計算機控制技術(shù)課程設(shè)計---基于0809的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、<p>　　基于0809的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p>　　關(guān)鍵字：8255 8253 0809 匯編語言</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　1 引言2</b></p>

2、<p>　　1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡介2</p><p>　　1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類2</p><p>　　1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能2</p><p>　　1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式2</p><p>　　1.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.6 課程

3、設(shè)計內(nèi)容和要求3</p><p>　　1.7 設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求3</p><p><b>　　2 內(nèi)容提要3</b></p><p>　　3 系統(tǒng)總體方案4</p><p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計思路4</p><p>　　3.2 系統(tǒng)總體框圖4</p>

4、<p>　　4 硬件電路設(shè)計及描述4</p><p>　　4.1 8253芯片及工作原理4</p><p>　　4.1.1 基本組成及工作原理4</p><p>　　4.1.2 8253與系統(tǒng)連接5</p><p>　　4.2 ADC0809內(nèi)部功能與引腳介紹6</p><p>　　4.2

5、.1 引腳排列及各引腳的功能7</p><p>　　4.2.2 ADC0809工作方式8</p><p>　　4.2.3 ADC0809與系統(tǒng)連接8</p><p>　　4.3 單片機89C51的引腳與功能介紹9</p><p>　　4.4 8255并行口芯片基本組成及工作原理11</p><p>

6、　　4.4.1 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)12</p><p>　　4.4.2 8255的工作方式12</p><p>　　4.2.3 8255與系統(tǒng)連接13</p><p>　　4.5 LED顯示部分接線及工作原理13</p><p>　　4.5.1 LED顯示工作原理13</p><p>　　4.5.2

7、 LED顯示部分接線14</p><p>　　4.6 總體電路圖15</p><p>　　5 軟件設(shè)計流程及描述15</p><p>　　5.1 主程序設(shè)計思路15</p><p>　　5.2 部分程序設(shè)計流程圖16</p><p>　　5.2.1 8253程序流程圖16</p>&

8、lt;p>　　5.2.2 8255程序流程圖16</p><p>　　5.2.3 數(shù)據(jù)處理流程圖16</p><p>　　5.2.4 LED顯示流程圖18</p><p>　　5.3 匯編語言程序清單18</p><p>　　5.4 仿真結(jié)果21</p><p>　　6 課程設(shè)計體會21&

9、lt;/p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數(shù)據(jù)采集是從一個或多個信號獲取對象信息的過程。隨著微型計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集監(jiān)測已成為日益重要的檢測技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場合。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)

10、，通常采用一些功能相對獨立的單片機系統(tǒng)來實現(xiàn)，作為測控系統(tǒng)不可缺少的部分，數(shù)據(jù)采集的性能特點直接影響到整個系統(tǒng)。</p><p>　　本課程設(shè)計采用89C51系列單片機，89C51系列單片機基于簡化的嵌入式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 具有體積小、重量輕，具有很強的靈活性。設(shè)計的系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，硬件部分主要完成數(shù)據(jù)采集，軟件部分完成數(shù)據(jù)處理和顯示。數(shù)據(jù)采集采用AD0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，具有很高的穩(wěn)定性，采樣的周期由

11、可編程定時/計數(shù)器8253控制。完成采樣的數(shù)據(jù)后輸入單片機內(nèi)部進行處理，并送到LED顯示。軟件部分用Keil軟件編程，操作簡單，具有良好的人機交互界面。程序部分負責對整個系統(tǒng)控制和管理，采用了匯編語言進行了判別通道、數(shù)據(jù)采集處理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信等程序設(shè)計，具有較好的可讀性。</p><p>　　隨著計算機在工業(yè)控制領(lǐng)域的不斷推廣應(yīng)用，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號已經(jīng)成為計算機控制系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，因此數(shù)據(jù)

