微機原理課數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程設計.doc

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1、微型計算機原理及接口技術課程設計 學院： 信息工程學院專業(yè)： 電子信息工程班級： 24030802學號： 姓名： 指導教師：李偉 1月 4日至 1 月 9日 共 1 周 指導教師（簽字） 1、 設計指標 設計一個數(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，顯示十進制結果 輸入量與顯示誤差小于1% 中斷方式2、 設計方案與論證 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轉換器的選擇1、根據(jù)AD轉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，但缺點是由于轉換精度依賴于積分時間，因此轉換速率極低。初期的單片AD轉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轉換器通過逐次比較邏輯構成，從MSB開始，順序地對每一位將輸入電壓與內置DA轉換器輸出進行比較，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點是速度較

3、高、功耗低，在低分辯率（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換，又稱FLash(快速)型。由于轉換速率極高，n位的轉換需要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轉換器等速度特別高的領域。串行比較型AD結構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轉換器配合DA轉換器組成，用兩次比較實行轉換，所以稱為Half flash(半快速)型。還有分成三步或多步實現(xiàn)AD轉換的叫做分級（Multistep/Subrangling）型AD，而從轉換時序角度又可稱為流水線（Pipe

4、lined）型AD，現(xiàn)代的分級型AD中還加入了對多次轉換結果作數(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?/FONTdelta)調制型（如AD7705） -型AD由積分器、比較器、1位DA轉換器和數(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 電容陣列逐次比較型AD在內置DA轉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

5、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轉換器。最近的逐次比較型AD轉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）是通過間接轉換方式實現(xiàn)模數(shù)轉換的。其原理是首先將輸入的模擬信號轉換成頻率，然后用計數(shù)器將頻率轉換成數(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。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轉換?？紤]到設計指標要求8路模擬輸入，可采用的A/D轉換器有多種如：AD574、ADC0809、

6、ADC0804等，但是ADC0809本身具有8路模擬輸入端，不需要多路開關，考慮節(jié)省硬件開支故采用ADC0809作為模數(shù)轉換器。2、 ADC0809的技術指標如下 ：（1）主要特性l 具有8路模擬輸入，8位AD轉換器；l 轉換時間為100us；模擬輸入電壓范圍0V+5V,不需要零點和滿刻度校準；l 低功耗，約15mW。（2）內部結構 ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式AD轉換器，內部結構如圖2所示，它由8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8路開關樹型D/A轉換、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

7、處理器相連，也可單獨工作。輸入輸出與TTL兼容。 圖 圖2ADC0809內部結構圖 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轉換結束信號，輸出、高電平有效。 2)與外設相連的引腳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(-)：基準電

8、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)中斷響應和中斷返回當CPU收到中斷請求后，能根據(jù)具體情況決定是否響應中斷，如果CPU沒有更急、更重要的工作，則在執(zhí)行完當前指令后響應這一中斷請求。 l 實現(xiàn)優(yōu)先權排隊通常，系統(tǒng)中有多個中斷源，當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。為此，計算機給每個中斷源規(guī)定了優(yōu)先級別，稱為優(yōu)先權。這樣，當多個中斷源同時發(fā)出中斷請求時，優(yōu)先權高的中斷能先被響應，只有優(yōu)先權高的中斷處理結束后才能響應優(yōu)先權低的中斷。計算機按中斷源優(yōu)先權高低逐次響應的

9、過程稱優(yōu)先權排隊，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CPU響應某一中斷時，若有優(yōu)先權高的中斷源發(fā)出中斷請求，則CPU能中斷正在進行的中斷服務程序，并保留這個程序的斷點（類似于子程序嵌套），響應高級中斷，高級中斷處理結束以后，再繼續(xù)進行被中斷的中斷服務程序，這個過程稱為中斷嵌套。2） 中斷系統(tǒng)的組成 微處理器應有處理中斷請求的機制與相關硬件電路：接收請求，響應請求，保護現(xiàn)場，轉向中斷服務程序，處理完返回。 外圍應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、本次設計中斷控制器選用82591）可編程中斷控制器8259功能

10、、內部結構及外部引腳定義（1）可編程中斷控制器8259功能和內部結構 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)先權裁決器：對請求源與正在被服務的中斷級進行比較，裁決出優(yōu)先級最高者。 l 中斷服務寄存器（ISR）：8位，與IRR對應，記錄正被處理的請求。IRn被響應，ISRn被置1；IRn處理結束， ISRn置0。 l 中斷屏蔽寄存器（IMR）：8位，某位置1對應IRR位的請求被屏蔽。 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，對從片的標識碼進行寄存與比

11、較。 圖4 8259A內部結構（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)結構中，主片輸出，從片輸入。主片發(fā)從片標識碼，從片比較，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

