基于单片机实现的锅炉温度自动检测系统8088温度巡检系统_论文_.doc

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1、摘 要 随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻成本低，但需要后续信号处理电路，而且热敏电阻的可靠性相对较差，测量温度的准确度低，检测系统的精度差。为此我们选用Intel 8088作为主控制器，实现温度巡检，并具有传感器故障报警等功能。它与传统的热敏电阻温度检测不同，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现数字值读数方式，因而使系统结构更趋简单，可靠性更高。该系统设计简单、抗干扰能力强、扩展方便，在温度检测中有很广泛的应用前景。本文详细介绍温度巡检系统的总体设计框架

2、，系统功能以及硬件设计原理，并Intel 8086汇编语言编写出各功能模块子程序，它使程序结构化、可读性好且容易植入新程序从而便于系统扩展。关键词：温度巡检；8086/8088AbstractAlready apply to a lot of fields with the fact that modern information technology step-by-step realization developing sum upgrading traditional industries at full speed , temperature being able to work in

3、dependent1y checking and demonstrating system. The tradition temperature detecting takes critesister as temperature sensor , critesister cost is low , need the follow-up signal treatment circuit but, the critesister reliability is relatively relatively poor and , accurate degree measuring the temper

4、ature is low , systematic accuracy of detecting is bad. We select and use Intel for this purpose 8088 work give first place to the controller, realizes the temperature checking up round , have and the sensor malfunction give an alarm waiting for a function. That it is different from the tradition cr

5、itesister temperature detecting , it is able to a playback directly quilt measuring the temperature and may demand to realize digital value numerical reading way by simple programming according to reality, makes system structure tend towards the simplicity , reliability more highly as a result. Be s

6、ystems turn to design that the ability is strong , expansion goes to the lavatory simple , anti-interference , have applying a prospect very broadly in temperature detecting. And the temperature the main body of a book is introduced detailedly makes rounds of visit to the population design frame ins

7、pecting up system, system function and hardware design principle, thereby easy to compile and compose out every function module functional element program , its new implantation at present easy to make procedure structure-rization , readability good procedure Intel 8086 assembly language system expa

8、nds.Key word: The temperature inspects; 8086/8088目 录第1章 绪 论61.1 自动化检测技术的作用及其发展61.2 单片机控制技术简介81.3 课题研究的目的和意义9第2章 巡检系统概述112.1 整体设计构思112.2 主要技术指标122.3 系统的功能12第3章 硬件设计143.1 硬件设计原理143.2 芯片介绍143.2.1 8086/8088微处理器的基本结构153.2.2 8253功能及结构框图173.2.3 并行外围接口8255A的结构193.2.4 8259A中断控制器213.2.5 多位七段LED数码显示器的电路结构及接口技术

9、223.2.6 A/D芯片ADC0808233.2.7 EPROM 芯片Intel 271625第4章 软件设计274.1 程序274.1.1 主程序274.1.2 采样8次子程序294.1.3 数字滤波子程序304.1.4 七段显示代码的转换314.2 程序框图344.2.1 主流程图344.2.2 IRO子程序流程图354.2.3 显示子程序364.2.4 时钟子程序374.2.5 数据采集的基本程序框图384.2.6 算术平均滤波程序子程序394.2.7 标度变换子程序框图404.2.8 二进制数到七段显示码的流程框图414.2.9 报警子程序流程图424.3 内存单元一览表43结 束

10、语44参考文献45附录46第1章 绪 论1.1 自动化检测技术的作用及其发展 检测是人类认识物质世界、改造物质世界的重要手段。远古时代，人类就知道用自身的指幅、臂长为标准确定其他物体的长度，检测技术的发展标志着人类的进步和人类社会的繁荣。在现代工业、农业、国防、医疗、农阶等各行业，检测技术的作用越来越大，检测设备就像神经和感官，源源不断地向人们传输各种有用的信息。在科学实验和工业生产过程中，为了及时了解工艺过程、生产过程的情祝及它们的结果，需要对描述被控对象特征的某些参数进行测量或检测，其目的是为了准确获得表征他们的定量信息，为生产过程的自动化及科研提供可靠的数据。至于检测技术的意义就更广泛了