12、采集系統(tǒng)有著重要的意義。</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡介</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般包括模擬信號的輸入輸出通道和數(shù)字信號的輸入輸出通道。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入又稱為數(shù)據(jù)的收集；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出又稱為數(shù)據(jù)的分配。</p><p>　　1.2 數(shù)據(jù)采

13、集系統(tǒng)的分類</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，用途和功能也各不相同，常見的分類方法有以下幾種，根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能分類：數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分配；根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境分類：隔離型和非隔離型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制功能分類：智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，非智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；根據(jù)模擬信號的性質(zhì)分類：電壓信號和電流信號，高電平信號和低電平信號，單端輸入(SE)和差動輸入(

14、DE)，單極性和雙極性；根據(jù)信號通道的結(jié)構(gòu)方式分類：單通道方式，多通道方式。</p><p>　　1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體地說，就是采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機，根據(jù)不同的需要由計算機進行相應(yīng)的計算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時，將計算得到的數(shù)根進行顯示或打印，以便實現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視 。

15、</p><p>　　1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　從硬件力向來看，白前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：一種是微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；另一種是集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。</p><p>　　微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由傳感器、模擬多路開關(guān)、程控放大器、采樣/保持器、AD轉(zhuǎn)換器、計算機及外設(shè)等部分組成。集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)物，它由若

16、干個“數(shù)據(jù)采集站”和一臺上位機及通信線路組成。數(shù)據(jù)采集站一般是由單片機數(shù)據(jù)采集裝置組成。位于生產(chǎn)設(shè)備附近，可獨立完成數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理任務(wù)，還可將數(shù)據(jù)以數(shù)字信號的形式傳送給上位機。</p><p>　　1.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢</p><p>　　微電子技術(shù)的一系列成就以及微型計算機的廣泛應(yīng)用，不僅為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用開拓了廣闊的前景，也對數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。數(shù)據(jù)采集

17、系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。</p><p>　　(1)新型快速、高分辨率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件不斷涌現(xiàn)，大大提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。</p><p>　　(2)高性能單片機的問世和各種數(shù)字信號處理器的涌現(xiàn)，進一步推動了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。</p><p>　　(3)智能化傳感器(Smarts nor)的發(fā)展，必將對今后數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。&l

18、t;/p><p>　　(4)與微型機配套的數(shù)據(jù)采集部件的大量問世，大大方便了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在各個領(lǐng)域里應(yīng)用并有利于促進數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)的進一步發(fā)展。</p><p>　　(5)分布式數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的一個重要趨勢。</p><p>　　1.6 課程設(shè)計內(nèi)容和要求</p><p>　　通過一個A/D轉(zhuǎn)換器采樣一個模擬電壓，每隔一定時間去采

19、樣一次，每次相隔的時間由定時器/計數(shù)器芯片8253控制，采樣的結(jié)果送入A/D轉(zhuǎn)換器芯片0809，轉(zhuǎn)換完成后，把轉(zhuǎn)換好的數(shù)字信號送入并行接口芯片8255，然后由中斷控制器向CPU發(fā)出中斷請求，在CPU控制下把8225中的數(shù)字送入外設(shè)即CRT/LED顯示。</p><p>　　1.7 設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求</p><p>　　(1)據(jù)題目要求的指標，通過查閱有關(guān)資料，確定系統(tǒng)設(shè)計方案，

20、并設(shè)計其硬件電路圖。</p><p>　　(2)畫出電路原理圖，分析主要模塊功能及他們之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制關(guān)系。</p><p>　　(3)用protel或proteus軟件繪制電路原理圖。</p><p>　　(4)軟件設(shè)計，給出流程圖及源代碼并加注釋。</p><p><b>　　2 內(nèi)容提要</b></p&

21、gt;<p>　　通過一個A/D轉(zhuǎn)換器采樣一個模擬電壓，每隔一定時間去采樣一次，每次相隔的時間由定時器/計數(shù)器芯片8253控制，采樣的結(jié)果送入A/D轉(zhuǎn)換器芯片0809，轉(zhuǎn)換完成后，把轉(zhuǎn)換好的數(shù)字信號送入并行接口芯片8255，然后由中斷控制器向CPU發(fā)出中斷請求，在CPU控制下把8225中的數(shù)字送入外設(shè)即CRT/LED顯示。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)總體方案</b>

