电压采集电路设计
目录
一、设计目的............ -3 -
二、设计内容............ -4 -
三、整体设计方案设计....... -4 -
四、设计任务............ -4 -
五、硬件设计及器件的工作方式选择...-5 -
1、硬件系统设计方框图：........ -5 -
2、中断实现：8259A工作方式选择及初始
化................ -5 -
3、定时功能实现：8253的工作方式及初始
化................ -6 -
4、数码管显示及ADM数据传输：8255的
工作方式及初始化........ -7 -
5、模拟电压转换为数字量：ADC0809的初
始化............... -7 -
6、地址编码实现：74LS138及逻辑器件-7
7、显示功能：数码管显示 ..... -8 -
六、软件设计............. -8 -
1、主程序流程图.......... -8 -
2、中断子程序 .......... -9 -
3、显示子程序 ......... -10 -
4、初始化........... -11 -
8295A初始化流程图..... -11 -
8253初始化流程图 (11)
8255初始化流程图 (11)
5、程序清单及说明....... -12 -
七、本设计实现功能........ -15 -
八、元件清单........... -16 -
九、所遇问题与小结........ -16 -
1、问题与解决........ -16 -
2、小结体会.......... -仃- 附：系统硬件连线图........ -18 -
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；
4、掌握接口电路的综合设计与使用。
二、设计内容
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、ADC080筛中断控制器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旨示，采集完100个数据后停止采集过程。
三、整体设计方案设计
首先模拟电压量通过ADC0809专换为数字量D,定时器8253计时，计时结束后向8259A发出中断请求，CPUP向应中断，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、设计任务
1、选用8088CPI和适当的存储器芯片、接口芯片完成相应的功能
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、硬件设计及器件的工作方式选择
1、硬件系统设计方框图:
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。
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C PU响应中断，发命令给8255,接收ACD0809勺电压信号。所以，只要开通82 59A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。
3 、定时功能实现：8253 的工作方式及初始化
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OUE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。
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f ref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：f ref*N，应远大于
100us，可取为1ms。若取参考频率f ref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，贝U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。
所以，本次设计可选择计数器0，工作方式2，装数N为01F4H。
4 、数码管显示及ADC 的数据传输：825
5 的工作方式及初始化
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,PCO~P C3）.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。
工作方式：PA口接数码管的位选，PB 口接ADC0809的数据线D0~D7, P C 口接数码管的位选，三个接口的工作方式均为方式0。
5、模拟电压转换为数字量：ADC0809 的初始化
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100 卩s。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。
参考电压V+为5V, V-为0V，工作电压为5V。
6、地址编码实现：74LS138 及逻辑器件
74LS138 为3—8 译码器，本设计需要地址选择的器件有 3 个（8259A，