电压采集电路设计

一、设计目的2
二、设计内容2
三、整体设计方案设计2
四、设计任务3
五、硬件设计及器件的工作方式选择3
1、硬件系统设计方框图：3
2、中断实现：8259A工作方式选择及初始化4
3、定时功能实现：8253的工作方式及初始化4
4、数码管显示及ADC的数据传输：8255的工作方式及初始化5
5、模拟电压转换为数字量：ADC0809的初始化5
工作方式：PA口接数码管的位选，PB口接ADC0809的数据线D0~D7，PC口接数码管的位选，三个接口的工作方式均为方式0。
5
8路输入通道，8位A／D转换器，即分辨率为8位。转换时间为100μs。单个＋5V电源供电，模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
主要功能：而在本设计中，8259的主要作用是当8253延时完毕之后，让CPU响应中断，发命令给8255，接收ACD0809的电压信号。所以，只要开通8259A的一路中断（本设计开通了IR0）即可。
工作方式选择：单片8259AA,上升沿有效,初始化时写入,IR0~IR7的中断号为08H~0FH,一般全嵌套，费缓冲方式1，正常中断结束，CPU为8088,允许IR0中断，非循环优化级方式，L2~L0无效，不设置EOI命令。
6、地址编码实现：74LS138及逻辑器件6
7、显示功能：数码管显示6
六、软件设计7
1、主程序流程图7
Fra Baidu bibliotek2、中断子程序7
3、显示子程序8
4、初始化9
8295A初始化流程图9
8253初始化流程图9
8255初始化流程图9
5、程序清单及说明10
七、本设计实现功能13
八、元件清单14
九、所遇问题与小结14
1、问题与解决14
2、小结体会15
附：系统硬件连线图16
一、设计目的
1、了解和掌握74LS138、8253、8255A、ADC0809等可编程接口芯片、中断控制器8259以及LED显示器的原理和功能；
2、能用上面的接口芯片构建一个简单的系统控制对象；
3、进一步了解计算机得工作原理，接口技术，提高计算机硬件，软件综合应用能力，即对微机原理，接口技术，汇编语言程序设计进行综合训练；
3
芯片简要介绍：8253内部有三个计数器，分别成为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。
4、掌握接口电路的综合设计与使用。
二、
利用《微型计算机原理课程》中所学的主要可编程接口芯片74LS138、8253、8255A、ADC0809和中断控制器8259设计一个模拟电压采集电路。采用ADC0809设计一个单通道模拟电压采集电路，要求对所接通道变化的模拟电压值进行采集，采集来的数字量送至数码管LED指示，采集完100个数据后停止采集过程。
三
首先模拟电压量通过ADC0809转换为数字量D，定时器8253计时，计时结束后向8259A发出中断请求，CPU响应中断，接受8255的数据量D，并进行运算。当进行了100次数据采集之后，将平均电压通过8255送到数码管显示。通过编码器，对器件进行地址选择。
四
1、选用8088CPU和适当的存储器芯片、接口芯片完成相应的功能。
所以，本次设计可选择计数器0，工作方式2，装数N为01F4H。
4
芯片简要介绍：8255是一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口。具有24个可编程设置的I/O口,即使3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3).A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定。
频率选择与计算：8253的最高工作频率为2.6MHz，而ADC的最高工作频率为100KHz（100us），所以在选择参考频率fref时，而且考虑到程序运行时的指令的时间，参考与计数器所装的数N的乘积：fref*N，应远大于100us，可取为1ms。若取参考频率fref为：2MHz,则N的取值为：十进制的500（01F4H）。
工作方式选择：工作方式2被称作速率波发生器。进入这种工作方式，OUTi输出高电平，装入计数值n后如果GATE为高电平，则立即开始计数，OUTi保持为高电平不变；待计数值减到“1”和“0”之间，OUTi将输出宽度为一个CLKi周期的负脉冲，计数值为“0”时，自动重新装入计数初值n，实现循环计数，OUTi将输出一定频率的负脉冲序列，其脉冲宽度固定为一个CLKi周期，重复周期为CLKi周期的n倍。所以当每次计数完毕后，OUTi放出一个负脉冲，用于触发中断。并且由于装数N小于FFFFH，所以只要一个计数器即可。
2、画出详细的硬件连接图。
3、画出各程序的详细框图。
4、给出RAM地址分配表及接口电路的端口地址。
5、给出设计思路。
6、给出程序所有清单并加上必要的注释。
7、完成设计说明书。
五、
2
芯片简要介绍：8259A是专门为了对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。