22、</p><p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計思路</p><p>　　本設(shè)計的基本思路是：根據(jù)設(shè)計指標，首先從整體上規(guī)劃好整個系統(tǒng)的功能和性能，然后再對系統(tǒng)進行劃分，將比較復(fù)雜的系統(tǒng)分解為多個相對獨立的子系統(tǒng)，特別注意對各個子系統(tǒng)與系統(tǒng)、子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的接口關(guān)系進行精心設(shè)計以及技術(shù)指標的合理分解。然后再由子系統(tǒng)到部件、部件到具體元器件的選擇和調(diào)試。各部件或子系統(tǒng)各自完成后再進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，直

23、到完成總體目標。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　4 硬件電路設(shè)計及描述</p><p>　　4.1 8253芯片及工作原理</p><p>　　4.1.1 基本組成及工作原理</p><p>　　8253內(nèi)部有三

24、個計數(shù)器，分別成為計數(shù)器0、計數(shù)器1和計數(shù)器2，他們的機構(gòu)完全相同。每個計數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄存器中的控制字，互相之間工作完全獨立。每個計數(shù)器通過三個引腳和外部聯(lián)系，一個為時鐘輸入端CLK，一個為門控信號輸入端GATE，另一個為輸出端OUT。每個計數(shù)器內(nèi)部有一個8位的控制寄存器，還有一個16位的計數(shù)初值寄存器CR、一個計數(shù)執(zhí)行部件CE和一個輸出鎖存器OL。執(zhí)行部件實際上是一個16位的減法計數(shù)器，它的起始值就是初值寄存器的

25、值，而初始值寄存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器OL用來鎖存計數(shù)執(zhí)行部件CE的內(nèi)容，從而使CPU可以對此進行讀操作。CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器來用。8253具有3個獨立的計數(shù)通道，采用減1計數(shù)方式。在門控信號有效時，每輸入1個計數(shù)脈沖，通道作1次計數(shù)操作。當計數(shù)脈沖是已知周期的時鐘信號時，計數(shù)就成為定時。</p><p>　　本次課程設(shè)計主要使用82

26、53的循環(huán)計時功能，采用8253的方式2，進入這種工作方式 OUT輸出高電平，裝入計數(shù)值n后如果GATE為高電平，則立即開始計數(shù)，OUT保持為高電平不變； 待計數(shù)值減到“1”和“0”之間， OUT將輸出寬度為一個CLK周期的負脈沖，計數(shù)值為“0”時，自動重新裝入計數(shù)初值n，實現(xiàn)循環(huán)計數(shù)，OUT將輸出一定頻率的負脈沖序列， 其脈沖寬度固定為一個CLK周期， 重復(fù)周期為CLK周期的n倍。如果在減“1”計數(shù)過程中，GATE變?yōu)闊o效（輸入0電平

27、），則暫停減“1”計數(shù)，待GATE恢復(fù)有效后，從初值n開始重新計數(shù)。這樣會改變輸出脈沖的速率。如果在操作過程中要求改變輸出脈沖的速率，CPU可在任何時候，重新寫人新的計數(shù)值， 它不會影響正在進行的減“1”計數(shù)過程，而是從下一個計數(shù)操作用期開始按新的計數(shù)值改變輸出脈沖的速率。</p><p>　　圖4-1 8253芯片管腳圖</p><p>　　圖4-2 8253方式2工作波形</p

28、><p>　　4.1.2 8253與系統(tǒng)連接</p><p>　　8253的數(shù)據(jù)線與單片機89C51的P0口連接，片選端CS經(jīng)過反相器后和單片機的P2.1管腳連接，輸出端口ADC0809的START及ALE管腳連接，控制著ADC0809的采樣速度，與系統(tǒng)連接圖圖4-3</p><p>　　圖4-3 8253與單片機連接圖</p><p>　　4

