PAGE17目錄TOC\o"1-3"\h\u13590一、設(shè)計(jì)目的 219031二、設(shè)計(jì)主要工作思路 21940三、系統(tǒng)各部分功能模塊介紹 2126903.18086的可編程外設(shè)接口電路 2175153.2ADC0809與8255的連接 2306183.3壓力測量和控制部分 3763-48086微處理器及其體系結(jié)構(gòu) 338773.4.18086微處理器的一般性能特點(diǎn) 3309073.5ADC0809概述 417323.5.1ADC0809的主要特性 453033.5.2內(nèi)部結(jié)構(gòu) 4146923.5.3外部特性（引腳功能） 5152913.6.2芯片8255A在本設(shè)計(jì)中的功能作用 640483.6.3芯片8255的功能分析 715800四、壓力測控系統(tǒng)的總體概況 8172094.1壓力測控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 871644.2系統(tǒng)硬件選擇和設(shè)計(jì) 8207554.2.1系統(tǒng)擴(kuò)展口的選擇 8169234.2.2壓力傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 848104.3LED顯示器工作原理 830551五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)程序 9164045.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 9215345.2系統(tǒng)流程圖 116386系統(tǒng)程序 129359小結(jié) 167325參考文獻(xiàn) 17一、設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)的目的是以8086微處理器為控制器，將壓力傳感器輸出的小信號經(jīng)過放大器后，送至A/D轉(zhuǎn)換器；微控制器實(shí)時(shí)采集、顯示壓力值。二、設(shè)計(jì)主要工作思路2.1.利用壓力傳感器和ADC0809采用延時(shí)方式設(shè)計(jì)一個(gè)壓力測試系統(tǒng),并將測試結(jié)果(十進(jìn)制)在LED上顯示出來,LED的顯示內(nèi)容為XXX,X為測試值.2.2.當(dāng)壓力低于30Kpa,黃燈亮，當(dāng)壓力高于150Kpa時(shí)，紅燈亮。三、系統(tǒng)各部分功能模塊介紹3.18086的可編程外設(shè)接口電路8255的數(shù)據(jù)口D0-D7與CPU的6根控制線相連接，控制8255A內(nèi)部的各種操作?？刂凭€RESET用來試8255A復(fù)位。CS和地址線A1及A0用于芯片選擇和通道尋址。分別于8086的高位地址線A19，A1，A0相連接。3.2ADC0809與8255的連接模擬輸入通道地址A,B,C直接接地，因此ADC0809只對通道的電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。為了減少輸入噪聲其他通道直接接地。ADC0809的數(shù)據(jù)線DO-D7與8255的PB0-PB7相連接。其片選CS與8086的地址/數(shù)據(jù)總線AD14相連接。3.3壓力測量和控制部分我們采用了MPX4080D型號壓力傳感器構(gòu)成壓力測控系統(tǒng)。另外，為滿足系統(tǒng)輸入模擬量進(jìn)行處理的功能，對其在擴(kuò)展一片ADC0808，以進(jìn)行模擬——數(shù)字量轉(zhuǎn)換。3-48086微處理器及其體系結(jié)構(gòu)3.4.18086微處理器的一般性能特點(diǎn)8086是Intel系列的16位微處理器，它采用HMOS工藝技術(shù)制造，芯片采用40系列線封裝，單一的+5V電源，時(shí)鐘頻率為5～10MHz。8086有16根數(shù)據(jù)線和20根地址線，可以處理8位和16位數(shù)據(jù)，尋址1MB的儲(chǔ)存單元和64KB的I/O端口。(見圖3-1)圖（3-1）8086引線圖3.5ADC0809概述ADC0809是采用分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模——數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。3.5.1ADC0809的主要特性1)8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs單個(gè)+5V電源供電。模擬輸入電壓范圍0~+5V ,不需要零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。工作溫度范圍為-40~+85攝氏度。低功耗，約15mW.3.5.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由下圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三臺(tái)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三臺(tái)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。圖3-4ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)3.5.3外部特性（引腳功能）圖3-5ADC0809引腳圖ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖所示。下面說明各引腳功能。IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。2-1～2-8：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，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。START：A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。EOC：A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。Vcc：電源，單一＋5V。GND：地。3.68255并行I/O接口3.6.1并行接口芯片8255A(見圖3-3)8255A是Intel系列的并行接口芯片，常作為微機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備接口。由于它是可編程的，可以通過軟件來設(shè)置芯片的工作方式，因此，用它連接外部設(shè)備時(shí)，一般不需要在附加外部電路，給使用帶來很大方便。