11、，它们包括根据被测对象的特点，选用合适的测量仪器仪表及实验方法，通过测量及数据处理和误差分析，准确得到被测量的数据，并为提高测量精度、改进实验方法及测量仪表，为生产过程的自动化等提供可靠的依据。在现代化生产中，为提高劳动生产率和产品质量，改善劳动条件，必须不断提高生产过程自动化水平和扩大自动化应用范围。在实现自动化过程中，所用的检测技术和装置是自动化系统的“感觉器官”。因为只有知道生产过程的状态和工艺参数的条件下才能进行自动控制。从自动控制系统分类观点出发，一个控制系统不设执行控制器部分，而系统主要用于对生产设备和工艺过程进行自动监视和自动保护，则称为自动化检测系统。1971年，美国Intel

12、公司研究出4004型4位微处理器芯片，使传统的检测仪器采用计算机进行数据分析处理成为现实。随着微型机价格的下降和功能的不断改善，以及解决了许多传统检测装置难于解决的难题，使它成为检测技术中不可缺少的部分。因此，微处理器与传感器、微处理器与测量仪表相结合的技术也越来越引起人们的广贬关注。单片机自动化检测系统能完成对多点、多种随时间变化参量的快速、实时测量，并能排除噪声干扰，进行数据处理、信号分析，由测得的信号求出与研究对象有关信息的量值或给出其状态的判别。不同种类的被测信号由各种传感器转换成相应的电信号，这是任何检测系统都必不可少的环节。传感器输出的电信号经调节放大（包括交直流放大、整流滤波和线

13、性化处理）后，变成0-5V直流电压信号经A/D转换器转换后送单片机进行初步数据处理。单片机通过通信电路将数据传输至主机，实现检测系统的数据分析和测量结果的存储、显示、打印、绘图、以及与其他计算机系统的联网通信。科学技术的发展与检测技术的发展是密切相关的，检测技术达到的水平愈高，则科学技术上的成就就会愈为深广。而科学技术的发展，特别是新材料、新结构的传感器研制成功，以及微型计算机的广泛开发，给检测技术带来了变革性的影响，它们在检测系统的准确性、快速性、可靠性和抗干扰性等方面发挥了明显作用，大大丰富了检测技术所包含的内容，扩大了检测技术的应用范围，同时也提出了新的课题。检测问题广泛存在于各行各业，

14、随着科学技术的高速发展，随着人类生活水平和生产力水平的提高，检测问题越来越多，对检测提出的要求也越来越高:要求能更快、更准、更灵敏、更可靠的完成检测任务、要求能实现自动化检测。此外，先进的检测方法和检测设备是提高产品质量和性能的先决条件，没有先进的检测方法和检测设备，不但不能开发研制出高性能的检测仪器，而且生产出的产品质量无法得到保证。自动化检测技术作为自动化科学的一个重要分支，作为专门研究检测问题的一门实用型、综合型的新兴边沿学科己经形成。微机自动化检测作为自动化检测技术及系统发展的高级形式便应运而生。“微机自动化检测技术”就是使用微机及相关设备基于单片机的烘炉温度自动检测系统的研究与设计来

15、实现自动化检测仪器、自动化检测系统的技术。微机自动化检测技术的核心技术是传感器技术、抗干扰技术与可靠技术、显示技术、自动控制技术、电子线路设计技术等等。计算机科学技术改变着人们的观念，生活和社会结构，对社会的发展和进步起着巨大的推动作用，成为现代工业水平的标志之一，是我国实现富国民强，提高整个中华民族综合素质的一项重要科学技术，随着计算机的普及，我们学习计算机不能再局限于掌握计算机一般的操作和使用高级语言编程，而是将所学到和知识去开发出更有效的计算机应用系统或实时控制系统，因此，我们这次尝试开发了运用于工业自动控制方面的温度监控报警系统。1.2 单片机控制技术简介所谓单片机是指在一个集成芯片中

