微機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 溫度測控系統(tǒng)

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1、 南通大學(xué)電子信息學(xué)院 微機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 報(bào) 告 書 課 題 名 溫度測控系統(tǒng) 班 級 ________ _集成092__ _ 姓 名 ___ 杜軼群 指導(dǎo)教師 胡慧 日 期 2012.6.11—2012.6.15 組長：劉奇 組員：宋林峰 張偉 杜軼群 14 目錄 1、 設(shè)計(jì)目的----------------------------------

2、---------- 3 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求-------------------------------------- 3 三、設(shè)計(jì)原理-------------------------------------------- 3 四、程序代碼-------------------------------------------- 6 五、硬件系統(tǒng)調(diào)試---------------------------------------- 10 六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會-------------------------------------- 13 七、參考文獻(xiàn)----

3、---------------------------------------- 14 Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真及印制電路板設(shè)計(jì)軟件，它可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路。軟件提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設(shè)備，各種虛擬儀器，特別是它具有對單片機(jī)及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能。Proteus 7主要由ISIS和ARES兩部分組成，ISIS的主要功能是原理圖設(shè)計(jì)及與電路原理圖的交互仿真，ARES主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)。 一、設(shè)計(jì)目的 1.鞏固和加深課堂所學(xué)知識；

4、通過課程設(shè)計(jì)，熟悉和掌握微機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計(jì)的方法、設(shè)計(jì)步驟，得到微機(jī)開發(fā)應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。 2.學(xué)習(xí)掌握一般的硬件的設(shè)計(jì)方法和查閱、運(yùn)用資料的能力；真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)由學(xué)習(xí)知識到應(yīng)用知識的初步過渡。 3.熟練掌握微機(jī)系統(tǒng)與接口擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)方法，熟練應(yīng)用8086匯編語言編寫應(yīng)用程序和實(shí)際設(shè)計(jì)中的硬軟件調(diào)試方法和步驟，熟悉微機(jī)系統(tǒng)的硬軟件開發(fā)工具的使用方法 4.通過溫度測控系統(tǒng)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作，深入了解與掌握數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)碼管顯示和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方法，熟悉proteus軟件操作。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 總體要求：根據(jù)題意自行設(shè)

5、計(jì)電路，在實(shí)驗(yàn)箱上連接線路并編寫相關(guān)匯編程序，調(diào)試成功。 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 利用ADC0809采用中斷方式設(shè)計(jì)一個(gè)溫度測控系統(tǒng)，在七段數(shù)碼管上顯示溫度值，并根據(jù)測試的溫度進(jìn)行控制。當(dāng)檢測溫度到達(dá)溫度上限60℃時(shí)啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，而溫度低于下限30℃時(shí)停止電動(dòng)機(jī)。數(shù)碼管上的顯示內(nèi)容為：XX C（采用十進(jìn)制顯示） 三、設(shè)計(jì)原理 溫度測試系統(tǒng)主要由溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、顯示及電動(dòng)機(jī)塊組成。溫度傳感器將外部溫度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)放大電路，再經(jīng)由ADC0808轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進(jìn)行處理，軟件中對數(shù)字量進(jìn)行判斷，并作相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)，由8255實(shí)現(xiàn)正常顯示和啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。各個(gè)

6、芯片由8086來進(jìn)行整體的控制。 1.電路原理圖 直流 電動(dòng)機(jī) 上圖中ADC0808的INO輸入端接溫度傳感的ANZ端，進(jìn)行溫度量的采集，CLOCK接1M；8255A中A、B口與數(shù)碼管連接如上圖，PA0接直流電機(jī)的OUTPUT，其中地址端口接40H。 2.系統(tǒng)功能框圖 單片機(jī)控制電路 溫度傳感 A/D轉(zhuǎn)換電路 數(shù)碼管顯示 3.程序流程圖 開始 初始化8255A 選0809通道0并啟動(dòng)A/D 讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 溫度＞60℃ 啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī) 溫度>=30℃ 停止電動(dòng)機(jī) 數(shù)碼管數(shù)值顯示 延時(shí) 上圖實(shí)現(xiàn)了本次實(shí)驗(yàn)所要要求

