微机原理课程设计_简单数字电压表的设计

《微机原理与接口技术》

课程设计

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学号：**********

班级：09电信2班

专业：电子信息工程

学院：电气与信息工程学院

江苏科技大学张家港校区

2012年6月

目录

一理论部分 (2)

1课题要求与内容 (2)

2 系统方案设计 (2)

3 系统硬件的设计 (3)

二实践部分 (4)

1 系统硬件原理简介 (4)

2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施 (8)

3 系统软件 (8)

3.1 软件设计 (8)

3.2软件调试中出现的问题及解决措施 (10)

三附录 (11)

数字电压表的设计

一理论部分

1 课题要求与内容

基本要求：

（1）使用AD0809获取电压数据。

（2）数据在数码管上面实时显示。

（3）通过按键设置采样时间，比如60秒采集一次。

（4）采样时间计时结束后产生中断，采集电压数据。

附加要求：

（1）通过串口在PC上的串口调试助手显示实时电压信号。

2 系统方案设计

本电路采用模块化设计,主要由A/D转换模块、控制模块和LED显示模块组成.

图 1 数字电压表原理框图

框图功能说明

基准电源：提供A/D转换参考电压，基准电压的精度和稳定性是影响转换精度的主要因素。

A/D电路：A/D转换器是数字电压表的核心部件，由它完成模拟量转换为数字量的任务。

译码驱动电路：将二--十进制（BCD）码转换成七段供LED发光显示信号。

显示电路：将译码器输出的七段信号进行数字显示，即A/D转换结果。

积分RC元件：通过对RC元件的选取，控制测量量程。

字位驱动电路：根据A/D器上DS4～DS1端的位选信号，控制显示部分个、十、百、千位哪一位上进行显示。

3 系统硬件设计

本电路采用模块化设计,主要由A/D转换模块、控制模块和LED显示模块组成（如图1.0）。

外部电压

图2 系统总体硬件框图

设计的基本思想和顺序

利用0809采集电压数据，将模拟电压信号数字电压信号。8255通过I/O控制两位数码管显示采集电压值。8254设置采样频率。8359设置中断。基本思路：当到定时时间时产生中断信号，进入中断采集电压数据。采集的数据转化后保存到内存空间里，返回主程序后在数码管上显示。

8259A是专门为了对8085A和8086/8088进行中断控制而设计的芯片，它是可以用程序控制的中断控制器。单个的8259A能管理8级向量优先级中断。在不增加其他电路的情况下，最多可以级联成64级的向量优先级中断系统。8259A有多种工作方式，能用于各种系统。各种工作方式的设定是在初始化时通过软件进行的。在总线控制器的控制下,8259A芯片可以处于编程状态和操作状态.编程状态是CPU使用IN或OUT指令对8259A芯片进行初始化编程的状态

2.2 8259A引脚图

图4 8259A引脚图

2.3 主要功能

在有多个中断源的系统中，接受外部的中断请求，并进行判断，选中当前优先级最高的中断请求，再将此请求送到CPU的INTR端；当CPU响应中断并进入中断子程序的处理过程后，中断控制器仍负责对外部中断请求的管理。

3 并行接口8255A

3.1概述

Intel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。

3.2 8255A工作方式

●方式0：基本输入输出方式

适用于无条件传送和查询方式的接口电路

●方式1：选通输入输出方式

适用于查询和中断方式的接口电路

●方式2：双向选通传送方式

适用于与双向传送数据的外设

适用于查询和中断方式的接口电路

3.3 8255A引脚图

图5 8255A引脚图

4数码管

4.1 数码管结构图

(a)七段式LED(b) 共阳极LED (c) 共阴极LED

图6七段式LED显示部件

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

5 计数器Intel8254

5.1 概述

8254 芯片是一款使用十分广泛的可编程定时，计数芯片，其主要功能是定时和计数的功能。是8253的改进型，比8253具有更优良的性能。与大多数微处理器兼容;技术频率从支流到10MHz;有6种可编程计数器方式;3个独立的16位计数器,二进制或十进制(BCD)计数;任一引脚对地电压-0.5~7V.

5.2 Intel8254的引脚图与逻辑引脚图