一、课程性质与课程目标

1.1 课程性质

本课程设计是《计算机原理与接口技术》课程的具体应用和实践，其重点在于将理论知识应用于具体的功能实现中。学生通过课程设计，应初步学会利用微机和接口芯片设计应用系统的基本方法；初步掌握微机应用系统中硬件电路的设计方法；掌握利用汇编语言设计和编写应用程序的设计方法；提高调试综合应用程序的能力。通过理论设计和实践操作巩固和加深对理论知识的理解，增强设计微机应用系统和调试应用软件的能力，提高学生的工程素质。

1.2 课程目标

通过本课程的教学，学生应初步具备以下能力：
（1）掌握微机系统的基本原理和相关硬件知识，能够设计满足实际需求的微机系统硬件电路，会搭建硬件电路；
（2）熟练掌握汇编语言的基本知识和技能，并运用于实际微机系统的软件设计中，验证设计的正确性；
（3）能够在设计出满足实际需求的微机系统的基础上，考虑系统在功能上的扩展或性能上的提升，体现创新意识。

二、设计任务及设计要求

2.1 设计任务

题目水库水位监视系统
请为某水库设计水位监视系统，系统要求始终持续监视水位的高低变化，当水位超过一定阈值时开始报警，使用扬声器播放报警音并点亮报警灯，当水位恢复正常后，系统将不再报警。

2.2 设计要求

（1）水位超过最高点90%（E6）时开始报警。可使用滑动变阻器模拟水位信号，使用ADC0809的IN0端监测水位高低。可采用查询法，持续读取水位值，并判断是否超过阈值。
（2）报警时扬声器发出0.5s 500Hz和0.5s 1kHz交替持续变化的声音，并点亮报警灯；当水位降低而低于阈值时报警声停止并警灯熄灭。利用可编程定时器8253产生音频报警信号，地址范围为8004H-8007H。可分别产生500Hz和1kHz频率的信号，并使用0.5s时长信号去选通并控制持续时间。
（3）利用8255控制ADC0809的A/D转换和报警控制。地址范围为8000H-8003H
（4）设计图中应该包含CPU8086、存储器自选、地址译码器74LS138 、ADC0809，8253，8255等完整的连接线路图，图要清晰。

三、系统总体解决方案

3.1 系统框图

3.2 系统总体解决方案描述

本系统主要包含四个部分，分别是CPU8086最小系统、水位模拟、水位数据采集、报警装置。其中，CPU8086采用74HC373作为地址锁存；使用滑动变阻器模拟水位信号；水位数据采集使用ADC0808采样（因ADC0809在Proteus中无法仿真，原理上ADC0809和ADC0808是一样的。），并将数据送到CPU中进行处理；报警装置包括了扬声器和报警灯，通过8255控制报警灯的亮/灭，通过8255控制8253产生方波信号进而驱动扬声器。各模块经74HC138地址译码，并行I/O接口8255控制，可编程计数器8253产生方波，CPU处理数据及控制外设，从而实现了一个实时水库水位监视系统。

四、系统硬件设计方案

4.1 系统总原理图

此系统总原理图分成了八个很小的子模块，但其实主要模块是CPU8086最小系统、地址译码、水位模拟、水位数据采集、报警装置，其他模块支持将各个主模块联系到一起。

4.2 各模块原理图

4.2.1 8086最小系统
本模块实现了8086的一个最小系统，使用了74HC373作为地址锁存器。

4.2.2 地址译码
本模块使用74HC138作为地址译码器，八个输出端口的地址范围分别是：
Y0:8000H、8002H、8004H、8006H
Y1:8001H、8003H、8005H、8007H
Y2:8008H、800AH、800CH、800EH
Y3:8009H、800BH、800DH、800FH
Y4:8010H、8012H、8014H、8016H
Y5:8011H、8013H、8015H、8017H
Y6:8018H、801AH、801CH、801EH
Y7:8019H、801BH、801DH、801FH

4.2.3 并行I/O接口
并行I/O接口采用8255A芯片，其地址范围为8000H、8002H、8004H、8006H；8000H选择A端口，8002H选择B端口，8004H选择C端口，8006H选择控制字寄存器，用于设置端口A、B、C的工作方式。本系统将A口设置为方式0输出模式，B口设置为方式0输入模式，PC7_{4作为输出，PC0}3作为输入。