7、的功能：檢測溫度到達(dá)溫度上限60℃時(shí)啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，而溫度低于下限30℃時(shí)停止電動(dòng)機(jī)，并在數(shù)碼管上顯示所采集到的數(shù)字量和轉(zhuǎn)換后的模擬量。程序采用中斷處理的方式。 四、程序代碼 DATA SEGMENT tab db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h buf db 0 a8255 equ 40h ;8255的A，B，C口及控制口地址 b8255 equ 42h c8255 equ 44h Q8255 equ 46h adc0808 equ 20h

8、 ;ADC0808端口地址 DATA ENDS CODE SEGMENT CODE ASSUME DS:DATA,CS:CODE START: mov ax,data mov ds,ax cli ;關(guān)中斷 mov dx,Q8255 ; 8255A初始化設(shè)置。8255A控制字，A口為輸出，B 口為輸出, C口的高四位為輸出 mov al,80h out dx,al mov ax,0 ;設(shè)置中斷向量，非屏蔽中斷NMI mov es,ax mov si,02H*4 mov ax

9、,offset int0 mov es:[si],ax mov ax,seg int0 mov es: [si+2],ax mov al,00010011b ;設(shè)置ICW1 mov dx,30H out dx,al mov al,00010000b ;ICW2 mov dx,32h out dx,al mov al,1bh ;ICW4 out dx,al mov al,0feH ;OCW1 out dx,al mov al,80H

10、 ;OCW2 mov dx,30H out dx,al sti ;開中斷 mov si,offset buf MAIN : mov dx,adc0808 ;啟動(dòng)ADC0808轉(zhuǎn)換 mov al,0 out dx,al mov al,80H ;OCW2 mov dx,30H out dx,al MOV CX,5 MON: mov al,[si] mov ah,0 mov bl,20 div bl mov bx,offset tab xlat

11、 ;換碼指令，換成對應(yīng)的段碼 mov dx,b8255 ;顯示十位 out dx,al mov al,11101111b ;位碼選通 mov dx,c8255 out dx,al call DELAY_1S mov al,0ffh ;不選中任何位選 out dx,al mov al,ah mov ah,0 mov bl,2 div bl mov bx,offset tab xlat ;換碼指令 or al,80h

12、 ;個(gè)位帶小數(shù)點(diǎn) mov dx,b8255 out dx,al ;顯示個(gè)位及小數(shù)點(diǎn) mov al,11011111b ;位碼選通 mov dx,c8255 out dx,al call DELAY_1S ;調(diào)用延時(shí) mov al,0ffh ;不選中任何位選 out dx,al mov al,ah ;小數(shù)位顯示 mov bx,offset tab xlat mov dx,b8255 out dx,al mov a

13、l,10111111b mov dx,c8255 out dx,al call DELAY_1S mov al,0ffh out dx,al mov al,01111111b out dx,al mov al,00111001b ;顯示最后字母”C” mov dx,b8255 out dx,al call DELAY_1S mov dx,c8255 mov al,0ffh out dx,al call DELAY_1S mov al,[si] shr al,1 ;邏輯右

14、移一位，減小位擴(kuò)展時(shí)的誤差 cmp al,30 ;溫度低于30時(shí)，跳到down jb down cmp al,60 ;溫度高于60度時(shí)，跳到up ja up jmp MAIN LOOP MON down: mov dx,a8255 mov al,00h ;PA0輸出0，低電平不啟動(dòng)電機(jī) out dx,al jmp MAIN up: mov dx,a8255 mov al,01h ;PA0輸出1，高電平啟動(dòng)電機(jī) out dx,al jmp MAIN

15、 int0 proc near ;中斷程序 push ax push bx PUSH SI pushf CLI mov dx,adc0808 ;讀取轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù) in al,dx mov [si],al mov al,80H ;OCW2 mov dx,30H out dx,al sti popf POP SI pop bx pop ax iret int0 endp DELAY_1S proc ;延時(shí)子程序 P

