1.题义分析及解决方案
设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然后转换为照度（单位是勒克斯）显示在LED上；
校准照度测量器：在一定的光强度下，产生200数字量的电压，以此对应关系（照度—电压）将其它光强度转换为勒克斯值，显示在LED上。
1.1题义需求分析
1.1.1 光照强度测量仪的概念
通过使用某测量仪来测量某光照的强度，这种仪器就称为光照强度测量仪。仪器使用时先将某待测光源直接照射在测量仪的光照接收口（实验中为光敏电阻表面），然后在测量仪的可视化界面（实验中为LED）中观察结果值。
光照强度的国际单位（SI）为勒克斯，又称米烛光。1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯。可以标作勒［克斯］，简称勒。英为lux，简作lx。勒克斯是引出单位，由流明(lm)引出。流明则由标准单位烛光(cd)引出。
1.1.2光照强度测量仪的工作原理
测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出，供用户查看结果。
1.1.3从计算机角度解决问题
计算机通过PCI线与实验箱上的ES-PCI模块相连，充分利用实验箱上的各个模块完成，有：A3(片选)、B2(时钟)、B4(8255)、D3(光敏电阻)、G4(ADC0809)、G5(LED)以及ES-PCI。通过导线正确连接好电路。使用时光源直接照射在光敏电阻表面，结果（光照强度）显示在LED上。
1.1.4根据设计内容要求可知：
光敏电阻的特性：光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。
根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。将模拟电压通过AD转化器转换为数字电压，以便于计算机处理。然后再将数字电压转换成光照度。
使用STAR ES598PCI单板开发机设计一个应用接口芯片作为八个七段LED 数码管的输入口，接口可以使用8255A或8279。
编写程序实现八个LED数码管显示光照度值，该值为（根据采样得到的模拟电压转换得到的）数字电压对应的光照强度。
1.2.解决问题方法及思路
1.2.1硬件部分
程序设计中用到的硬件是光敏电阻、ADC0809、8255A和七段LED数码管。
提出问题：
为什么接口使用8255A而不是8279；
为什么显示装置使用LED七段数码管而不是LCD；
为什么选用光敏电阻；
为什么选用ADC0809。
解决问题：
1.2.1.1接口芯片选用8255A而不是8279是由于8255A在本程序中使用软件控制很容易实现且不需要用到小键盘，具体如表1所示。
示。
表2 LED与LCD比较表
性关系，得到的模拟电压也成线性关系。
1.2.1.4本实验选用的模数转换器是ADC0809。由于本实验的精度要求不是很高，ADC0809的转换精度和转换时间也都不是很高，但其性能价格比有明显的优势，是目前应用比较广泛的芯片之一，足以满足本次实验需求。
1.2.2软件部分
根据题义要求，接口采用的是芯片8255A，A、B口输出，C口输入。将A 口设置为段选，B口设置为位选，且A、B口均工作在方式0。用软件编程实现从C口读入信息，通过8个LED数码管循环显示光照强度（实际应用中只用到3个）。
2.硬件设计
2.1.选择芯片8255A
2.1.1芯片8255A在本设计中的作用
芯片8255A通过数据口从CPU接受转换得到的光照度数据，通过B口输出作为位选，实现LED数码管的动态显示，通过A口将数值输出到LED数码管。
2.1.2芯片8255A的功能分析
2.1.2.1 8255引脚图
8255是可编程并行接口，内部有3个相互独立的8位数据端口，即A口、B 口和C口。三个端口都可以作为输入端口或输出端口。A口有三种工作方式：即方式0、方式1和方式2，而B口只能工作在方式0或方式1下，而C口通常作
为联络信号使用。8255的工作只有当片选CS有效时才能进行,而控制逻辑端口实现对其他端口的控制。
2.1.2.2 CPU接口（数据总线缓冲器和读/写控制逻辑）
数据总线缓冲器:
这是一个8位双向三态缓冲器，三态是由读/写控制逻辑控制的。这个缓冲器是8255A与CPU数据总线的接口。所有数据的输入/输出，以及CPU用输出指令向8255A发出的控制字和用输入指令从8255A读入的外设状态信息，都是通过这个缓冲器传递的。
读/写控制逻辑:
它与CPU的6根控制线相连，控制8255A内部的各种操作。控制线RESET 用来使8255A复位。和地址线A1及A0用于芯片选择和通道寻址。控制线和用来决定8位内部和外部数据总线上信息传送的方向，即控制把CPU的控制命令或输出的数据送到相应的通道，或把状态信息或输入数据送到CPU。8255A的读/写控制逻辑的作用，是从CPU的地址和控制总线上接受输入的信号，转变成各种命令送到A组或B组控制电路进行相应的操作。
2.1.2.3 8255A的引脚信号
与外设相连的
PA7~PA0：A口数据信号线。
PB7~PB0：B口数据信号线。
PC7~PC0：C口数据信号线。
与CPU相连的
RESET：复位信号。当此信号来时，所有寄存器都被清除。同时三个数据端口被自动置为输入端口。
D7~D0：它们是8255A的数据线和系统总线相连。
CS:片选信号。在系统中，一般根据全部接口芯片来分配若于低位地址（比如A5、A4、A3）组成各种芯片选择码，当这几位地址组成某一个低电平，于8255A 被选中。只有当有效时，读信号写才对8255进行读写。
RD：读信号。当此信号有效时，CPU可从8255A中读取数据。
WR：写信号。当此信号有效时，CPU可向8255A中写入数据。
A1、A0：端口选择信号。8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，共4个端口。规定当A1、A0：为00时，选中A端口；为01时，选中B端口；为10时，选中C端口；为11时，选中控制口。
8255的基本操作如下表3所示。表3 8255的基本操作