4.2.4 报警灯
报警灯连接到8255的PC5口，该口在8255中设置为了输出模式，当需要点亮报警灯时，设置PC5口为1即可点亮。加三极管的原因是8255芯片本身输出的电流比较小，如果直接接上发光二极管可能导致发光二极管比较暗，效果不明显，此处加上三极管起到增大电流的作用。

4.2.5 水位模拟
水位模拟使用了一个滑动变阻器，可以调控滑动变阻器的接入值模拟水位的变化。

4.2.6 水位数据采集
水位数据采集使用了ADC0808，为什么没有使用ADC0809的原因是Proteus里面无法实现ADC0809的仿真，原则上两者的工作方式是一致的。将水位模拟器的VIN端接入到ADC0808的IN0，时钟信号接入的是600KHz。软件编程时，先发出启动ADC0808的启动信号（此处对应引脚PA7置1），再撤销启动信号（PA7置0），形成一个启动脉冲，从而达到启动开始转换的目的；然后一直读取EOC引脚（此处对应PC0）观察转换是否完成，如果EOC输出为1，则转换完成，进入下一步，否则，持续读取EOC引脚的值；转换完成后就可以使能OE（输出允许即PC7），进而将转换的数据送到数据总线上以备CPU获取。

4.2.7 方波产生（8253）
使用8253产生方波输出到扬声器，从而发出警报声。8253的地址范围是8008H、800AH、800CH、800EH。8008H是计数器0地址，800AH是计数器1地址，800CH是计数器2地址，800EH是选择控制字寄存器。时钟接入的是50KHz。本系统在程序开头就将三个计数器设置为方式3，计数初值设置为计数器0：C350H、计数器1：0032H、计数器2：0064H，分别产生1Hz、1KHz、500Hz的方波。为实现8255控制的目的，将三个GATE位接到PC4，当PC4输出为1时，启动计数，产生方波；否则，停止计数，不产生方波。

4.2.8 扬声器
将8253产生的方波信号接入到扬声器模块。为了扬声器发出0.5s 500Hz和0.5s 1kHz交替持续变化的声音，接入了一个2输入选通芯片74HC257；计数器0产生的1Hz的方波作为选通信号，计数器1和计数器2产生的1KHz方波和500Hz方波作为输入信号；在1Hz方波为高电平时，接通500Hz信号，在1Hz方波为低电平时，接通1KHz信号；将输出信号经过一个非门后接到三极管，根据三极管的导通与关断使得扬声器工作。
在输入到三极管时接了一个非门的原因是，如不接入，在三个计数器未工作时默认输出为高电平，高电平将会导致图中的OUT接口持续为高电平，那么三极管就会导通，扬声器就会工作，虽然鸣叫声与报警声不同但会影响工作人员的判断；所以接入一个非门，在计数器未工作时，将OUT端口强制置为0，保证扬声器在水位未溢出时不工作。
接入三极管的原因是，扬声器是一个大功率电器，如果直接接入芯片两端，芯片的输出端的电平会被拉低，导致系统无法正常工作，此处加上三极管起到驱动扬声器的作用。

五、系统软件实现

5.1 程序框图

5.2 源代码

见资源：https://download.csdn.net/download/weixin_44410704/19825829

六、系统的实现

6.1 原理图编辑

首先一步一步编辑Proteus原理图，比如先实现8086最小系统与可编程I/O口8255的功能，编辑简单程序加载到CPU里面看程序能否正常运行，调试原理图及程序至满足要求；再一步一步添加其他比如8053，蜂鸣器，报警灯等外设；各模块都要调试至满足题目要求才可，每一步都不能出差错；最后实现整个系统的电路原理图。

6.2 程序编写

在上一步编辑原理图调试简单程序的基础上，将那些简单程序综合到一起，根据程序框图形成完整的代码。

6.3 编译调试

在DOS下编译编写好的程序，获得.exe文件，将该文件加载到Proteus的8086CPU里面。运行仿真，观察各模块是否正常工作；如果存在未正常工作的模块，一定要重新调试该模块直到其正常工作为止；如果不存在未正常工作的模块，则观察系统的功能是否已经实现，效果如何，一直调试至系统功能实现且效果满足要求即可。

