微机原理与接口技术课程设计
题
学生姓名： 专 业：__________ 学 号： 系 别：_________ 指导老师： 日 期：
一、课程目的
1、 加深对微机原理与接口技术课程内容的理解，增强综合运用课程知识的能力和编程能力，加深软、硬件应用的综合能力，在微机应用系统软、硬件开发中有初步的能力。
2、 把课堂实验中分布学到的知识，在课程设计中综合加以应用,进而加深理解、不断巩固、努力创新。通过学习查找、运用设计资料,完成工程所必备的基本训练,提高分析问题、解决问题的能力,养成良好的学习习惯、严谨的工作作风。
二、课程设备
微机，微机接口实验箱，示波器，三用表等。
三、课程设计内容及要求
用中断法实现数字电压表和数字秒表的综合设计
8255 PC口外接四位数码管和K7、K6两位开关，当k7=1时系统运行，k7=0时系统停止运行；系统运行时分两种情况：
1. 当K6=1时，8254作为秒发生器，其OUT作为中断请求信号，秒表时间在数码管显示。
2. 当K6=0时，用中断法，将ADC 0809通道0外接0 ~ 5V电压，连续转换采集10次成数字量后，用均值滤波算法得到的平均值，在CRT的输出窗口，以小数点后两位（几十毫伏）的精度，显示其模拟电压的十进值。并且当： (1) 当0V ＜ ADJ ≤1V时，数码管显示“1”； LED单元的D7～D0单灯左跳； (2) 当1V ＜ ADJ ≤2V时，数码管显示“2” ，LED单元的D7～D0双灯右跳； (3) 当2V ＜ ADJ ≤3V时，数码管显示“3” ，LED单元的D7～D0向左渐亮； (4) 当3V ＜ ADJ ≤4V时，数码管显示“4” ，LED单元的D7～D0向右渐灭； (5) 当4V ＜ ADJ ≤5V时，数码管显示“5” ， LED单元的D7～D0 闪动显示A/D值。
ADC 0809 的CLK 脉冲为1MHZ，ADC 0809的EOC信号，用作8259中断请求信号。8254作为秒发生器，它的CLK 脉冲为1MHZ，工作方式自行确定，其OUT作为秒中断请求信号。 要有较好的人机对话界面；控制程序的运行。
四、硬件系统设计
因采用了PC机和微机实验箱, 硬件电路设计相对比较简单, 主要利用微机实验箱上的8255并行口、ADC 0809、七段LED数码管单元、8254定时/计数器、电位器等单元电路, 就构成了数字电压表和数字秒表, 硬件电原理框图1-1所示。
2
3
4
XD0-D7
D0-D7 RD WR A0 A1 CS D0-D7 RD WR ADDA ADDB ADDC
PB0-PB7
1 2 3 4 5 6 7 8
DPY a a b c f b g d e e c d f dp g dp
1 2 3 4 5 6 7 8
DPY a a b c f b g d e e c d f dp g dp
1 2 3 4 5 6 7 8
DPY a a b c f b g d e e c d f dp g dp
1 2 3 4 5 6 7 8
DPY a a b c f b g d e e c d f dp g dp
8255
PC0-PC3 PC7 PC6
PC
0
PC1 K7
PC2
PC3 1K K6 1K
+5V
+5V IN 0
10K PA0 1MHZ MIR7 1K 1K 1K PA1 D0 D1 PA7
0809
CLK EOC
D7
CS D0-D7 CLK 0 OUT 0 1MHZ
RDWR A0 A1 CS
8254
CLK 1 GATE 1 +5V
OUT 1
MIR6
图 1-1 电路原理框图(1) 根据课设内容的要求,设计完成该任务的所需硬件系统框图；
控 制 面 板2
LED 显示模块
计数器
A/D 转换模块3
中断请求与响应4
外部电压
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。
(2) 根据硬件系统框图, 细化成电原理图；
1、并行接口8255A
8255A是一个40引脚的双列直插式并行接口芯片。
8255芯片内部有3个8位的输入输出端口，即A口，B口和C口。从内
部控制角度来讲，可分为两组：A组和B组；A组控制模块管理
口的高四位，B组控制模块管理B口和C口的第四位。
A口和C
1.0 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
1.1 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
1.2 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
本设计中使用8255端口A输出LED数码管的位选信号和端口B输出段码信号
2、A/D转换器0809
ADC0809是双列直插式8位A/D转换芯片，具有8路模拟量输入线，可在程序控制下对任意一路进行A/D转换，得到8位二进制数字量。
ADC0809包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，并提供一个8通道的 模拟多路开关和联合寻址逻辑。用它可以直接输入8个单端的模拟信号，分时进行A/D转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。
2.0 主要特性
1) 8路输入通道，8位A／D转换器，即分辨率为8位。 2) 具有转换起停控制端。 3) 转换时间为100μs 4) 单个＋5V电源供电
5) 模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。 6) 工作温度范围为-40～＋85摄氏度 7) 低功耗，约15mW。
本设计中电压模拟量从ADC0809的IN0端输入。
图2-1 ADC0809引脚图
3、定时计时/计数器8254
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.
3.1 8254芯片主要由四部分组成： 1.数据总线缓冲器； 2.读写逻辑； 3.3.控制字寄存器； 4.4.计数器； 3.2 8254的工作方式：
方式0：计数到0结束输出正跃变信号方式； 方式1：硬件可重触发单稳方式； 方式2：频率发生器方式； 方式3：方波发生器； 方式4：软件触发选通方式； 方式5：硬件触发选通方式。
图3-1 定时计时/计数器8254引脚图
4、七段LED数码管单元
LED数码管是由发光二级管显示字段组成的显示器，有8段和“米”字段之分，这种显示器有共阳级和共阴极两种。所谓共阳方式是指笔画显示器各段发光管的阳极（即P区）是公共的，而阴极互相隔离。所谓共阴方式是笔画显示器各段发光管的阴极（即N区）是公共的，而阳极是互相隔离的。 本设计用2位8段LED数码管分别显示电压值（电位器模拟电压）的十位和个位部分。