模擬電壓采集,電機(jī)速度檢測(cè)

1、微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 1微機(jī)原理微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告院院 系：系： 信息科學(xué)與工程學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院題題 目：目： 模擬電壓采集，電機(jī)速度檢測(cè)模擬電壓采集，電機(jī)速度檢測(cè)專(zhuān)業(yè)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 通信工程通信工程 12011201 班班學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 劉哲劉哲學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 09091206210909120621指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 梁建武梁建武微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 2目錄目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?2二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容22三、原理框圖三、原理框圖22四、程序流程圖四、程序流程圖33五、具體模塊設(shè)計(jì)五、具體模塊設(shè)計(jì)44 （一）A/D 轉(zhuǎn)換部分（二）D/A

2、轉(zhuǎn)換部分 （三）8279 顯示控制模塊 （四）8255 顯示控制模塊 （五）示波器顯示部分六、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果六、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果88七、心得體會(huì)七、心得體會(huì)99八、參考書(shū)目八、參考書(shū)目99九、源程序清單九、源程序清單1010微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)了解 A/D，D/A 轉(zhuǎn)換的基本工作原理，熟悉 8255A 并行接口的工作方式和應(yīng)用，熟悉 8279 鍵盤(pán)/顯示接口的工作原理與應(yīng)用，掌握多位 LED顯示問(wèn)題的解決，靈活運(yùn)用課本知識(shí)，加深所學(xué)的知識(shí)，對(duì)所學(xué)的相關(guān)芯片的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用方法等有更加深刻的了解，學(xué)會(huì)利用課本知識(shí)聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用及編程。同時(shí)并了解綜合問(wèn)

3、題的程序設(shè)計(jì)掌握實(shí)時(shí)處理程序的編制和調(diào)試方法，掌握一般的設(shè)計(jì)步驟和流程，使我們以后搞設(shè)計(jì)時(shí)邏輯更加清晰。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容為“模擬電壓采集、電機(jī)速度檢測(cè)” 。 從模擬量發(fā)生器采集模擬信號(hào)，進(jìn)行 A/D，D/A 轉(zhuǎn)換去啟動(dòng)點(diǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并能控制轉(zhuǎn)速，整體分為五個(gè)部分：1對(duì)模擬信號(hào)源 05V 電壓進(jìn)行采集，通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器 0809 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；2同步在數(shù)碼管上顯示進(jìn)行轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓大??；3根據(jù)電壓的大小顯示發(fā)光二極管的亮滅情況，模擬電壓檔次的安全與危險(xiǎn)提示；4. 將數(shù)字電壓值通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換器 0832，再將輸出的模擬量接到直流電機(jī)的輸入端，控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

4、5. 從直流電機(jī)的 DAOUT 端輸出脈沖，在示波器中觀察脈沖頻率，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速。三、原理框圖三、原理框圖05 電位器ADC0809DAC0832CPU 直流電機(jī)8279數(shù)碼顯示8255APort8 個(gè) LED示波器顯示微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 4四、程序流程圖四、程序流程圖五、具體模塊設(shè)計(jì)五、具體模塊設(shè)計(jì)初始化啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換延時(shí) 0F00 等待結(jié)果讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果根據(jù)結(jié)果進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換8255 控制發(fā)光二極管進(jìn)行顯示轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)示波器顯示脈沖數(shù)碼管顯示 模擬電壓值返回啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 5（一）A/D 轉(zhuǎn)換部分 A/D 轉(zhuǎn)換原理：逐次逼近法 A/

5、D 也稱(chēng)逐次比較法 A/D。它由結(jié)果寄存器、D/A、比較器和置位控制邏輯等部件組成，如下圖所示。本實(shí)驗(yàn)采用 ADC0809 做 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。ADC0809 是一種 8 路模擬輸入、8 位數(shù)字輸出的逐次逼近法 A/D 器件，轉(zhuǎn)換時(shí)間約 100us，轉(zhuǎn)換精度為1/512，適用于多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。ADC0809 片內(nèi)有三態(tài)輸出的數(shù)據(jù)鎖存器。ADC0809 芯片片選信號(hào)接入 8088 譯碼輸出 Y6，CLK 信號(hào)接入 500KHz 時(shí)鐘，IN0接入 05V 可調(diào)模擬電位器作為模擬信號(hào)輸入。TEST1: IN AL,DX ;初始化轉(zhuǎn)換開(kāi)始的監(jiān)測(cè) AND AL,80H JNZ TEST1 MOV A

