微机课程设计之数据采集系统

微机原理及接口技术课程设计书

学院：信息与通信工程学院

专业：测控技术与仪器

班级：xxx

学号：xxx

姓名：xxx

指导教师：xxx

目录

1、摘要 ........... 错误！未定义书签。

2、总体方案设计 (2)

2.1设计目的 (2)

2.2设计任务与要求 (2)

2.3设计方案..... 错误！未定义书签。

3、硬件原理图设计设计 (3)

3.1总设计图说明 (3)

3.2各子硬件图说明 (4)

3.2.1原理图所用芯片介绍 (4)

3.2.2各子硬件电路说明 (9)

4、程序设计 (13)

4.1程序流程图 (14)

4.2程序设计说明 (14)

5、课程设计收获与心得体会错误！未定义书签。

6、参考文献 (18)

7、附录 (19)

一、摘要

本次课程设计，主要是了解可编程外围芯片8255的工作原理，以及学会对ADC0809和8255芯片的应用和设计技术。对微型计算机基本的系统结构、对微型计算机硬软件的工作原理有个整体的认识。

学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。

二、总体设计方案

2.1设计目的

1)进一步建立微机系统的概念，加深对系统的理解和认识，培养学生应用微型计算机解决实际问题的能力；

2)进一步学习和掌握汇编语言程序的编写和应用的方法，通过较大规模程序的编写，提高编写汇编语言程序的水平和学习程序调试方法。

3)进一步熟悉微机最小系统的构成及常用接口芯片的使用，提高系统设计的能力。

2.2设计任务和要求

设计内容：以8088cpu为核心设计一个采集系统，系统可以实现一路模拟电压信号进行采集，已知该电压信号的电压范围是0~255mv，选用adc0809作为AD转换器，系统中有三位ＬＥＤ显示器显示所采集到电压的毫伏数。

设计要求：1)画出电路原理图，说明工作原理

2)编写一个实现对输入模拟电压进行转换并在LED显示器显示当前采集数据的数字量程序

2.3设计方案

数据采集系统的设计，要求使用微型计算机的最小系统，且具有1路的输入，输入信号在0—255mV,而且采用数码管显示输入（显示10进制的结果）。

因此我们采用以下的设计方案：ADC0809是将各种被测的量转换成为模拟量（电压）作为输入，经过一级放大器的放大，将电压放大至AD转换模块，可以识别的范围，在将AD转换的输出，用数码管显示出来（显示的结果为10进制数），且将AD转换的输出接入到并行接口8255，再将并口的输出接入的系统的总线，也就是对并口8255的相应的输入进行存储。当完成存储之后将会CPU将存储的数据再通过8255显示在数码管上，这个流程一直循环。

三、硬件原理图设计设计

3.1总硬件设计图说明

本设计以8088为核心，以存储器、总线、接口电路、外设为要素构成了一个最小系统。其中存储器用到了2764和6264芯片，2764是EPRAM，用来存储数据。6264是ROM芯片，用来存储程序。接口电路采用8255芯片，这时一个可编程并行接口，采集电压信号采用了ADC0809，这是一个逐位逼近型8位单片A/D转换芯片，8088的三大总线利用8282锁存器锁存信号，外设是三个数码管电路，显示电压信号，另外8088与0809的时钟信号由8282来提供。总硬件设计图见附录。

3.2各子硬件图说明

①首先介绍原理图所用到的芯片：

（1）、8088

8088是一个Intel以8086为基础的微处理器，拥有16位元暂存器和8位元外部资料总线。引脚功能略

（2）、8255

8255是一个可编程并行接口芯片，管脚如图

1、8255 的主要引脚功能

CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输.

RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU

从8255读取信息或数据。

WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。

A0,A1:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.

（3）、ADC0809

ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D转换器。

1、主要引脚功能：

ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

START： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。EOC：A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。

OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

2、ADC0809的工作过程

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。转换数据的传送 A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。

(4)、8282

图3_4是地址锁存器8282芯片的管脚功能和真值表。8282有8位信号输入管脚DI7～DI0和8位三态信号输出管脚DO7～DO0； OE#为输出允许信号，低电平有效；STB是锁存信号。下降沿有效。

（5）、8284

时钟发生器8284是为8086/8088设计的时钟发生器/驱动器。在8284中，除具有时钟信号产生电路外，还有RESET复位信号和READY 准备就绪信号同步控制电路。这些电路分别向8086/8088系统提供时钟信号CLK，以及被CLK同步的复位信号RESET和准备就绪信号