如圖下圖3-3圖3-33.6.2芯片8255A在本設(shè)計(jì)中的功能作用8255是并行的I/0接口芯片，內(nèi)部有三個(gè)相互獨(dú)立的8位數(shù)據(jù)端口。8255實(shí)現(xiàn)了外設(shè)與8086之間的數(shù)據(jù)傳輸。8255的B口工作于方式0，作為輸出口，其PB0~PB7分別與LED數(shù)碼管顯示器的顯示器的八段a,b,c,d,e,f,g,dp相連，C口作為輸出口，其PC7~PC0與LED數(shù)碼管顯示器的LED0~LED7相連，作為位選。3.6.3芯片8255的功能分析1、8255A是可編程并行接口，內(nèi)部有3個(gè)相互獨(dú)立的8位數(shù)據(jù)端口，即A口、B口和C口。三個(gè)端口都可以作為輸入端口或輸出端口。A口有三種工作方式：方式0、方式1和方式2；B口可以工作在方式0或方式1下；C口通常作為聯(lián)絡(luò)信號使用。8255的工作只有當(dāng)片選CS有效時(shí)才能進(jìn)行工作，而控制邏輯端口實(shí)現(xiàn)對其他端口的控制。當(dāng)8255工作在方式0時(shí)，即基本輸入輸出方式時(shí)，可將三個(gè)數(shù)據(jù)端口劃分為四個(gè)獨(dú)立的部分：A口和B口作為兩個(gè)8位端口，C口的高4位和低4位可以用作兩個(gè)4位的輸入輸出口，各個(gè)端口都可獨(dú)立地用作輸入或輸出。數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)8位雙向三態(tài)緩沖器，三態(tài)是由讀/寫控制邏輯控制的，它可與系統(tǒng)的DB直接相連，實(shí)現(xiàn)CPU和8255A之間的信息傳送；讀寫控制器用于管理數(shù)據(jù)、控制字或狀態(tài)字的傳送，接收來自CPU的地址信息及一些控制信號，然后向A組、B組控制電路發(fā)送命令，控制端口數(shù)據(jù)的傳送方向。3、8255引腳：RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時(shí)，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。CS:芯片選擇信號線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),即/CS=0控制字寫入8255。D0～D7:三態(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(shí)，通過它實(shí)現(xiàn)8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。PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個(gè)8位的I/O鎖存器，一個(gè)8位的輸入輸出緩沖器。PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個(gè)4位的端口，每個(gè)4位的端口包含一個(gè)4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。'A0,A1:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.當(dāng)A0=0,A1=0時(shí),PA口被選擇;當(dāng)A0=0,A1=1時(shí),PB口被選擇;當(dāng)A0=1,A1=0時(shí),PC口被選擇;當(dāng)A0=1.A1=1時(shí),控制寄存器被選擇.四、壓力測控系統(tǒng)的總體概況4.1壓力測控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)4.2系統(tǒng)硬件選擇和設(shè)計(jì)4.2.1系統(tǒng)擴(kuò)展口的選擇本次設(shè)計(jì)采用的是8086微處理器，選擇8255A可編程并行接口作為系統(tǒng)的擴(kuò)展接口，8255A的通用性強(qiáng)，適應(yīng)靈活，通過它CPU可直接與外設(shè)相連接。4.2.2壓力傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器的選擇為使設(shè)計(jì)工作簡單可靠，我們采用了MPX4080D型號壓力傳感器構(gòu)成壓力測控系統(tǒng)。另外，為滿足系統(tǒng)輸入模擬量進(jìn)行處理的功能，對其在擴(kuò)展一片ADC0808，以進(jìn)行模擬——數(shù)字量轉(zhuǎn)換。4.3LED顯示器工作原理它由若干個(gè)發(fā)光二極管按一定的規(guī)律排列而成。當(dāng)某一個(gè)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫被點(diǎn)亮，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出多種字符。常見的LED數(shù)碼管的外形內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2屬于共陽極結(jié)構(gòu)，圖3屬于共陰極結(jié)構(gòu)。通過控制管腳a、b、c、d、e、f、g、dp的電平即可獲得所需的符號顯示。顯示器的工作方式有兩種，一種是靜態(tài)顯示：當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。另一種是動(dòng)態(tài)顯示方式：所謂的動(dòng)態(tài)顯示即一位一位輪流的點(diǎn)亮各顯示器，對于每一位顯示器來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。但由于時(shí)間間隔很小，我們就可以看到完整的顯示了。圖3-5LED顯示器工作原理五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)程序5.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的目的是以8086微處理器為控制器，將壓力傳感器輸出的小信號經(jīng)過放大器后，送至A/D轉(zhuǎn)換器；微控制器實(shí)時(shí)采集、顯示壓力值，壓力測控系統(tǒng)原理圖：5.2系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)程序DATASEGMENTdata1:db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,DB0ah,86h,8eh；0~9段碼ADPORTEQU0FFF0H；定義AD口

