微机原理课程设计

中北大学课程设计任务书2010/2011学年第2学期学院：信息商务学院专业：通信工程起迄日期:6月7日~7月12日课程设计地点:中北大学指导教师:王晨光辛洁系主任：赵冬娥下达任务书日期:2011年6月7日2一、设计目的和要求1）、查资料了解8255A和ADC0809AD转换器的工作原理2）、原理图设计，用PROTEL画出原理图3）、软件设计，给出流程图及源代码并加注释二、设计内容及步骤1．设计要求以8088CPU为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位LED显示器上显示当前温度。本设计所用器件主要有传感器，A/D转换器，8088CPU，可编程并行接口8255，LED显示器等。首先传感器把所测的温度转换为电压，输入A/D转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过CPU在LED上显示出来。本设计共分以下几个模块：8088主控模块、A/D转换模块、并行接口模块、显示模块。2.撰写设计报告a.设计题目：温度采集系统软硬件设计b.任务要求及分工（注：要求写清楚每个人完成的模块）c.系统总体方案d.各个硬件模块设计和原理图e.各个软件模块设计和流程图f.心得体会和参考资料注：学生完成课程设计后提交课程设计报告，要求将前述全部内容依先后顺序写成设计报告一份，要求文字通畅、字迹工整，装订成册。三、进度安排序号设计内容时间（天）1查阅资料，确定设计思路132设计实现13调试14考核设计，写设计报告1四、答辩与成绩评定1．课程设计报告应有设计者和指导教师的签名。未经指导教师签字，不能参加答辩。2．由指导教师组成答辩小组，答辩时按设计报告编写顺序，设计者本人首先对自己的设计进行5-10分钟的讲解，讲明设计中主要解决的问题，然后回答教师提问。每位学生的答辩时间一般不超过20-25分钟。3．成绩评定包括以下部分：（1）出勤情况占20%（2）设计的完成情况占30%其中包括：数据库的创建情况；可视化的界面设计情况；对数据集的操作的完成情况；程序代码的编写情况；运行结果的正确程度。（3）课程设计报告占50%五．参考书目1.周耿烈，《微机原理与接口技术实验指导书》，兰州工专计算机工程系，2001年3月2.雷丽文，《微机原理与接口技术》，电子工业出版社，1999年第一版3.沈美明，《IBMPC机汇编语言程序设计》，清华大学出版社，1991年第一版4微机原理与接口技术课程设计学校：中北大学信息商务学院专业：通信工程姓名：郭宇08050741X22李平08050741X23聂晶08050741X255目录第一章微机原理课程设计的目的与意义.........................61.1设计目的...................................................61.2课程设计的重要意义...........................................6第二章温度采集系统设计任务.................................62.1设计目的要求...............................................62.2分工及任务要求.............................................72.3课程设计的要求.............................................7第三章总设计方案..............................................7第四章硬件设计.................................................84.1硬件设计概要...............................................84.2芯片列表及其功能说明.......................................94.2.1芯片列表...............................................94.2.2主控芯片简介.............................................94.2.3可编程并行接口芯片简介..................................114.2.4A/D转换器简介...........................................134.3硬件电路设计系统原理图及其说明..............................14第五章软件设计................................................195.1流程图及其说明............................................195.2源程序及其说明.............................................21第六章心得体会..................................................25参考文献.........................................................266第一章微机原理课程设计的目的与意义1.1设计目的《微机原理与接口技术》是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于应用。本课程设计是配合课堂教学的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上的知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。通过本课程设计希望达到以下目地：培养资料搜集和汇总的能力。提高硬软件设计与开发的综合能力。提高软件和硬件联合调试的能力。熟练掌握相关测量仪器的使用方法。