29、.2 ADC0809內(nèi)部功能與引腳介紹</p><p>　　ADC0809八位逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器是一種單片CMOS器件，包括8位模擬轉(zhuǎn)換器、8通道轉(zhuǎn)換開關(guān)和與微處理器兼容的控制邏輯。8路轉(zhuǎn)換開關(guān)能直接連通8個單端模擬信號中的任何一個。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-4所示</p><p>　　圖4-4 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.2.1 引腳排列及各引

30、腳的功能</p><p>　　圖4-5 ADC0809芯片管腳圖</p><p><b>　　各引腳的功能如下：</b></p><p>　　IN0～IN7：8個通道的模擬量輸入端?？奢斎?～5V待轉(zhuǎn)換的模擬電壓。</p><p>　?、?D0～D7：8位轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端。三態(tài)輸出，D7是最高位，D0是最低位。</p

31、><p>　?、?A、B、C：通道選擇端。當CBA=000時，IN0輸入；當CBA=111時，IN7輸入。</p><p>　?、?ALE：地址鎖存信號輸入端。該信號在上升沿處把A、B、C的狀態(tài)鎖存到內(nèi)部的多路開關(guān)的地址鎖存器中，從而選通8路模擬信號中的某一路。</p><p>　?、?START：啟動轉(zhuǎn)換信號輸入端。從START端輸入一個正脈沖，其下降沿啟動ADC08

32、09開始轉(zhuǎn)換。脈沖寬度應(yīng)不小于100～200ns。</p><p>　　⑹ EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。啟動A/D轉(zhuǎn)換時它自動變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　⑺ OE：輸出允許端。高電平允許輸出</p><p>　?、?CLK：時鐘輸入端。ADC0809的典型時鐘頻率為640kHz，轉(zhuǎn)換時間約為100μs。</p><p>　　⑼ REF(

33、-)、REF(+)：參考電壓輸入端。ADC0809的參考電壓為＋5V。</p><p>　?、?VCC：供電電源端。ADC0809使用＋5V單一電源供電。</p><p>　　當ALE為高電平時，通道地址輸入到地址鎖存器中，下降沿將地址鎖存，并譯碼。在START上升沿時，所有的內(nèi)部寄存器清零，在下降沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換，此期間START應(yīng)保持低電平。在START下降沿后10us左右，轉(zhuǎn)

34、換結(jié)束信號變?yōu)榈碗娖?，EOC為低電平時，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。OE為低電平時，D0～D7為高阻狀態(tài)，OE為高電平時，允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。</p><p>　　4.2.2 ADC0809工作方式 　　</p><p>　?。?）定時傳送方式：對于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時間為128μs，相當于6MHz的MCS-5

35、1單片機共64個機器周期?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。 　　</p><p>　?。?）查詢方式：A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態(tài)，即可確認轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進行數(shù)據(jù)傳送。 　　</p><p>　?。?）中斷方式：把表明轉(zhuǎn)換完成

36、的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。 　　</p><p>　　不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。</p><p>　　4.2.3 ADC0809與系統(tǒng)連接</p><p>　　模擬量輸入通道選擇通道0，即ADD-A、A

37、DD-B、ADD-C引腳直接接地。參考電平和供電電源選擇5V。ALE和START引腳連接在一起，接到8253的OUT0引腳，在8253工作方式2下，控制這0809的采樣間隔時間。EOC和OE及單片機的外部中斷0P3.2引腳相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換完成后，EOC引腳變成高電平，OE端允許輸出，把轉(zhuǎn)換結(jié)果通過D0-D7數(shù)據(jù)輸出端和8255的PA口相連，與系統(tǒng)連接如圖4-6</p><p>　　圖4-6 0809與系統(tǒng)連接圖&l

