《匯編語(yǔ)言微型計(jì)算機(jī)》課程設(shè)計(jì)試驗(yàn)報(bào)告

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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試

學(xué)生姓名：袁春云學(xué)號(hào)：202360720序號(hào)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：計(jì)本60901指導(dǎo)老師：李華貴許建國(guó)報(bào)告日期：2023年9月10日

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一．課程設(shè)計(jì)題目：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與測(cè)試

利用《匯編語(yǔ)言+微型計(jì)算機(jī)》課程中所學(xué)的可編程接口芯片8253、8255A、ADC0809和微機(jī)內(nèi)部的中斷控制器8259A設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并且編程與調(diào)試。

二．設(shè)計(jì)目的

1.通過(guò)本設(shè)計(jì)，使學(xué)生綜合運(yùn)用《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)》、《匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》以及電子技術(shù)等課程的內(nèi)容，為以后從事計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制奠定一定的基礎(chǔ)。

2.主要把握并行I/O接口芯片8253、8255A、ADC0809及中斷控制芯片8259A等可編程器件的使用，把握譯碼器74LS138的使用。

3.學(xué)會(huì)用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)一個(gè)較完整的實(shí)用程序。

4.把握微型計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的全過(guò)程：分析需求、設(shè)計(jì)原理圖、選用元器件、布線(xiàn)、編程、調(diào)試、撰寫(xiě)報(bào)告等步驟。三.課程設(shè)計(jì)要求1.功能要求

①利用《匯編語(yǔ)言+微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》課程中所學(xué)的可編程接口芯片8253、8255A、ADC0809和微機(jī)內(nèi)部的中斷控制器8259A（從保存的IRQ2或TRQ10端引入）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、并且編程與調(diào)試。

②用8253定時(shí)器定時(shí)10MS，每次定時(shí)10MS后啟動(dòng)一次模/數(shù)轉(zhuǎn)換，要求對(duì)所接通道變化的模擬電壓值進(jìn)行采集。

③每次模/數(shù)轉(zhuǎn)換終止后，產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序中，采集來(lái)的數(shù)字量被讀入微處理器的累加器AL中，然后通過(guò)8255A輸出到8個(gè)LED發(fā)光二極管顯示。

2.設(shè)計(jì)所需器材與工具

④微機(jī)原理與接口綜合仿真試驗(yàn)平臺(tái)。

⑤可編程接口芯片8253、8255A、ADC0809和譯碼器芯片74LS138、74LS245等。

⑥可調(diào)電位器4.7KΩ一個(gè)。⑦其他規(guī)律器件、導(dǎo)線(xiàn)若干。⑧萬(wàn)用表、常用工具等。四．設(shè)計(jì)思路

1.4.7Ω電位器一端接+5V，一端接地，調(diào)理電位器得到變化的模擬電壓，

該電壓接至ADC0809的某一通道輸入端(如IN0)，ADC0809的時(shí)鐘為（500MHz），由8253對(duì)面包板上的時(shí)鐘1MHz或2MHz分頻后得到，8253的端口地址200H~207H。

2.用8253定時(shí)輸出信后啟動(dòng)ADC0809轉(zhuǎn)換，ADC0809完成一次轉(zhuǎn)換時(shí)間大約為120us，將ADC0809的EOC引腳信號(hào)作為中斷信號(hào)，若轉(zhuǎn)換終止則進(jìn)入中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中讀入模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，并發(fā)送至二極管顯示。

3.8255A端口地址:208H~20FH。4.譯碼電路由74LS138提供。四．硬件組成及工作原理

CPU定時(shí)模塊數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)顯示中斷管理模塊電源模塊復(fù)位電路時(shí)鐘電路模塊

圖1—框架總圖

1.數(shù)據(jù)顯示模塊：

數(shù)據(jù)顯示模塊是由8255A與74LS245所組成的。8255A有三個(gè)并行輸入/輸出接口，分別為A、B、C三個(gè)端口。分別為：

方式0：基本的輸入輸出方式，即無(wú)須聯(lián)絡(luò)就可以直接進(jìn)行的I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分別設(shè)置成輸入或輸出。