掌握相关开发软件，仿真软件的使用方法1.2课程设计的重要意义现在计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧跟实际连接。掌握这方面的知识更重要强调解决实际问题的能力。该课程设计给我们提供了一个很好的机会，它要求我们结合课堂上和书本中学到的知识去独立设计一个硬件系统，它是我们迈向实践和应用的桥梁，我们学习书本上的知识是一个不断积累的过程，而该课程设计却使得我们能够尽情发挥他们，让我们更了解计算机的结构，工作原理以及软硬件的结合使用，虽然课程设计的时间比较短，但它却在整个教学计划中占据了极其重要的位置。第二章温度采集系统设计任务2.1设计目的要求○1查资料了解8255A和ADC0809AD转换器的工作原理○2原理图设计，用PROTEL画出原理图7○3软件设计，给出流程图及源代码并加注释2.2分工及任务要求模块划分模块负责人学号8088主控模块郭宇08050741X22A/D转换模块李平08050741X23并行接口模块聂晶08050741X25LED显示模块聂晶0805074X25表2.1分工任务表2.3课程设计的要求本设计要求以8088CPU为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，并在3位LED显示器上显示当前温度。本设计所用器件主要有传感器，A/D转换器，8088CPU，可编程并行接口8255，LED显示器等。首先传感器把所测的温度转换为电压，输入A/D转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过CPU在LED上显示出来。第三章总设计方案在现代的多种行业中，温度采集系统成为了不可或缺的应用。温度是生产与科学研究必须要考虑的环境参数，多种企业在生产过程中，存在着许多需要采集相应的温度信息的场合与器械。为了提高产品质量与生产效率，厂家需对产品及生产环境的温度、压力、速度等因素进行监测和控制。该课程设计所要实现的正是设计一个以8088cpu为核心的温度监测系统，（A/D采用ADC0809）。系统可实现温度信号的采集，在3位LED显示器上显示当前的温度。当温度信号改变时，LED显示的值也随之改变。8第四章硬件设计4.1硬件设计概要本温度采集系统硬件用8088CPU主控，温度传感器用LM335系列电压输出型传感器，用3位共阴LED数码管以动态扫描法实现温度显示。本设计所选的温度传感器为LM335系列电压输出集成温度传感器，此传感器的工作温度范围为-10~100摄氏度，作为一个电压源，当工作电流在0.4~5mA范围内变化时，并不影响传感器的性能，因为它的动态电阻小于1欧姆，如果在25摄氏度下标定，在100度宽的温度范围内误差小于1摄氏度，具有良好的输出线性。它工作原理图如下：U+U0(10mV/K)R2I2ΔUbeR1VT2VT1I1电压型集成温度传感器原理图图4.1电压型集成温度传感器原理图9图4.2八段共阴极数码显示管4.2芯片列表及其功能说明4.2.1芯片列表主控芯片8088CPUA/D转换器0809可编程并行接口芯片8255LED显示器4.2.2主控芯片简介主控芯片采用8088CPU双列直插40脚封装。部分引脚采用分时复用方式，即在不同时间传送不同的信息；还有一些引脚的功能因CPU的工作方式（最小最大方式）的不同而不同。地址总线和数据总线地址和数据分时使用引脚，共占20根引脚。20根地址总线，用于输出CPU要访问的内存单元（或I/O端口）的地址，为三态输出信号；（与数据和状态线复用）16根数据总线，用来在CPU与内存（或I/O端口）之间传送数据，为三态双向信号。（与低16位地址线复用）AD15～AD0——地址/数据总线A19/S6～A16/S3——地址/状态线控制总线MN/MX——工作方式选择控制线，用来控制8088的工作方式。MN/MX接+5V，最小方式，由8088提供系统所需要的全部控制信号，用来构成单处理机系统；MN/MX接地，最大方式，系统部分总线控制信号由专用的总线10控制器8288提供，该方式用于多处理机系统。与工作方式无关的控制线RD——读控制信号READY——准备好信号RESET——复位信号INTR——可屏蔽中断请求NMI——不可屏蔽中断请求TEST——测试信号BHE/S7——数据总线高8位允许/状态S7信号MN/MX——工作方式选择ALE——地址锁存允许DEN——数据传送允许DT/R——数据发送/接收信号M/IO——存储器/输入输出选择信号WR——写控制信号INTA——中断响应信号HOLD——总线请求信号HLDA——总线响应信号LOCK——总线锁定信号RQ/GT1和RQ/GT0——总线请求响应CLK——时钟信号VCC——电源（输入）接+5V电源。GND——地线11图4.38088引脚图4.23可编程并行接口芯片简介可编程接口芯片选择8255A芯片①8255A内部结构8255A芯片是一个采用NMOS工艺制造的40引脚双列直插式（DIP）封装组件。8255A有3个8位数据端口，即A口、B口及C口，它们都可以分别作为输入口或输出口使用；A组控制与B组控制；读／写控制逻辑；数据总路线缓冲器。②8255A的引脚12图4.48255A引脚图PA7~PA0：A口的8条I／O线。8条线只能同时作为输入或输出，不能分开使用，可设置成双向口，也只有A口允许这样做。PB7~PB0：B口的8条I／O线。不可以设置成双向口，其它和A口一样。PC7~PC0：C口的8条I／O线。不可以设置成双向口，但它可以分拆为两组即高4位和低4位，这两组可以任意设置为输入或输出。除了作为独立的I／O线外，C口还经常为A口、B口服务，配合A口、B口作联络线使用。A1、A0：端口地址选择信号。用于选择8255A的3个数据端口和一个控制口。当A1A0=00时，选择端口A；为01时，选择端口B；为10，选择端口C；为11时，选择控制口。③8255A工作方式方式0：基本的输入／输出方式。A口、B口、C口都可以工作在些方式下。方式1：选通输入／输出方式（应答方式）。A口、B口工作在此方式下。方式2：双向传输方式。只有A口可以工作在此方式下。④8255A方式控制字格式13D7D6、D5D4D3D2D1D01A口A口C口高4位B口B口C口低4位00方式00