1、 信息科学与工程学院 自动化系 课程设计报告 课程名称： 微机原理及应用课程设计 班 级： 自动化 1003 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 二一三年元月八日 应用应用 8255A8255A 和和 8 8 位位 A/DA/D 变换器实现多路数据的采集变换器实现多路数据的采集 一、设计目的一、设计目的 巩固“微机原理”课程学过的知识，加强理论与实践的联系。通过本课 程设计，初步了解微机系统的硬件设备，学会 8086 系列编程指令的基本功能。 二、设计任务二、设计任务 采用 8086 系列 CPU 构建控制系统， 在 IBM PC 系统机的扩充槽上， 利用 8255A 和 8 位 ADC080
2、9 模数变换器实现数据采集系统， 并编写程序完成多路数据的采集 工作。 三、设计要求三、设计要求 （1）系统的基本原理及画出硬件原理图，并加以说明。 （2）画出程序流程图。 （3）编写应用程序，并注释。 （4）A/D 变换器通过 8255A 与计算机总线相连，完成数据的读取；系统中 通过 8259A 可编程中断控制器，向 8086 申请中断。 四、四、系统总体设计框架系统总体设计框架 本设计采用 AD 转换器 ADC0809, 把外界模拟信号转换为数字信号，通过并 行接口 8255 连接到 IBMPC 扩展槽。从键盘输入数码选择 A/D 转换的通道，从 显示器上得到转换成的数字量。 8255
3、PCI 扩展槽 计 算 机 系 统 显示器 ADC0809 五、相关工作原理说明五、相关工作原理说明 1、A/D 转换的原理转换的原理 在我们所测控的信号中均是连续变化的物理量， 通常需要用计算机对这些信 号进行处理，则需要将其转换成数字量，A/D 转换器就是为了将连续变化的模拟 量转换成计算机能接受的数字量。 根据 A/D 转换器的工作原理， 常用的 A/D 转换器可分为两种， 双积分式 A/D 转换器和逐次逼近式 A/D 转换器。 （1）双积分 A/D 转换器工作原理 双积分 A/D 转换器由电子开关，积分器，比较器，计数器和控制逻辑等部 分组成，所谓双积分就是进行一次 A/D 转换需要两
4、次积分。双积分 A/D 转换器 采用间接测量的方法，它将被测电压转换成时间常数 T，输入电压越大反向积分 时间越长，用高频标准脉冲计数测此时间，即可得到相应于输入电压的数字量。 特点：可以有效的消除干扰和电源噪声，转换精度高，但是转换速度慢。 （2）逐次逼近型 A/D 转换器 逐次逼近型 A/D 转换器由 D/A 转换环节，比较环节和控制逻辑等几部分组 成。图示是逐次逼近型 A/D 转换器的电路原理图，其转换原理为：A/D 转换器 将一待转换的模拟输入电压 Ui与一个预先设定的电压 Ui （预定的电压由逐次逼 近型 A/D 转换器中的 D/A 输出获得）电压相比较，根据预设的电压 Ui是大于还
5、 是小于待转换成的模拟输入电压 Uin来决定当前转换的数字量是 “0” 还是 “1” ， 据此逐位比较，以便使转换结果（相应的数字量）逐渐与模拟输入电压相对应的 数字量接近。 “预设的电压”值的算发如下：使逐次逼近型 A/D 转换器中的 D/A 的各位 二进制数从最高位起依次置 1，每变化一位就得到一个预设的电压 Ui并使之与 待转换的模拟输入电压 Ui进行比较，若模拟输入电压 Ui小于预设的电压 Ui， 则使比较器中相应的位为 0，若模拟输入电压 Ui大于预设的电压 Ui，则使比较 器中相应的输出位为 1，无论哪钟情况，均应继续比较下一位，直到最低位为止， 此时逐次逼近型 A/D 转换器中的
6、 D/A 的数字输入即为对应模拟输入信号的数字 量，将此数字量输出就完成了 A/D 的转换过程。 特点：逐次逼近式的属于直接式 A/D 转换器，转换精度高，速度高，价格 适中，是目前种类最多，应用最广的 A/D 转换器，典型的 8 位模数转换器有 ADC0809。 2.ADC0809 芯片芯片 ADC0809 是逐位逼近型 8 位单片 A/D 转换器件。片内含 8 路模拟开关，可 允许 8 个模拟量输入，最大不可调误差小于1LSB，典型时钟频率为 640kHz， 每通道的转换时间约为 100s。ADC0809 没有内部时钟，必须由外部提供，其 范围为 101280kHz。片内带有三态输出缓冲器，因此可直接与系统总线相连。 它的转换精度和转换时间都不是很高， 但其性价比 有较明显优势。 （1）外部引脚 ADC0809 共有 28 根引脚。如图所示： D0D7：8 位转换结果输出端。三态输出，D7 是最高位，D0 是最低位。 IN0IN7：8 个通道的模拟量输入
