本课程设计旨在通过微机原理实现对多个温度点的数据采集,培养学生在嵌入式系统开发中的硬件接口编程与软件算法优化能力。
【微机原理课程设计——多路温度采集系统】
在学习微机原理的过程中,进行课程设计是将理论知识转化为实际操作技能的重要环节。本项目“多路温度采集系统”基于8088单片机,旨在让学生熟悉微机系统的硬件设计、IO扩展、模拟电路设计、AD芯片应用以及汇编语言编程与调试。通过这个项目的实施,学生可以深入理解8088微处理器,并掌握温度采集和显示的基本原理。
**设计内容与要求**
1. **系统设计**:该系统的核心是一个能够收集多个温度点并将其显示在三位LED显示器上的装置。其中,8088 CPU作为主要的处理单元,负责数据采集及信息展示。
2. **工作原理**
- **温度传感器**:采用AD590这种两端式电流源型温度敏感器件,其输出电流与绝对温度成正比关系。经过运算放大器放大后的信号被送入ADC转换器中进行进一步的处理。
- **AD转换**:使用8位逐次逼近式的ADC0809芯片将模拟信号转化为数字量。随着环境温度的变化,该转化过程生成的数据也会随之变化,并在LED显示器上显示相应的温度值。
- **并行接口**:通过8255A并行接口控制整个AD转换流程、读取转换结果并将数据传送到LED显示屏中进行展示。
**硬件组件与功能**
- **8088 CPU**:作为系统的核心处理器,执行程序指令,并负责管理系统的数据交换。
- **ADC0809**:一个具有八个通道的模数转换器,用于将模拟温度信号转变为数字格式。
- **8255A**:并行接口芯片,在AD转换控制、读取结果及向LED显示器输出显示信息方面发挥关键作用。
- **AD590**:一种能够把环境中的热能转化为电流信号的温度传感器。
- **74LS138译码器和74LS273段码锁存器**:用于地址解码以及数据存储。
- **DM7407N与8282锁存器**:负责提供必要的缓冲及锁定功能,确保信号传输的稳定性。
- **晶振**:为整个系统供应稳定的时钟频率以保证系统的正常运行。
- **运算放大器**:增强AD590传感器输出电流信号强度,使其符合ADC转换要求。
- **数码管**:用于展示采集到的数据(温度值)。
- **电容和电阻元件**:实现电路中的滤波与匹配功能。
**工作流程**
1. 温度传感器AD590感应环境变化并产生相应的电信号输出;
2. 该电流信号经过放大器处理后进入ADC0809进行模数转换;
3. CPU通过8255A启动上述过程,并在完成后读取生成的数据结果;
4. 数据经由B端口从8255A传输至LED显示器,显示出当前的温度值。
5. 根据获取的信息更新显示内容并重复整个采集-展示循环。
本课程设计不仅提升了学生的硬件开发技能,还进一步强化了他们在汇编语言编程及系统调试方面的专业能力。通过这样的实践操作,学生能够将理论知识与实际工程应用紧密结合在一起,并提高了解决问题和创新的能力。