6、X,0H MOV DS,AXADCON: MOV AX,00 MOV DX,ADPORT ;ADPORT 為 ADC0809 端口地址 0060H OUT DX,AL MOV DX,ADPORT ;將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)讀入 8088 IN AL,DX控制邏輯N 位D/AN 位AB置位啟動(dòng)模擬量輸入DONE微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 6（二）D/A 轉(zhuǎn)換部分DAC0832 原理：其釆用先進(jìn)的 CMOS/SiCr 工藝制成的雙列直插式單片8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器。它可以直接和 8088CPU 相接口。它采用二次緩沖方式(有兩個(gè)寫(xiě)信號(hào)/WR1、/WR2)，這樣可以在輸出的同時(shí)，采集下一個(gè)數(shù)字量，以提高轉(zhuǎn)換速

7、度。 而更重要的是能夠在多個(gè)轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作時(shí)，有可能同時(shí)輸出模擬量。它的主要技術(shù)參數(shù)如下：分辨率為 8 位，電流建立時(shí)間 1us，單一電源5V15V 直流供電，可雙緩沖、單緩沖或直接數(shù)據(jù)輸入。D/A 轉(zhuǎn)換模塊主要由數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 組成，0832 片選端接入 8088 譯碼輸出 Y7，同時(shí)將輸出端輸入直流電機(jī)輸入端，這樣將之前轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字量進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換為模擬量。由于之前的 A/D 模塊將 05V 的電壓轉(zhuǎn)換成了 00H 到 FFH 的數(shù)字量，而 0832 會(huì)將這些數(shù)字量當(dāng)成有符號(hào)數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這也就是直流電機(jī)控制過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的原因。代碼如下： PUSH AX ；AL

8、為之前轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量 MOV DX,DAPOT ；端口賦值 OUT DX,AL ；端口輸出 POP AX（三）8279 顯示控制模塊對(duì) 8 個(gè)數(shù)碼顯示管賦初值：具體為“ 0 8 0 9 - - F F ” 。其中最后兩位顯示的是及時(shí)的 AD 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓值。MOV AL,3FH MOV BX,DATA1 MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,7FH MOV DS:BX,AL微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 7 ADD BX,01H MOV AL,3FH MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,6FH MOV DS:BX,AL ADD BX,01H

9、MOV AL,40H MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,40H MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,00H MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,00H MOV DS:BX,AL ADD BX,01H（四）8255 顯示控制模塊8255A 結(jié)構(gòu)：它是可編程并行接口芯片，雙列直插式封裝，用+5V 單電源供電，如圖 41 是 8255A 的邏輯框圖，內(nèi)部有 3 個(gè) 8 位 I/O 端口：A 口、B 口、C 口；也可以分為各有 12 位的兩組：A 和 B 組，A 組包含 A 口 8 位和 C 口的高微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)

10、計(jì) 8四位，B 組包含 B 口 8 位和 C 口的低 4 位；A 組控制和 B 組控制用于實(shí)現(xiàn)方式選擇操作；讀寫(xiě)控制邏輯用于控制芯片內(nèi)寄存器的數(shù)據(jù)和控制字經(jīng)數(shù)據(jù)總線緩沖器送入各組接口寄存器中。由于 8255A 數(shù)據(jù)總線緩沖器是雙向三態(tài) 8 位驅(qū)動(dòng)器，因此可以直接和 8088 系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。在此次課程設(shè)計(jì)中，我們用 ADC 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓量與自行設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，根據(jù)不同的比較結(jié)果然后控制 8255 的 A 端口的輸出，從而控制與8255 相連的 8 個(gè) LED 燈的亮滅。設(shè)計(jì)時(shí)若采集電壓小于 30H 則前面 4 個(gè)二極管亮，若采集電壓大于 30H 且小于 0D0H 則中間 4 個(gè)二極管

11、亮，若采集電壓大于0D0H 則最后 4 個(gè)二極管亮。即當(dāng)電壓高，電機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)兩側(cè) 4 個(gè)二極管亮，轉(zhuǎn)速不高時(shí)中間 4 個(gè)二極管亮，從而直觀的反應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速情況，有一定的安全警示作用。DELAY0: MOV AL,89H ;8255 進(jìn)行初始化 MOV DX,IOCONPT OUT DX,AL NOP NOP NOP POP AXCOUNT: CMP AL,0D0H ;與設(shè)定的 0D0H 值比較 JA TT1 CMP AL,30H ;與設(shè)定的 30H 值比較 JB TT2 PUSH AX MOV DX,IOAPT MOV AL，3CH ;默認(rèn)為 8255Aport：3CH 顯示 OUT DX,AL