PCWEQU372BH；定義8255控制口PAEQU3728H；定義8255A口PBEQU3729H；定義8255B口PCEQU372AH；定義8255C口DATAENDSCODESEGMENT；代碼段

ASSUMECS:CODE,DS:DATA；段分配

START:MOVAX,DATA；初始化

MOVDS,AXdisp0:MOVcx,00ffhMOVbx,077FHMOVbl,ds:[bx]MOVbh,0hpushdxMOVdx,0ff22hMOVal,cs:[bx+OFFSETDATA1]OUTDXMOVdx,0ff21hMOVal,ahOUTDXdisp1:popdxdecdxshrah,01hjnzdisp0；不為0轉(zhuǎn)移至disp0

MOVdx,0ff22hMOVal,0ffhOUTDX,AL；這里disp、disp0、disp1的作用是為了顯示三位數(shù)值，從左至右依次的輸出各位至。高三位不變，低三位進(jìn)行顯示

ADCON1:MOVAX,00H；啟動(dòng)A/D

MOVAX,0FFF0HMOVDX,AXOUTDX,MOVCX,0500HDELAY1:MOVAX,0；將通道0地址寫入DX

MOVDX,AX；讀取A/D轉(zhuǎn)化值

INAL,DX；讀取A/D轉(zhuǎn)化值PUSHAX；輸入AX即將A/D轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)存入AX中

retIO:MOVDX,372BHMOVAL,10010010BOUTDXMOVDX,3729HINAL,DX；從DX中讀入AL，讀出A/D轉(zhuǎn)化值

MOVBL,AL;存AL到BL

ANDAL,0F0H;屏蔽AL的低四位

MOVCL,04H

SHRAL,CL;將AL的高四位右移到低四位

SALAL,1;(AL)*2

MOVCL,AL;(AL)*2暫存CL

SALAL,1;(AL)*4

SALAL,1;(AL)*8

ADDAL,CL;(AL)*10

ANDBL,0FH;屏蔽AL的高四位

ADDAL,BL;(AL)*10+低四位LESS:POPAXMOVDX,372AHCMPAX,30;比較提取8255PPC口JBYLL1;若小于30跳到LL1MOVAL,10HOUTDX,AL；輸出PC5口CALLYLL1;顯示黃燈YLL1GREATER:POPAXMOVDX,PCCMPAX,150；實(shí)際壓力與150比較JARLL1MOVAL,08HOUTDX,AL；輸出PC4值CALLRLL1；顯示紅燈LL1YLL1:CALLCONVERSJMPADCON1TESTAL,10H；測試提取8255PC5口JNZYLL1RLL1:CALLCONVERSJMPADCON1TESTAL,08H；測試提取8255PC4口JNZRLL1CONVERS:MOVBL,ALMOVBX,077DHMOVDS:[BX],alMOVal,ahINCbxMOVDS:[Bx],alINCbxMOVDS:[Bx],ahRET;通過兩次校驗(yàn)將顯示的三位數(shù)值分開進(jìn)行存貯FOREVER:MOVBX,0MOVWORDPTRDS:[BX+077AH],0000HADDBX,2MOVWORDPTRDS:[BX+077AH],0009HADDBX,2MOVWORDPTRDS:[B