38、t;/p><p>　　4.3 單片機89C51的引腳圖與功能介紹</p><p>　　圖4-7 單片機89C51引腳圖</p><p><b>　　引腳說明：</b></p><p>　?、?VCC：電源電壓</p><p><b>　?、?GND:地</b></p>

39、;<p>　?、?P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，作為輸出口用時，每個引腳能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路。當對0端口寫入1時，可以作為高阻抗輸入端使用。</p><p>　　當P0口訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，它還可設(shè)定成地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的形式。在這種模式下，P0口具有內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，同時輸出指令字

40、節(jié)在程序校驗時。程序校驗時需要外接上拉電阻。</p><p>　?、?P1口：P1口是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1口的輸出緩沖能接受或輸出4個TTL邏輯門電路。當對P1口寫1時，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時可以作為輸入端使用。當作為輸入端使用時，P1口因為內(nèi)部存在上拉電阻，所以當外部被拉低時會輸出一個低電流（IIL）。</p><p>　　⑸ P2口：P2是一帶有內(nèi)

41、部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。P2口的輸出緩沖能驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。當向P2口寫1時，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可以用作輸入口。作為輸入口，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出電流（IIL）。</p><p>　　P2口在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如MOVX ＠ DPTR）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在這種情況下，P2口使用強大的內(nèi)部上拉電阻功能當輸

42、出1時。當利用8位地址線訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時（例MOVX ＠R1），P2口輸出特殊功能寄存器的內(nèi)容。</p><p>　　當Flash編程或校驗時，P2口同時接收高8位地址和一些控制信號。</p><p>　?、?P3口：P3是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。P3口的輸出緩沖能驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。當向P3口寫1時，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可以用作輸入口。作為輸

43、入口，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出電流（IIL）。</p><p>　　P3口同時具有AT89C51的多種特殊功能，具體如下表3-1所示。</p><p>　　表4-1 P3口的第二功能</p><p>　?、?RST:復(fù)位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。</p><p>　　⑻

44、 ALE/:當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許是一輸出脈沖，用以鎖存地址的低8位字節(jié)。當在Flash編程時還可以作為編程脈沖輸出（）。</p><p>　　一般情況下，ALE是以晶振頻率的1/6輸出，可以用作外部時鐘或定時目的。但也要注意，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。</p><p>　?、?：程序存儲允許時外部程序存儲器的讀選通信號。當AT89C52執(zhí)行外部程序存儲器的指

45、令時，每個機器周期兩次有效，除了當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過兩個信號。</p><p>　　⑽ /VPP:外部訪問允許。為了使單片機能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲器從0000H到FFFH單元的指令，必須同GND相連接。需要主要的是，如果加密位1被編程，復(fù)位時EA端會自動內(nèi)部鎖存。</p><p>　　當執(zhí)行內(nèi)部編程指令時，應(yīng)該接到VCC端。</p><p>　?、?X

46、TAL1：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時鐘電路的輸入端。</p><p>　?、?XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　4.4 8255并行口芯片基本組成及工作原理</p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇

47、，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。8255作為主機與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分。　</p><p>　　圖4-8 8255芯片管腳圖</p><p>　　4.4.1 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p>&

48、lt;p>　?、?數(shù)據(jù)總線緩沖器：這是一個雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，它是8255A與微機系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。輸入輸?shù)臄?shù)據(jù)、CPU輸出的控制字以及CPU輸入的狀態(tài)信息都是通過這個緩沖器傳送的。</p><p>　?、?三個端口A，B和C：A端口包含一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。B端口包含一個8位數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。C端口包含一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器及緩

49、沖器，一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器（輸入沒有鎖存器）。</p><p>　?、?A組和B組控制電路：這是兩組根據(jù)CPU輸出的控制字控制8255工作方式的電路，它們對于CPU而言，共用一個端口地址相同的控制字寄存器，接收CPU輸出的一字節(jié)方式控制字或?qū)口按位復(fù)位字命令。方式控制字的高5位決定A組工作方式，低3位決定B組的工作方式。對C口按位復(fù)位命令字可對C口的每一位實現(xiàn)置位或復(fù)位。A組控制電路控制A口和C口上半部，B組