12、 POP AX微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 9 JMP CONTINUE TT1:PUSH AX ;跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句一 MOV DX,IOAPT MOV AL,0FH OUT DX,AL POP AX JMP CONTINUE TT2:PUSH AX ;跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句二 MOV DX,IOAPT MOV AL,0F0H OUT DX,AL POP AX（五）示波器顯示部分實(shí)驗(yàn)箱上內(nèi)含光電管測(cè)速裝置，由帶孔或缺口的回盤(pán)、光源和光電管組成。圓盤(pán)隨被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，光線只能通過(guò)因孔或缺口照射到光電管上。光電管被照射時(shí)，其反向電阻很低，于是輸山一個(gè)電脈沖信號(hào)。光源被圓盤(pán)遮住時(shí)，光電管反向電阻很大，輸出端就沒(méi)有信號(hào)輸出。這

13、樣，根據(jù)圓盤(pán)上的孔數(shù)或缺口數(shù)，即可測(cè)出被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速。圓盤(pán)孔或缺口數(shù)通常取為仍，因此被測(cè)軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)，光電變換器便可輸出 60 個(gè)脈沖信號(hào)。若取電子計(jì)數(shù)器的時(shí)基信號(hào)為 1s，則可直接讀出被測(cè)軸轉(zhuǎn)速。通過(guò)直流電機(jī)的 FOUT 端鏈接到示波器，觀察脈沖輸出，通過(guò)測(cè)量脈沖頻率就可以打到測(cè)速要求。六、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果六、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果1 此時(shí)采集模擬電壓為 50H，8255 控制中間 4 個(gè)二極管亮。微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 102 此時(shí)采集模擬電壓為 E0H，8255 控制后面 4 個(gè)二極管亮。七、心得體會(huì)1.軟件延時(shí)與定時(shí)器計(jì)時(shí) 軟件延時(shí)即利用微處理器執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序段實(shí)現(xiàn)，如本程序中的 DELAY 延

14、時(shí)子程序。因?yàn)槲⑻幚砥鲌?zhí)行每條指令都需要一定時(shí)間，所以程序員通過(guò)正確地挑選指令和安排循環(huán)次數(shù)，很容易編寫(xiě)軟件延時(shí)程序段；微處理器執(zhí)行這個(gè)程序段就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)延時(shí)是時(shí)間。這種定時(shí)方法在微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 11實(shí)際中經(jīng)常使用，尤其是在專(zhuān)用系統(tǒng)上作軟件開(kāi)發(fā)以及延時(shí)時(shí)間較短而重復(fù)次數(shù)有有限的時(shí)候，例如初始化 8259 時(shí)用以等待 8259 操作結(jié)束時(shí)使用的延時(shí) “MOV CX,0FFFH L01: LOOP L01 JMP SHORT $+2” 軟件延時(shí)具有不用硬件的特點(diǎn)，但卻占用了大量的 CPU 時(shí)間；另外精度不高，在不同的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率下，同一個(gè)軟件延時(shí)程序的定時(shí)時(shí)間也會(huì)相差甚遠(yuǎn)。 定時(shí)器由數(shù)

15、字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成，通過(guò)記錄高精度晶振脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，輸出準(zhǔn)確的時(shí)間間隔。因此它定時(shí)精確并且可以通過(guò)修改程序來(lái)確定不同的延時(shí)。本程序就通過(guò)外接0.25MHZ 的脈沖源,計(jì)數(shù) 61A8H 次實(shí)現(xiàn)定時(shí) 0.1S。 2.讀計(jì)數(shù)值 利用計(jì)數(shù)器I/O 地址,可以讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值。但對(duì) 8 位數(shù)據(jù)線的 8253 來(lái)說(shuō)，讀取16 位計(jì)數(shù)值需要分兩次，所以應(yīng)將當(dāng)前計(jì)數(shù)值先行鎖存,然后讀取。例如程序中的 “MOV AL,01000000B MOV DX,223H OUT DX,AL MOV DX,221H IN AL,DX 微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 11 MOV ROD ,AL IN AL,DX”

16、3使用中斷的好處 使用中斷比較麻煩，在試驗(yàn)中需要兩次加載初始化程序和中斷服務(wù)程序，并且需要手工指定中斷服務(wù)地址和中斷向量號(hào)；但是使用中斷可以進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)，強(qiáng)化程序功能與執(zhí)行效率。8259 初始化時(shí)每寫(xiě)完一個(gè)命令字就進(jìn)行軟件延時(shí)，目的是等待 8259 操作結(jié)束。進(jìn)入中斷程序后要開(kāi)中斷，以允許較高級(jí)的中斷，但是在初始化各種芯片時(shí)要關(guān)中斷。中斷服務(wù)程序開(kāi)始后就要保護(hù)常用寄存器，否則會(huì)使程序混亂。 4 查詢(xún)方式與中斷的比較 查詢(xún)方式：CPU 需要先了解（查詢(xún)）外設(shè)的工作狀態(tài)，然后在外設(shè)可以交換信息的情況下（就緒）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入或輸出。如本例要查尋定時(shí)時(shí)間是否到來(lái)，到則讀取計(jì)數(shù)值，否則繼續(xù)查詢(xún)。 從而可