16、，集成微处理器、存储器、基本的I/O接口以及定时/计数、通信部件，即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能。1970年微型计算机研制成功之后，随着就出现了单片机。美国Intel公司1971年生产的4位单片机4004和1972年生产的雏形8位单片机8008，特别是1976年MCS-48单片机问世以来，在短短的二十几年间，经历了四次更新换代，其发展速度大约每二、三年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番。其发展速度之快、应用范围之广，己达到了惊人的地步。它己渗透到生产和生活的各个领域，可谓“无孔不入。随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单

17、片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出很强的生命力。它和一般的集成电路相比有较好的抗干扰能力，对环境的温度和湿度都有较好的适应性，可以在工业条件下稳定工作。且单片机广泛地应用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，提高它们的测量速度和测量精度，加强控制功能。单片机广泛地应用于实时控制系统中，例如对工业上的各种窑炉的温度、酸度、化学成分的测量和控制。将测量技术、自动控制技术和单片机技术相结合，充分发挥其数据处理功能和实时控制功能，使系统工作处于最佳状态，提高系统的生产效率和产品质量。从航空航天、地质石油、冶金采矿、机械电子、轻工纺织等行业的分布系统与智能控制以及机电一体化设备和产品，

18、到邮电通信、日用设备和器械，单片机都发挥了巨大作用。其应用大致可分为以下几方面：（1）机电一体化设备的控制核心机电一体化是机械设备发展的方向。单片机的出现促进了机电一体化技术的发展，它作为机电产品的控制器，充分发挥其自身优点，大大强化了机器的功能，提高了机器的自动化、智能化程度。最典型的机电产品机器人，每个关节或动作部位都是个单片机控制系统（2）数据采集系统的现场采集单元大型数据采集系统，要求数据采集的同步性和实时性要好。使用单片机作为系统的前端采集单元，由主控计算机发出采集命令，再将采集到的数据逐一送到主计算机中进行处理。如有些气象部门、油田采油部门以及电厂等均可采用这样的系统。（3）分布控

19、制系统的前端控制器在直接控制级的计算机分布控制系统中，单片机作为过程控制中每一分部操作或控制的控制器，进行数据采集、反馈计算、控制输出，并在上位机命令的指挥下进行相应协调工作。（4）智能化仪表的机芯自动化仪表的智能化程度越来越高。采用单片机的智能化仪表可具有自整定、自校正、自动补偿和自适应功能，还可进行数字PID调节，软件消除电流热噪声等等，解决传统仪表所不能解决的难题。单片机的应用使这种性能如虎添翼，如自动计费电度表、燃气表中己有这方面的应用。许多工业仪表中的智能流量计，气体分析仪、成分分析仅等也采用了这项技术。甚至有的保健治疗仪中也采用了单片机控制。（5）消费类电子产品控制该应用主要反映在

20、家电领域，如洗衣机、空调器、保安系统、VCD视盘机、电子秤、IC卡、手机、BP机等。这些设备中使用了单片机机芯后，大大提高了其控制功能和性能，并实现了智能化、最优化控制。（6）终端及外围设备控制计算机网络终端设备，如银行终端、商业POS以及计算机外围设备如打印机、通信终端和智能化UPS等。在这些设备中使用单片机，使其具有计算、存储、显示、输入等功能，具有和计算机连接的接口，使计算机的能力及应用范围大大提高。本课题以单片机作为控制器之一，进一步研究单片机在自动化检测领域中的应用。1.3 目的和意义近年来，随着计算机技术的飞速发展，给炉温的检测提供有力的技术支持。本锅炉温度巡检系统，作为检测系统的

