1 微机应用系统设计与微机应用系统设计与微机应用系统设计与微机应用系统设计与 综合实验设计报告综合实验设计报告综合实验设计报告综合实验设计报告 设计题目设计题目设计题目设计题目 温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计 指导老师指导老师指导老师指导老师 设 计 者设 计 者设 计 者设 计 者 学学学学 号号号号 专业班级专业班级专业班级专业班级 设计日期设计日期设计日期设计日期 2012012012011 1 1 1 年年年年 5 5 5 5 月月月月 8 8 8 82010201020102010 年年年年 5 5 5 5 月月月月 20202020 日日日日 2 目目目目 录录录录 第一章第一章第一章第一章 微机应用系统课程设计的目的意义微机应用系统课程设计的目的意义微机应用系统课程设计的目的意义微机应用系统课程设计的目的意义? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.1 设计目的 . 1 1.1课程在教学计划中的地位和作用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二章第二章第二章第二章 温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计任务任务任务任务? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.1 设计内容及要求? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.2 课程设计的要求? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第三章第三章第三章第三章 总体设计方案总体设计方案总体设计方案总体设计方案? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.1 设计思想? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.2 总体设计流程图 . 6 第四章第四章第四章第四章 硬件设计硬件设计硬件设计硬件设计 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.1 硬件设计概要 . 7 4.2 所用到的芯片及其各自功能说明 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.2.1 芯片列表 . 8 4.2.2 8088 的功能简介. 8 4.2.3 8255A 的功能简介 9 4.2.4 8253 的功能简介. 9 4.2.5 8259 的功能简介10 4.3 硬件电路设计系统原理图及其说明? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第五章第五章第五章第五章 软件设计软件设计软件设计软件设计 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.1 流程图及其说明? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.2 源程序及其说明 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第六章第六章第六章第六章 系统调试系统调试系统调试系统调试 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第七章第七章第七章第七章 收获收获收获收获、体会体会体会体会? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 参考文献参考文献参考文献参考文献? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 第一章第一章第一章第一章 微机应用系统课程设计的目的意义微机应用系统课程设计的目的意义微机应用系统课程设计的目的意义微机应用系统课程设计的目的意义 1.1 设计目的设计目的设计目的设计目的 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。 培养总体设计和方案论证的意识。 提高硬件，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 课程在教学计划中的地位和作用课程在教学计划中的地位和作用课程在教学计划中的地位和作用课程在教学计划中的地位和作用 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及其重要的位置。 4 第二章第二章第二章第二章 温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计温度采集系统软硬件设计任务任务任务任务 2.1 实验目的实验目的实验目的实验目的 为了实现计算机对生产过程及对象的控制， 需要将对象的各种测量参数按照 要求转换成数字信号送入计算机。 经计算机运算处理后再再转换成适合于对生产 过程进行控制的量。所以在危机和生产过程之间，必须设置信息的变换和传递通 道。 而我们所做的模拟输入通道，主要功能就是随时间变化的模拟输入信号变成 数字信号送入计算机，主要有多路转换器，采样保持器和 A/D 转换器等组成。 本实验通过设计一个微机控制的温度采集系统，旨在使学生能做到以下几 点： 1了解微机控制的温度采集系统软硬件设计原理和方法。 2 进一步掌握定时/计数器、 并行接口芯片和中断控制器的工作原理与使用 方法。 3进一步加深对中断机理的认识。 2.2 实验设备实验设备实验设备实验设备 l80X86 系列微机一台。 2微机硬件实验平台。 3定时/计数器、并行接口芯片。 4ADC0809。 5. 8255 并口控制器，8259 中断控制器. 2.3 实验内容及要求实验内容及要求实验内容及要求实验内容及要求 实现温度信号的采集，在 4 位 LED 显示器上显示当前的温度和通道号。模 拟现场两个点的温度巡回检测，温度范围 0-510 摄氏度。每隔两秒检测一次，经 标度变换后送 LED 显示器显示，2 路循环显示，每路持续两秒。 5 第三章第三章第三章第三章 总体设计方案总体设计方案总体设计方案总体设计方案 3.1 设计思想设计思想设计思想设计思想 ? !“#$%!?./01ABCDE234 FG9 HIJK!6L(./2$MN./$OPQ./01 R9JK$S$ TU$V,:WN X;YZ*!2X;6./012W_ a! bcdef ghij8086cpuklmnopqrs;tA/Du ADC0809v.Dwxy $64zLED| Ay! w=p qrX;$0-510!X;o$ LED|$2|$! R9u X;$op $Y Z*! j u _ Dwp qrX;$Y6LED| Ay!xy $LED| ! 第四章第四章第四章第四章 硬件设计硬件设计硬件设计硬件设计 4.1 硬件设计概要硬件设计概要硬件设计概要硬件设计概要 系统的主要功能是实现温度信号的采集，在 4 位 LED 显示器上显示当前的 温度和通道号。模拟现场两个点的温度巡回检测，温度范围 0-510 摄氏度。每隔 6 两秒检测一次，经标度变换后送 LED 显示器显示，2 路循环显示，每路持续两 秒。 实验步骤如下： （1）确认从 PC 机引出的两根扁平电缆已经连接在试验平台上。 （2）编写程序然后编译连接。 （3）参考图 2-1 所示连接试验线路。 （4）运行参考程序，观察 LED 显示器上的通道号和温度值。 正确的结果是：档调节作为 A/D 模拟输入电压源的电位器 W 的旋钮在任意位置 时，LED 显示器上显示如下图（以旋钮旋至最右端即最大值为例） 1 384 2 510 4.2 所用到的芯片及其各自功能说明所用到的芯片及其各自功能说明所用到的芯片及其各自功能说明所用到的芯片及其各自功能说明 4.2.14.2.14.2.14.2.1 芯片列表芯片列表芯片列表芯片列表 可编程并行接口芯片 8255，可编程定时器计数器 8253，中断控制器 8259 4.2.2 8088 的功能简介的功能简介的功能简介的功能简介 Intel8088CPU 准是 16 位微处理器，它采用 N沟道，耗尽型负载的硅栈 工艺制造，外型为双列直插式，有 40 个引脚。8088CPU 有 8 根数据线和 20 根 地址线，直接寻址空间为 1MB。能够完成微型计算机的基本操作数的读取，指 7 令的执行，中断控制等基本功能。 4.2.3 8255A 的功能简介的功能简介的功能简介的功能简介 8255A 内部结构内部结构内部结构内部结构 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。 8255A 主要的外部引脚主要的外部引脚主要的外部引脚主要的外部引脚 图 3.2 8255A 引脚图 PA7PA0：A 口的 8 条 IO 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。 PB7PB0：B 口的 8 条 IO 线。不可以设置成双向口，其它和 A 口一 样。 PC7PC0：C 口的 8 条 IO 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 IO 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。 8 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；