基于汇编语言及Proteus仿真的CPU8086水库水位监视系统相关推荐

软件工程：汇编语言和C语言在软件工程的应用，计算机学生必看！
随着科学技术不断发展,软件工程在社会发展中取得了进一步发展,软件工程专业,也在各大学生根发芽,许多大学的专业教学上也取得了良好的进展.汇编语言与C语言作为两种计算机基础语言,在推动软件工程发展等方面具 ...
linux服务器上装r,linux服务器安装R语言及Rstudio server
在linux服务器上使用R语言及Rstudio server cat /etc/redhat-release: 查看服务器系统版本 1. R 程序包获取查看最新版本的下载链接,使用wget获取 wg ...
逆谐波滤波matlab,基于MATLAB仿真的SPWM逆变电路谐波分析及滤波器设计
第 7 卷第 3 期 2010 年 9 月长沙理工大学学报 ( 自然科学版 ) Journal of Changsha University of Science and Te ...
pid控制器matlab仿真研究,基于MATLAB仿真的PID控制器设计毕业设计
基于MATLAB仿真的PID控制器设计毕业设计基于 MATLAB 仿真的 PID 控制器设计摘要本论文以温度控制系统为研究对象设计一个 PID 控制器.PID 控制是迄今为止最通用的控制方法, ...
python是什么语言汇编_编程语言及python介绍
编程语言及python介绍 1.编程语言分类机器语言优点:执行效率高缺点:开发效率极低,跨平台性差汇编语言优点:较机器语言执行效率稍低缺点:较机器语言开发效率稍高,仍然很低,跨平台性差高 ...
剖析Intel IA32架构下C语言及CPU浮点数机制
(转载请注名原作者及出处) pdf格式下载:http://www.binghua.com/Soft/Class2/Class5/200409/63.html 剖析Intel IA32架构下C语言及CP ...
R语言生成仿真的3D高斯簇数据集、使用scale函数进行数据缩放、并使用KMeans进行聚类分析、数据反向缩放并比较聚类生成的中心和实际数据的中心的差异、预测新的数据所属的聚类簇
R语言生成仿真的3D高斯簇数据集.使用scale函数进行数据缩放.并使用KMeans进行聚类分析.数据反向缩放并比较聚类生成的中心和实际数据的中心的差异.预测新的数据所属的聚类簇目录
全面解读Objective-C语言及Cocoa特性——《Objective-C基础教程》
媒体评论 "这是我读过的最好的一本编程书.我从头到尾逐字逐句地读完了它,可读性真强啊!试问,现在有几本技术书能达到这种程度?" --Amazon 读者评论 "这本书结构清 ...
go二维map_mirrorlang——从0设计二维内存寻址语言及vm（五.内存管理的思考）
目录鹏鹏李李:mirrorlang--从0设计二维内存寻址语言及vm [目录]zhuanlan.zhihu.com 由一段函数开始思考内存布局 func longestPalindrome(s s ...

基于汇编语言及Proteus仿真的CPU8086水库水位监视系统

一、课程性质与课程目标

1.1 课程性质

1.2 课程目标

二、设计任务及设计要求

2.1 设计任务

2.2 设计要求

三、系统总体解决方案

3.1 系统框图

3.2 系统总体解决方案描述

四、系统硬件设计方案

4.1 系统总原理图

4.2 各模块原理图

五、系统软件实现

5.1 程序框图

5.2 源代码

六、系统的实现

6.1 原理图编辑

6.2 程序编写

6.3 编译调试

基于汇编语言及Proteus仿真的CPU8086水库水位监视系统相关推荐

最新文章

热门文章

基于汇编语言及Proteus仿真的CPU8086水库水位监视系统

一、 课程性质与课程目标

1.1 课程性质

1.2 课程目标

二、 设计任务及设计要求

2.1 设计任务

2.2 设计要求

三、 系统总体解决方案

3.1 系统框图

3.2 系统总体解决方案描述

四、 系统硬件设计方案

4.1 系统总原理图

4.2 各模块原理图

五、 系统软件实现

5.1 程序框图

5.2 源代码

六、 系统的实现

6.1 原理图编辑

6.2 程序编写

6.3 编译调试

基于汇编语言及Proteus仿真的CPU8086水库水位监视系统相关推荐

最新文章

热门文章

一、课程性质与课程目标

二、设计任务及设计要求

三、系统总体解决方案

四、系统硬件设计方案

五、系统软件实现

六、系统的实现