50、控制電路控制B口和C口下半部。</p><p>　?、?讀寫控制邏輯：用來控制把CPU輸出的控制字或數(shù)據(jù)送至相應(yīng)端口，也由它來控制把狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的端口送到CPU。</p><p>　　4.4.2 8255的工作方式</p><p>　　8255有三種工作方式：方式0—基本輸入輸出方式；方式1—選通輸入輸出方式；方式2—雙向選通輸入輸出方式。</

51、p><p>　　8255只有一個控制寄存器可以寫入兩個控制字：一個為方式選擇控制字，決定8255的端口工作方式；另一個為C口按位置位/復(fù)位控制字，控制C口某一位的狀態(tài)。這兩個控制字共用一個地址，具體控制如下表</p><p>　　表4-2 8255A方式控制字</p><p>　　表4-3 C口按位置位/復(fù)位控制字表</p><p>　　4.2.

52、3 8255與系統(tǒng)連接</p><p>　　8255PA口和ADC0809連接，作為ADC0809數(shù)字量的輸入通道，數(shù)據(jù)輸出口D0-D7和單片機的P0口連接，PB口和顯示電路LED連接，顯示模擬量的大小。</p><p>　　圖4-9 8255和系統(tǒng)連接及顯示電路</p><p>　　4.5 LED顯示部分接線及工作原理</p><p>

53、　　4.5.1 LED顯示工作原理</p><p>　　現(xiàn)在一般把顯示圖形或文字的LED顯示屏成為圖文屏，其實LED圖文顯示屏并沒有一個公認的嚴格的定義，這里所謂的圖形，是由單色固定亮度的點陣線條組成的任意圖形，其中LED點陣發(fā)光器件或發(fā)光或熄滅，即只有這兩種狀態(tài)。單個LED數(shù)碼管又叫七段數(shù)碼管，分為共陰極和共陽級兩種，多位七段LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)利用人的視覺延遲的特點，采用掃描的方式驅(qū)動多位七段LED數(shù)碼管，

54、節(jié)省驅(qū)動電路，降低功耗。保證一定的掃描循環(huán)頻率，得到較好的顯示質(zhì)量。各位七段LED數(shù)碼管公用一個段驅(qū)動器、一個段碼鎖存器，為段驅(qū)動器提供邏輯輸入。每位七段LED數(shù)碼管的公共端連接一個位驅(qū)動器，控制各位數(shù)碼管的點亮。位驅(qū)動器由一個位碼鎖存器提供。</p><p>　　單片機系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管LED(Light Emitting Diode)、顯示器、液晶LCD(Liquid Crystal Displ

55、ay)顯示器、CRT顯示器等。LED、LCD顯示器有兩種顯示結(jié)構(gòu)：段顯示（7段、米字型等）和點陣顯示（5×8、8×8點陣等）。 </p><p>　　圖4-10 數(shù)碼管原理圖</p><p>　　使用LED顯示器時，要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或字符，必須對數(shù)字或字符進行編碼。七段數(shù)碼管加上一個小數(shù)點，共計8段。因此為LED顯示器提供的編碼正好是一個字節(jié)。

56、</p><p>　　本實驗采用的是共陽接法，共陽數(shù)碼管碼編碼如下：</p><p>　　0-9：0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90</p><p>　　F：0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e</p><p>　　4.5.2 LED顯示部分接線</

57、p><p>　　LED數(shù)碼管采用共陽極接法，段選端由8255的PA口控制，位選由P1.0、P1.1決定。采用NPN的三極管作為數(shù)碼管的驅(qū)動放大電路，詳圖如4-9。</p><p><b>　　4.6 總體電路圖</b></p><p>　　圖4-11 總體電路圖</p><p>　　5 軟件設(shè)計流程及描述</p>