17、以看出查詢(xún)傳送的特點(diǎn)是：工作可靠，適用面寬，但傳送效率低。這一點(diǎn)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到充分證明：查詢(xún)方式中顯示轉(zhuǎn)速的數(shù)碼管反映遲鈍，并且有一個(gè)數(shù)量級(jí)的誤差，也就是說(shuō)程序越長(zhǎng)越不宜用查詢(xún)方式。 中斷方式：CPU 在執(zhí)行程序中，被內(nèi)部或外部的事件所打斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段預(yù)先安排好的中斷服務(wù)程序；服務(wù)結(jié)束后，又返回原來(lái)的斷點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。如本例中當(dāng)定時(shí)時(shí)間到將產(chǎn)生一個(gè)中斷，去讀取計(jì)數(shù)值，即轉(zhuǎn)數(shù)。由此可見(jiàn)中斷方式效率更高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了這一點(diǎn)，采用中斷方式測(cè)出的轉(zhuǎn)速很準(zhǔn)確！ 5 關(guān)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 12作方式選擇 由于計(jì)數(shù)器 0 用作定時(shí)器，所以采用可以自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)初值

18、的方式 2，當(dāng)計(jì)數(shù)值減為 1，OUT0 將輸出一個(gè)低脈沖用以觸發(fā)中斷 8259，之后自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)值從新開(kāi)始計(jì)數(shù)。而計(jì)數(shù)器 1 用來(lái)計(jì)數(shù)，每讀完計(jì)數(shù)值就要從新裝入初值，而什么時(shí)候讀計(jì)數(shù)值取決于定時(shí)器，所以最佳選擇為方式 0，每讀完計(jì)數(shù)值就通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)裝入計(jì)數(shù)初值。 6 操作項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì) 禁止調(diào)試，這時(shí)按一下復(fù)位鍵“RST”從新加載調(diào)試即可。搭接線路時(shí)要關(guān)掉實(shí)驗(yàn)箱的電源。八、參考書(shū)目八、參考書(shū)目1、16/32 位微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言及接口技術(shù)（第二版） 機(jī)械工業(yè)出版社 錢(qián)曉捷、陳濤2、單片機(jī)原理及接口技術(shù) 國(guó)防科技大學(xué)出版社 曹琳琳 曹巧媛3、微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 華中科技大學(xué)出版社 劉樂(lè)善

19、九、源程序清單九、源程序清單CODE SEGMENTASSUME CS:CODEIOCONPT EQU 0003HIOAPT EQU 0000HADPORT EQU 0060HDAPORT EQU 0070HCONTPORT EQU 00DFHDATAPORT EQU 00DEHDATA1 EQU 0500H ORG 1000HSTART: JMP ADCONTORLDATA2 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH,39h,5EH,79h,71hADCONTORL: CLI微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 13 MOV AX,0H

20、 MOV DS,AX MOV AL,3FH MOV BX,DATA1 MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,7FH MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,3FH MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,6FH MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,40H MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,40H MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,00H MOV DS:BX,AL ADD BX,01H MOV AL,00H MOV DS:BX,AL ADD BX,

21、01H MOV DX,CONTPORT MOV AL,00H OUT DX,AL ;KEYBORD DISPLY MODE MOV AL,2AH OUT DX,AL ;8279 CLOCK MOV AL,0d0h OUT DX,AL ;8279 CLEAR MOV AL,90h微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 14 OUT DX,AL ;READ FIFO RAM COMMAND TEST1: IN AL,DX AND AL,80H JNZ TEST1 MOV AX,0H MOV DS,AXADCON: MOV AX,00 MOV DX,ADPORT OUT DX,AL MOV CX,0500HDELAY: LOOP DELAY MOV DX,ADPORT IN AL,DX PUSH DX MOV DX,DAPORT OUT DX,AL POP DX PUSH AXDELAY0: MOV AL,89H MOV DX,IOCONPT OUT DX,AL NOP NOP NOP POP AXCOUNT: CMP AL,0D0H JA TT1 CM