21、一种，采用单片机作为前段数据采集单元，对炉温及炉内工件温度进行采集和处理，监控烘炉的热加工过程及产品的质量状态。应用微型计算机实现数据保存、分析统计。本论文的目的，就是要通过借鉴国外的先进技术，研究出锅炉温度自动检测系统。用来连续测量各点的温度变化，以此来优化生产过程，提高锅炉热加工的产品质量和生产效率，降低能耗。该论文的意义在于传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻成本低，但需要后续信号处理电路，而且热敏电阻的可靠性相对较差，测量温度的准确度低，检测系统的精度差。因此通过本文的研究，希望对我国该类仪器仪表的开发能起到抛砖引玉的作用。锅炉运行时，为了及时了解锅炉的出力，控制运行工况以

22、及取得进行热效率算与成本核算的数据，必须经常检测数据的变化情况。温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一，也是保证锅炉设备安全的重要参数。同时，温度是影响锅炉传热过程和设备效率的主要因素。因此温度自动巡检系统对于保证锅炉的安全、经济运行，提高蒸汽产量和质量，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件具有极其重要意义。第2章 巡检系统概述2.1 整体设计构思 温度是一个很重要的物理参数，在工业生产过程中，温度检测和控制都直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系，因此在国民经济的各个领域中都受到普遍重视。温度检测类仪表作为温度计量工具，也因此得到广泛应用。随着科学技术的发展，这类系统

23、的发展也日新月异。特别是随着计算机技术的迅猛发展，以单片机为主的系统已广泛应用于工业控制领域，形成了智能化的测量控制系统，从而引起了巡检系统结构的根本性变革。在较大型的工业信号检测控制系统中，需要检测的点数往往有几十个甚至上百个，都是采用微型计算机系统为基础，其价格比较高，体积较大，而单片机具有集成度高、处理功能强、可靠性高、价格低廉、系统结构简单等优点，使用它能方便的组装各种智能控制设备和仪器，有针对性地解决从简单到复杂的各类监测和控制任务。该系统是“用8088实现的温度监控系统”。在8088CPU组成的计算机系统中，专门使用了一个时钟发生器8284，它除了产生振荡提供主时钟外，还向CPU提

24、供了一些同步的控制信号，系统的外部设备是七段显示器，A/D转换器，由于它们的复杂性及多样性以致不能直接与CPU相连，特别是它们的速度比CPU低得多，因此必须通过接口电路来进行隔离，变换或锁存。 系统采用了定时计数器8253作为实时时钟，定时产生的基信号，解决时间控制问题。当规定的时间到达时，时钟电路就可以发出中断请求信号，由CPU响应这个中断请求，进行相应的处理，系统还采用8255作为并行接口，采用8282锁存器进行数据锁存，用8287收发器进行数据的收发。 系统中的中断控制用中断控制器8259A来进行，8259A可输入8个外部设备的中断请求信号，只要在任一中断源发出中断请示信号，8259A将

25、发出的中断请求信号送给CPU，只要CPU允许中断，则CPU将响应中断。本系统采用的是汇编语言作为程序设计的软件，由于各个芯片的许多基本运行状态由初始化来决定，所以在系统工作前根据系统要求首先作初始化工作，然后送显示器等待中断，系统设计了五个中断源，在本程序的调用中有保护现场，采样八次，滤波，标度转换，是否超限，报警，代码转换，更新显示，返回现场等，由主程序逐个调用，即可完成测量炉子温度的功能。2.2 主要技术指标 由于外界的复杂性，各种芯片的性能也有了很大的差别，在设计一个系统的首先难题就是选择适当的芯片，所谓适当的也就是包括芯片本身的性能以及它们接口的方便程度，因此有必要了解芯片的主要技术指