58、;<p>　　5.1 主程序設(shè)計思路</p><p>　　圖5-1主程序設(shè)計思路</p><p>　　5.2 部分程序設(shè)計流程圖</p><p>　　5.2.1 8253程序流程圖</p><p>　　圖5-2 8253程序流程圖</p><p>　　5.2.2 8255程序流程圖</p&g

59、t;<p>　　圖5-3 8255程序流程圖</p><p>　　5.2.3 數(shù)據(jù)處理流程圖</p><p>　　圖5-4數(shù)據(jù)處理流程圖</p><p>　　5.2.4 LED顯示流程圖</p><p>　　圖5-5 LED顯示流程圖</p><p>　　5.3 匯編語言程序清單</p>

60、<p>　　ORG 000H ；8253三個CLK頻率均為0.5MH ，計數(shù)器0工作方式</p><p>　　AJMP START ；為頻率發(fā)生器，每510us產(chǎn)生一個負脈沖</p><p>　　ORG 0003H</p><p>　　JMP E8255</p><p>　　ORG 0030H</p

61、><p>　　START: MOV DPTR，F(xiàn)FFFH ；(8253控制器地址） </p><p>　　MOV A，14H ；計數(shù)器0，低8位單字節(jié)計數(shù)，方式2，二進制數(shù)</p><p>　　OUT @DPTR， A ；控制字寫入控制寄存器</p><p>　　MOV DPTR，E6FFH ；計數(shù)器0地址<

62、/p><p>　　MOV A，F(xiàn)FH ；計數(shù)器0的計數(shù)初值</p><p>　　OUT @DPTR， A ；計數(shù)值寫入計數(shù)器0</p><p>　　INTTUR:STEB ITO ；選擇邊沿觸發(fā)方式</p><p>　　SETB EA ；CPU開中斷</p><p&g

63、t;　　SETB EX0 ；允許外部中斷0中斷</p><p>　　HERE:SJMP HERE ；等待中斷</p><p>　?。粩?shù)據(jù)處理程序乘法數(shù)據(jù)處理程序，得到數(shù)字量的標度變換 </p><p>　?。怀ㄌ幚沓绦?，分離標度變換值的高位和地位</p><p>　　ORG 0100H</p><p&

64、gt;　　DATA PROCE: MOV B，5H ； </p><p><b>　　MOV A，R0</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　MOV B，100</p><p><b>　　MUL AB</b></p&g

65、t;<p><b>　　MOV R6，B</b></p><p><b>　　MOV R5，A</b></p><p>　　MOV R4，F(xiàn)FH</p><p>　　DV: MOV R7，#08H ；移位次數(shù)裝入R7</p><p>　　SO: CL

66、R C ；清C</p><p>　　MOV A， R5 ；被除數(shù)低位存入A</p><p>　　RLC A ；連同進位位循環(huán)左移1位</p><p>　　MOV R5，A ；左移后回存A</p><p>　　MOV A， R6

67、 ；被除數(shù)高位存A</p><p>　　RLC A ；連同進位位循環(huán)左移，被除數(shù)R6R5整數(shù)左移1位</p><p>　　MOV 07H，C ；保留最高位</p><p>　　CLR C ；清進位標志</p><p>　　SUBB A，R4

68、 ；余數(shù)高位減去除數(shù)</p><p>　　JB 07H，SI ；最高位為1轉(zhuǎn)S1</p><p>　　JNC SI ；沒有借位轉(zhuǎn)S1</p><p>　　ADD A，R4 ；產(chǎn)生借位，恢復(fù)余數(shù)</p><p>　　SJMP S2

69、 ；轉(zhuǎn)S2</p><p>　　S1： INC R5 ；產(chǎn)生商</p><p>　　S2： MOV R6，A ；保留余數(shù)高位</p><p>　　DJNZ R7，S0 ；循環(huán)</p><p>　　AJMP LEDSHOW</