12、，與CPU的INTR腳相連，向CPU發(fā)出中斷請求。 l ：中斷響應，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,響應同級中斷請求 c)優(yōu)先級自動循環(huán)：某級被響應后，降為最低。如IR4被響應后，優(yōu)先級順序變?yōu)椋?IR5,IR6,IR7,IR0,IR1,IR2,IR3,IR4。 d)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IMR為1的位中斷請求將被屏蔽。 例如：IMR=00001100，則IR2、IR3

13、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)先級結構,屏蔽本級,允許較低級請求被服務。 (3)中斷結束方式：ISRn被清0，中斷結束。 a)自動結束方式：8259收到后自動把中斷在服務寄存器ISRn位清0（適用于單片8259和中斷無嵌套的情況）。 b)一般結束方式：8086發(fā)命令清除中斷在服務寄存器ISR中的最高的置1位清0，結束中斷（在全嵌套方式下使用）。 c)特殊結束方式：編程向8259發(fā)出一條特殊中斷結束命令，將中斷在服務寄存器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

14、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程序中的中斷結束命令執(zhí)行前予以撤消，否則會引起不應有的第二次中斷。 3） 8259的命令字 8259工作方式設定及運行中的控制，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

15、 ：（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)中恒為1。 （b）ICW2的格式和定義：中斷類型碼設定 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由程序寫入，最低3位（D2-D0）根據(jù)當前正在響應的中斷請求IRn的n值自動填入。 例如：若ICW2為40H，則IR0-IR7所對應的中斷類型碼為40H。41H，42H，43H，44H，45H，46H，47H。 （c）IC

16、W3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：工作方式設定 SFNM=1特殊全嵌套、SFNM=0非特殊全嵌套。 AEOI=1中斷自動結束、AEOI=0一般中斷結束。

17、BUF=0，DB無緩沖，用作；BUF=1，DB有緩沖，主從片軟件定。 （當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、 內部組成及引腳功能如圖7 圖 7 8255A 內部結構（1）與CPU接口部分 緩沖器：8位雙向三態(tài)

18、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:復位輸入線，當該輸入端外于高電平時，所有內部寄存器（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)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。l CS:片選信號線，當這個輸入引腳為低電平時，表示芯片被選中，允許8255與C

19、PU進行通訊。l RD:讀信號線，當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：內部寄存器尋址。A1 A0 0 0 讀寫A口 0 1 讀寫B(tài)口 1 0 讀寫C口 1 1 寫控制寄存器 與I/O設備交換數(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“復位”控制

20、;作為8255的狀態(tài)口;專用聯(lián)絡信號線。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驅動器的選擇 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

21、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、能夠同時驅動八位L ED 的集成芯片。本設計選用ICM7218，其管腳圖下： 1 28255 201014 15cebDPID6ID5ID7WRITEMODE ID4 ID1 ID0 ID2ID3VSSagdfDigit3Digit4Digit7Digit8VDDDigit6Digit5Digit2Digit1ICM 7218 圖10 ICM7218芯片管腳圖1、 ICM7218的主要性能(

22、1) 可同時驅動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)點顯示管腳VCC19+5V電源GND28地 ICM7218 用于16 進制/ 10 進制顯示模式,

23、 其內部有一個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)和相應的位信號依次出現(xiàn)在輸出口上, 驅動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MOD

24、E=1時，送入控制字；當MODE=0時，送入顯示數(shù)據(jù)，當要更改顯示數(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（5） LED（light Emitting Diode）顯示器 （七段數(shù)碼管）數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基

25、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)碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(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)碼管在應用時應將公共極COM接到地線GN

26、D上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。 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 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F

27、 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，當各端輸入端為邏輯1時，對應的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）中斷服務流程 （b）主程序服務流程代碼及說明主程序：*寄存器定義*STATUS EQU 03H ;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

28、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標志位ZWR_ EQU 00H ;定義PORTB的第0位MODE EQU 00H ;定義PORTB的第1位* ORG 000H *主程序開始*MAIN*初始化* BCF STATUS,RP1 ;轉到體1 B

29、SF STATUS,RP0 MOV LW 00H MOV WF TRISC ;設置端口C為輸出 MOV WF TRISB ;設置端口B為輸出 BCF STATUS,RP1 ;轉到體0 BCF STATUS,RP0 BSF PORTB,WR_*初始化結束*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,MODE ;工作在寫顯示數(shù)據(jù)模式 MOV LW 00H MOV WF COUNT ;將LED計數(shù)值設為0BEG

30、IN1 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;*主程序結束* END 各通道采集數(shù)據(jù)平均值存儲單元分配IN0IN7 分別對應6008060087HIN1: 60010H6001FHIN2: 60020H6

31、002FHIN3: 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)字電路，各種誤差源很復雜，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、采樣誤差和轉換誤差。（一）模擬電路誤差 1、 模