26、标。本系统采用220V交流电，在经过整流，滤波和稳压后则可得到+5V的工作电压。主要技术指标包括： 温度：本系统设置的炉温范围是400C800C； 报警上下限：本系统报警的下限为550C，报警的上限为650C； 精度：本系统设定的精度为2C； 电源电压：本系统所用到的各芯片的工作电压为+5V。2.3 系统的功能本系统的功能主要有以下三点：一、测量炉子的温度先将各芯片初始化，让各芯片正常启动，而此时炉子的温度由现场传感器传出信号，此信号再经过处理器，处理为05V的模拟电压。模拟电压送入ADC0808的INO端，经ADC0808转换成相应的数据，数据送入CPU，CPU由控制总线送给6116RAM存

27、储，如此，连续采样八次后，八个数据都依次存入了6116RAM存储器中。CPU调用2716ROM存储器中的程序，将此八个二进制数据进行滤波，标度转换，判断是否超限，如果超限则报警，没超限则调用代码转换子程序，将二进制的温度转变成七段显示码，等待中断调用。系统设计1秒内采样八次，CPU等到1秒时，由8253向8259申请中断，即当IRO为高电平时，使相应的中断请求寄存器IRR位置位，8259A对IRR提供的情况进行分析处理，从INT端输出一个高电平向CPU发出中断请求，CPU响应中断后，再用上述同样的方法测量，共三次取中间值即是此时的炉温。二、显示的功能 由8259A选中相应的中断源后，通过825

28、5A送七段显示器显示。 8259A相应的中断源为： （IR1）A1显示温度 （IR2）A2显示时间 （IR3）A3显示报警上限 （IR4）A4显示报警下限如果按下其中的某一个键，七段显示器就会显示出与之相对应的数据。三、报警本系统所测的温度范围是400C800C，报警下限为550C，上限为650C，如果炉温未达到上限或超过下限红灯亮，并将产生语言报警。第3章 硬件设计汇编语言是面向机器的语言，所以要求程序设计者必须对计算机微处理器内部结构有所了解。如果不了解计算机的硬件和内部结构可以说很难进行程序设计，计算机硬件是指计算机系统使用的电子线路和物理装置。硬件系统是计算机的物质基础。本章将对本系统

29、所使用的硬件系统进行介绍。3.1 硬件设计原理首先将炉子的温度通过传感器送给信号处理器，信号处理器进行处理后转换成模拟信号，送至ACD0808模数转换器，把模拟信号转换成数字信号，然后将数据送至8088CPU，由控制总线送给6116RAM数据存储器存储，然后再用CPU调用2716EPROM程序存储器中的程序进行滤波，标度转换，以及判断是否超限，是否需要报警。系统要求1秒钟采样八次信号，所以要用8253-5定时计数器来作为实时时钟，当规定的时间到达时，时钟电路就向8259A中断控制器发出中断请求信号，由CPU响应这个中断请求信号，进行相应的中断处理，处理后的信息送至LED七段显示器显示，由于LE

30、D七段显示器比CPU的速度低得多，故中间需用一个8255A可编程并行接口芯片进行隔离，变换。为了使系统中各相关芯片的时钟同步，所以需要用一个8284时钟发生器。为了使系统中有关芯片适时的被选通，需要用一个74LS138译码器进行选通控制。我们选用8088CPU芯片，是由于8088CPU芯片是准16位的微处理器，其芯片内部是16位总线，外部是8位总线，故要采用分时复用方法，并用8282地址锁存器中的八位地址锁存，当8080CPU的ALE信号有用时，它就将来自8088复用地址线上的状态锁存起来，并且用8287数据数驱动收发器对数据进行数据收发。3.2 芯片介绍本系统是以8088为核心，8255芯片