70、p><p>　　ORG 0200H ；用兩位七段數(shù)碼管顯示采集量</p><p>　　LEDSHOW: SETB P0.7 </p><p>　　MOV R2，F(xiàn)EH</p><p><b>　　MOV A，R2</b></p><p>　　MOV DPTR，#TAB

71、</p><p>　　LOPO: MOV P1，A</p><p>　　MOV A，R6 ；取出數(shù)據(jù)</p><p>　　MOVC A， @A+DPTR ；取出字型碼</p><p>　　MOV DPTR，F(xiàn)AFFH ；取8255B口地址</p><p>　

72、　MOV @DPTR，A；將字型碼從B口輸出顯示 </p><p>　　ACALL D1MS；調(diào)用延時程序</p><p><b>　　MOV A，R2</b></p><p>　　JB P1.1，LP1</p><p><b>　　RL A</b>&l

73、t;/p><p>　　MOV R2，A</p><p>　　AJMP LP0</p><p><b>　　LP1: RET</b></p><p>　　TAB： DB C0H，F(xiàn)9H, A4H，B0H，99H，92H</p><p>　　DB 82H，F(xiàn)8H，80H

74、，90H，88H，83H</p><p>　　DB C6H，A1H，86H，8EH</p><p>　　D1MS: MOV 7，#02H</p><p>　　DL: MOV R6，#0FFH</p><p>　　DL1: DJNZ R6，DL1</p><p>　　DJNZ R7

75、，DL</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　ORG 0260H ；中斷處理程序，將PA口數(shù)據(jù)讀入單片機</p><p>　　E8255: MOV DPTR，#FEFF ；寫方式控制字（PA口方式0輸入，PB口方式</p><p><b>　??；0輸出）<

76、/b></p><p>　　MOV A，#98H</p><p>　　MOVX @DPTR， A</p><p>　　MOV DPTR，#F8FF ；PA口地址</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；PA口內(nèi)容讀入累加器A</p><p>　　MOV R0 A ；累加器A

77、內(nèi)容暫存寄存器R0</p><p>　　RETI ；中斷返回</p><p><b>　　5.4 仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　圖5-6 仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　6 課程設(shè)計體會</b></p><p&g

78、t;　　從這次課設(shè)中，我充分利用了計算機控制技術(shù)的原理，也逐步了解了機控知識，在課程設(shè)計中，學會了簡單應(yīng)用。這個階段也許就是學習的初級階段，最重要的是在枯燥中發(fā)現(xiàn)新奇，逐漸獲得興趣。學習的動力大部分來自信心，剛開始的時候不知道該怎么做，查了大量的芯片資料和相關(guān)課本知識，在設(shè)計過程中也加深了知識的理解，并且在摸索之中設(shè)計出原理圖。在程序編寫上，剛開始也不知道怎么下手，也查了8086的編程方法并且靈活運動到單片機89C51中，一邊編程一邊思

79、考，終于把程序編完整了。從中，我體會到抱以極大的信心，耐得住寂寞，并且持之以恒，對學習、工作有著巨大的意義的。</p><p>　　在設(shè)計過程中，我也充分感受到了團隊合作力量的強大，一個人想出了方案但可能不完美，相互補充就保證了電路原理圖的嚴謹和完美。我們各人之間好好的配合，分工合作，設(shè)計過程沒有一團亂麻。更為可貴的是，我們彼此鼓勵，同舟共濟地處理每個問題。因此加強團隊合作精神，對工作有著重要意義。通過討論與實踐

80、，我們加強對電子器件的了解。也增加了對電子設(shè)計的興趣，對電子應(yīng)用感到好奇?？傊?，我們做到理論聯(lián)系實際，學過了計算機控制技術(shù)這門課程，而此次課程設(shè)計恰恰提供了一個好機會，讓我們從實踐中加深了對所學知識的理解。因此這次課程設(shè)計收益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 顧德英. 計算機控制技術(shù)（第二版）.北京郵電大學出版社,20