方式1：選通I/O,此時(shí)接口和外圍設(shè)備需聯(lián)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行協(xié)調(diào)，只有A口和B口可以工作在方式1，此時(shí)C口的某些線(xiàn)被規(guī)定為A口或B口與外圍設(shè)備的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，余下的線(xiàn)只有基本的I/O功能，即只工作在方式0。

方式2：雙向I/O方式，只有A口可以工作在這種方式，該I/O線(xiàn)即可輸入又可輸出，此時(shí)C口有5條線(xiàn)被規(guī)定為A口和外圍設(shè)備的雙向聯(lián)絡(luò)

線(xiàn)，C口剩下的三條線(xiàn)可作為B口方式1的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，也可以和B口一起方式0的I/O線(xiàn)。

然后根據(jù)在程序中是設(shè)置的那種工作方式去與74LS245進(jìn)行連接。在程序中我所使用的是B口輸入，A口輸出的輸出方式。在這個(gè)模塊中最主要的就是去怎樣設(shè)置好輸入與輸出端口。這就要要求我們?cè)趯?duì)8255A進(jìn)行初始化的時(shí)候就要考慮明白這個(gè)問(wèn)題。U4343332313029282753698351F6D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1RESETCSPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC78255A4321403938371819202322232425141516171312111023456789191U5A0A1A2A3A4A5A6A7CEAB/BA74LS245B0B1B2B3B4B5B6B71817161514131211D8D9LEDD1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDDLR110kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810圖2—8255A連接圖

2.中斷管理模塊

中斷管理模塊主要74LS138來(lái)完成，74LS138為3-8譯碼器，可以產(chǎn)生8片選，但是在這個(gè)程序中只要用四個(gè)片選，即200-207、208-20F、210-217、218-21F。74LS138其工作原理如下：當(dāng)一個(gè)選通端（G1）為高電平，另兩個(gè)選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平。可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。

同時(shí)，中斷管理模塊需要做的工作有設(shè)置中斷向量。在對(duì)中斷進(jìn)行設(shè)置的時(shí)候可以對(duì)中斷類(lèi)型號(hào)進(jìn)行修改。其實(shí)中斷類(lèi)型號(hào)的設(shè)置在對(duì)8259進(jìn)行初始化的時(shí)候就完成了。3.數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊是用ADC0809來(lái)完成的，通過(guò)ADC0809來(lái)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，ADC0809所采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這個(gè)模塊是用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、轉(zhuǎn)換的部分。在這個(gè)模塊里我們要注意的是如何去處理在設(shè)計(jì)過(guò)程中該怎樣去處理送入軟件里面的信號(hào)的頻率，我們?cè)谠囼?yàn)中ADC0809所接入的頻率為0.25MHZ，但是也可以去使用0.5MHZ的這樣一個(gè)頻率，由于是8253的

ADC0809是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

IN3連接一個(gè)滑動(dòng)電阻器，通過(guò)該電阻器改變電阻得到不同的電壓值，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集并轉(zhuǎn)換后通過(guò)LED顯示得到結(jié)果

U2(IN0)2627281234567910111216U2IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCOUTPUTENABLECLOCKVCCVREF(+)VREF(-)ADC080974LS02ADDAADDBADDCALE2-1MSB2-22-32-42-52-62-72-8LSBGND2524232221202318815141713U2(CLOCK)U6:A21374LS02R910kU6:B564圖3——ADC0809連接圖4．定時(shí)模塊8253內(nèi)部有三個(gè)計(jì)數(shù)器，分別成為計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2，他們的機(jī)構(gòu)完全一致。每個(gè)計(jì)數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄放器中的控制字，相互之間工作完全獨(dú)立。每個(gè)計(jì)數(shù)器通過(guò)三個(gè)引腳和外部聯(lián)系，一個(gè)為時(shí)鐘輸入端CLK，一個(gè)為門(mén)控信號(hào)輸入端GATE，另一個(gè)為輸出端OUT。每個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)部有一個(gè)8位的控制寄放器，還有一個(gè)16位的計(jì)數(shù)初值寄放器CR、一個(gè)計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE和一個(gè)輸出鎖存器OL。8253可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，內(nèi)部有三個(gè)計(jì)數(shù)器，分別成為計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2，他們的機(jī)構(gòu)完全一致。每個(gè)計(jì)數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄放器中的控制字，相互之間工作完全獨(dú)立。工作原理：8253具有3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)通道，采用減1計(jì)數(shù)方式