31、作为并行接口芯片，8253作为定时计数器，8259作为中断控制器，8282进行地址锁存，8287进行数据收发，6116RAM存储数据，2716ROM存储程序，A/D转换器进行模数转换，七段显示器将显示温度、时间、报警上下限。本节将对芯片逐一进行介绍。3.2.1 8086/8088微处理器的基本结构8086/8088微处理器的基本组成及逻辑框图 执行部件（EU）：由ALU、通用寄存器组、状态寄存器及操作控制器电路组成。总线接口部件（BIU）：由专用寄存器、指令队列缓冲器、地址加法器等功能部件组成。形成对外总线，与存储器、I/O接口电路进行数据传输。EU 与 BIU的流水线操作： EU 与 BIU

32、可独立工作，BIU在保证EU与片外传送操作数前提下，可进行指令预取，与EU可重叠操作。逻辑框图如图2-1所示。图3-1 8086/8088微处理器逻辑框图二、 8086/8088微处理器的存储器管理 8088/8086CPU有20条地址总线，有 220=1048576=1MB（1M字节） 个存储单元。在机器内部用20位无符号二进制数来表示存储单元地址。用十六进制表示的地址范围为：00000HFFFFFH。8086微处理器是一个16位结构，用户可用的寄存器均为16位。显然，用一个寄存器是无法形成寻址1MB存储器空间所需的地址码的。 8086/8088把1M主存空间划分为若干段。每个段由连续的字节

33、单元组成，最大长度为64K（即65536）。可作为独立寻址的逻辑单位。一个段中的代码和数据，可存放在该段内的任意单元中。一个段的起始地址，称为该段的段基地址（20位）。要求段基址的低4位必须为0（可被16整除），段地址存放在段寄存器CS、DS、SS、ES中。 在程序中设置的段称为逻辑段。各逻辑段的大小按实际需要确定，最大为64KB，实际应用时可小于64KB，其未用空间可再定义为其它段的空间。因而可出现段的重叠。各逻辑段可以是邻接的、间隔的、部分重叠的和完全重叠的。三、8086/8088片芯引脚功能说明 8086/8088微处理器采用40条引线双列直插（DIP）封装。8086/8088微处理器引

34、线是对外前端总线及专用信号引线，如图2-2所示。8086/8088微处理器引线，在逻辑上可分为3类：地址总线信号、数据总线信号、控制总线信号。还有一些专用信号：电源、地、时钟。 8086/8088采用引线分时复用技术，一条引线不同时间代表不同信号，解决引线不够问题。 图3-2 8086/8088片芯引脚基本引脚信号 AD15AD0 （I/O，三态），地址/数据复用引脚。 A19/S6 A16/S3 （ O，三态）：地址/状态复用引脚。 S6为0表示AD15AD0作为数据线使用； S5为1表示处理器开中断，为0表示处理器关中断； S4、S3组合表示当前段寄存器的使用情况。 BHE /S7（O，三

35、态）：高字节允许/状态复用引脚。 BHE为0高8位数据线允许 S7在8086中未定义，留作备用 NMI（In）：非屏蔽中断请求线，上升边触发。 INTR（In）：可屏蔽中断请求线，高电平有效。 RD（O，三态）：读选通信号，低电平有效。 CLK（In）：时钟信号，处理器基本定时脉冲。 RESET（In）：复位信号，高电平有效。 复位时，标志寄存器、IP、DS、SS、ES和指令队列置0，CS置全1。处理器从FFFFOH存储单元取指令并开始执行。 WR（O，三态）：写选通信号，低电平有效。 READY（In）：准备好信号，高电平有效。处理器与存储器及I/O接口速度同步的控制信号。 TEST（In）

36、： 测试信号，低电平有效。处理器执行WAIT指令的控制信号。 MN/MX（In）：最大/最小工作模式选择信号。硬件设计者用来决定8086工作模式，MN/MX =1 8086为最小模式， MN/MX# =0 8086为最大模式。 Vcc（In）：处理器的电源引脚，接 +5V电源。 GND：处理器的地线引脚，接系统地线。 3.2.2 8253功能及结构框图 一、 8253的主要功能 （1）每片上有3个独立的16位的计数器通道。 （2）对于每个计数器，都可以单独作为定时器或计数器使用，并且都可以按照二进制或十进制来计数。 （3）每个通道都有6种工作方式，都可以通过程序设置或改变。 （4）每个计数器的

