zhuǎn)換器誤差控制要從精度和轉(zhuǎn)換速率兩方面考慮。1、 轉(zhuǎn)換精度：dac的轉(zhuǎn)換精度

35、與da轉(zhuǎn)換芯片的結(jié)構(gòu)、外部電路器件配置和電源誤差有關(guān)。當(dāng)這些因素造成較大的da轉(zhuǎn)換誤差，并超過一定程度時，da轉(zhuǎn)換就會產(chǎn)生錯誤。如果不考慮da轉(zhuǎn)換的誤差，dac轉(zhuǎn)換精度就是分辨率的大小，因此，要獲得高精度的da轉(zhuǎn)換結(jié)果，首先要選擇有足夠高分辨率的dac。 da轉(zhuǎn)換精度分為絕對和相對轉(zhuǎn)換精度，一般是用誤差大小表示。dac的轉(zhuǎn)換誤差包括零點誤差、漂移誤差、增益誤差、噪聲和線性誤差、微分線性誤差等綜合誤差。絕對轉(zhuǎn)換精度是指滿劍度數(shù)字量輸入bj，模擬量輸出接近理論值的程度。它和標(biāo)準(zhǔn)電源的精度、權(quán)電阻的精度有關(guān)。相對轉(zhuǎn)換精度指在滿刻度已經(jīng)校準(zhǔn)的前提下，整個刻度范圍內(nèi)，對應(yīng)任一模擬量的輸出與它的理論值之差。它反映了dac的線性度。通常，相對轉(zhuǎn)換精度比絕對轉(zhuǎn)換精度更有實用性。