32、擬開關導通電阻 Ron 的誤差 2、 多路模擬開關泄漏電流 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 轉換器的誤差 A/D 轉換器是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的重要部件，它的性能指標對整個系統(tǒng)起著至關重要的作用，也是系統(tǒng)中的重要誤差源。選擇 A/D 轉換器時，必須從精度和速度兩方面考慮，選用 A/D 轉換器要考慮它的位數(shù)、速度及輸出接口。 1、A/D 轉換器的靜態(tài)誤差 1） 量化誤差 2） 失調誤差 3） 增益誤差 4) 非線性誤差 2、 A/D 轉換器的速度對誤差的影響 A/D 轉換器

33、速度用轉換時間來表示。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通過速率（吞吐時間）中， A/D 轉換器的轉換時間占有相當大的比重。選用 A/D 轉換器時必須考慮到轉換時間滿足系統(tǒng)通過率的要求，否則會產生較大的采樣誤差。 A/D 轉換器接轉換速度可分為高速、快速和低速三類。高速 A/D 轉換器的轉換時間小于 1us ，快速的轉換時間為 1100us ，低速的在 100us 以上（四）D/A轉換器的誤差同A/D轉換器一樣D/A轉換器誤差控制要從精度和轉換速率兩方面考慮。1、 轉換精度：DAC的轉換精度與DA轉換芯片的結構、外部電路器件配置和電源誤差有關。當這些因素造成較大的DA轉換誤差，并超過一定程度時，DA轉換就會產生

34、錯誤。如果不考慮DA轉換的誤差，DAC轉換精度就是分辨率的大小，因此，要獲得高精度的DA轉換結果，首先要選擇有足夠高分辨率的DAC。 DA轉換精度分為絕對和相對轉換精度，一般是用誤差大小表示。DAC的轉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。它和標準電源的精度、權電阻的精度有關。相對轉換精度指在滿刻度已經(jīng)校準的前提下，整個刻度范圍內，對應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，相對轉換精度比絕對轉換精度更有實用性。相對轉換精度一般用絕對轉換精度相對于滿量程輸出的百分

35、數(shù)來表示，有時也用最低位(LSB)的幾分之幾來表示。2、非線性誤差：DA轉換器的非線性誤差定義為實際轉換特性曲線與理想特性曲線之間的最大偏差，并以該偏差相對于滿量程的百分數(shù)度量。轉換器電路設計一殷要求非線性誤差不大于12LSD。3、轉換速率/建立時間：轉換速率實際是由建立時問來反映的。建立時間是指數(shù)字量為滿刻度值(各位全為1)時，DAC的模擬輸出電壓達到某個規(guī)定值(比如，90滿量程或12LsB滿量程)時所需要的時間。建立時間是DA轉換速率快慢的一個重要參數(shù)。很顯然，建立時間越大，轉換速率越低。不同型號DAC的建立時間一般從幾個毫微秒到幾個微秒不等。若輸出形式是電流，DAC的建立時間是很短的；若

36、輸出形式是電壓，DAC的建立時間主要是輸出運算放大器所需要的響應時間。（五）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)誤差的計算在分析了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得誤差來源后，要計算誤差，誤差的計算公式有以下兩個：按均方根形式綜合誤差的表達式為 按絕對值和方式綜合誤差的表達式為：式中：多路模擬開關的誤差； 放大器的誤差； 采樣保持器的誤差； A D 轉換器的誤差六、設計體會總結 這次的微型計算機原理及接口技術課程設計是從1月4號開始的，在這短短的一周時間里，我覺得學到了許多的知識，特別是在實踐方面提高了許多，平時我們只是從事于對理論知識的學習了解，雖然有些東西在課堂是很容易理解明白,但在實際應用中有時卻顯得不那么簡單，這次課設深化了我對

37、實踐與理論關系的理解，啟發(fā)我以后在學習中，不僅要對所學知識要懂，而且要會應用。 在本次課設中，用到的東西很多，這使我對protel軟件，word軟件，multisim軟件以及visio軟件有了進一步的了解，而且熟練了對它們的應用，提高了自己的動手能力，為以后服務社會打下了基礎。當然起初對它們中的有些軟件真的是一竅不通，但是經(jīng)過去圖書館查閱有關資料，以及通過網(wǎng)頁查詢以及在同學之間的相互探討，遇到的難關都被一一攻破。叢中的體會是圖書館資源以及網(wǎng)絡資源是在學習中不可或缺的。 這次的課設讓我們重新復習了相關的知識，綜合了以前學習的幾門課本的知識，我們才得以完成這次課設，雖然不是那么容易，但當完成報告時，心里卻很有成就?？傊?，在這次的課設中我受益匪淺，不僅鞏固知識，提高了實踐能力，而且還加強了與同學們之間的合作意識，這會使我終身受益。7、 主要參考資料1、 微型計算機原理及接口技術 郭蘭英 清華大學出版社2、 數(shù)字電子技術基礎 林濤 清華大學出版社3、 IBM-PC 匯編語言程序設計 沈美明、溫冬嬋 清華大學出版社4、基于Altium Designer的原理圖與PCB設計 史久貴 機械工業(yè)出版社5Multisim 10 電路仿真及應用 張新喜 機械工業(yè)出版社27