16、ush bx Push cx push si mov bx,1 LP2: mov cx,10 LP1: LOOP LP1 DEC bx JNZ LP2 Pop si Pop cx Pop bx ret DELAY_1S ENDP CODE ENDS END START 五、硬件系統(tǒng)調(diào)試 譯碼電路： 顯示電路： 模數(shù)轉(zhuǎn)化電路： 中斷電路： 電動(dòng)機(jī)電路： 調(diào)試過程中遇到的主要問題和解決辦法 (1)仿真過程中，不能

17、啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 仿真運(yùn)行中，改變模擬信號時(shí)，系統(tǒng)并不能做出相應(yīng)的顯示。 解決辦法： 利用debug下8086\Source Code 單步運(yùn)行調(diào)試程序后，發(fā)現(xiàn)程序返回點(diǎn)過了0809啟動(dòng)的程序段，所以將程序中返回點(diǎn)由MON改至MAIM啟動(dòng)處，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)程序啟動(dòng)。 （2）當(dāng)壓力超出30~60范圍，程序里只調(diào)用電機(jī)停止模塊，而不調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊。單步調(diào)試發(fā)現(xiàn)，此時(shí)數(shù)碼管顯示模塊被跳過。 解決辦法： 在電機(jī)控制程序段結(jié)束后，跳轉(zhuǎn)到數(shù)碼管顯示部分。 六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會 這次微機(jī)原理的課程設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)星期，我們組做的是一個(gè)

18、溫度測控系統(tǒng)，同時(shí)采用了中斷控制，用到了ADC0809、8255A和8259A等芯片。通過上網(wǎng)進(jìn)行了相關(guān)內(nèi)容的查詢，了解了實(shí)驗(yàn)的基本原理，設(shè)計(jì)出了本系統(tǒng)的基本思想，然后按照實(shí)驗(yàn)的要求由簡單到難，逐步實(shí)現(xiàn)了在七段數(shù)碼管上顯示出采集過來的數(shù)字量部分，在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)了當(dāng)檢測溫度到數(shù)字量上限60時(shí)啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，而溫度低于下限30時(shí)停止電動(dòng)機(jī)這個(gè)功能。以前對編程工具的使用還處于一知半解的狀態(tài)，但是經(jīng)過了一段上機(jī)的實(shí)踐，對于怎么排錯(cuò)，差錯(cuò)，怎么看每一步的運(yùn)行結(jié)果，怎么去了解每個(gè)寄存器的內(nèi)容以確保程序的正確性上都有了很大程度的提高。由于實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)字量不是很直觀，最后我們將三位的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為了溫度并和

19、數(shù)字量一并在數(shù)碼管上顯示出來，進(jìn)一步完善了本系統(tǒng)。 在實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的過程中遇到的主要問題：（1）中斷程序不執(zhí)行,0809不能啟動(dòng)，這個(gè)問題經(jīng)過單步調(diào)試才發(fā)現(xiàn)是跳轉(zhuǎn)的程序段不正確。（2）第二個(gè)問題是經(jīng)老師提醒才發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)電路在采集。 相當(dāng)于把所學(xué)的接口知識又復(fù)習(xí)了一遍，同時(shí)將平時(shí)實(shí)驗(yàn)中存在的一些疑問都解決掉了。對于8255數(shù)碼管的顯示和0809 A/D轉(zhuǎn)換器基本工作原理有了更深入的了解，對兩者結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的功能（本實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了在數(shù)碼管上顯示溫度值，并用溫度值來控制直流電機(jī)的運(yùn)行情況的功能）也有了一定的了解。 通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論和實(shí)踐相結(jié)合起來是很重要的，從理論中知識是遠(yuǎn)

20、遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識和實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 七、參考文獻(xiàn) [1] 顧暉，梁惺彥.微機(jī)原理與接口技術(shù)—基于8086和Proteus仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011，262-293 [2] 徐晨，陳繼紅.微機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2004 [3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)電部分）[M].北京：高等教育出版社，2006,143-151 [4] 沈美明，溫冬嬋.IBM-PC匯編程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001 [5] 周潤景，張麗娜.Proteus入門實(shí)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007