37、速率可高达2MHz，最高的计数时钟频率为2.6MHz。 （5）所有的输入输出频率都是TTL电平，便于与外围接口电路相连接。 （6）单一的+5V电源。 二、8253逻辑框图 图3-3 8253逻辑框图（1）数据总线缓冲器 8位，双向，三态。用于暂存数据。 CPU初始化编程时向其写入控制字； CPU向某一通道写入计数初值；CPU从某一通道读计数初值。 （2）读/写控制逻辑电路 接收CPU发来的RD#、WR#、CS#、A0信号，经过逻辑控制电路产生出对8253要执行的操作。 （3）8253控制信号与执行的操作之间的对应关系 （4）3个计数器。分别为0，1，2。是完全独立的计数器/定时器通道，各自都可

38、以按不同的方式工作。每个计数器内部都包含一个16位的预置初始值寄存器，一个可预数置减法计数器，一个锁存器。可预置的减法计数器初值是从可预置初始值寄存器给出，得到初始值后开始作减1的操作，锁存器是随可预置数减法计数器的内容而变化。当有一个锁存命令出现后，锁存器便锁存当前计数，直到被CPU读走之后，它又可随预置减法计数器的变化而变化。计数器的计数方式由方式选择字控制。 三、8253引脚信号定义 图3-4 8253引脚信号D7D0 双向，8位三态数据线。 CLK0CLK2 计数器0、1、2的时钟输入， 高电平有效。OUT0OUT2 计数器0、1、2的输出。 GATE0GATE2 计数器0、1、2的门

39、控输入。 CS 输入，片选信号。 RD输入，读信号。 WR输入，写信号。 A1、A0输入，2位地址选择。 3.2.3 并行外围接口8255A的结构一、 并行通信的简单原理 微处理器与I/O设备进行数据传输时均需经过接口电路实现系统与设备互连的匹配。 并行接口电路中每个信息位有自己的传输线，一个数据字节各位可并行传送，速度快，控制简单。由于电气特性的限制，传输距离不能太长。 8255A是通用的可编程并行接口芯片，功能强，使用灵活。适合一些并行输入/输出设备的使用。 二、8255A并行接口逻辑框图及功能部件说明 图3-5 8255A并行接口逻辑框图（1）三个独立的数据端口 三个独立的8位I/O端口

40、即口A、口B、口C。 口A有输入、输出锁存器及输出缓冲器。 口B与口C有输入、输出缓冲器及输出锁存器。 在实现高级的传输协议时，口C的8条线分为两组，每组4条线，分别作为口A与口B在传输时的控制信号线。 口C的8条线可独立进行置1/置0的操作。 口A、口B、口C及控制字口共占4个设备号。 （2）A组控制电路和B组控制电路 A组控制电路控制A端口和C端口的高8位（PC4PC7）； B组控制电路控制B端口和C端口的低8位（PC0PC3）； 作用：由它们的控制寄存器接收CPU输出的方式控制命令字，还接收读写控制逻辑电路的读/写命令，根据控制 。命令决定A组和B组的工作方式和读/写操作。 三、8255

41、A引脚信号定义 （1）与CPU相连的引脚 RESET复位信号：把8255A所有寄存器都清“0”，并将三个端口自动设置为输入端口。 CS片选信号。 RD 读信号。 WR写信号。 A1A0端口译码信号：A1A0=00时选中A口； A1A0=01时选中B口； A1A0=10时选中 C口； A1A0=11时选中控制端口。 D7D0数据总线。 （2）和外设端口相连的引脚 A0PA7 ： A端口的输入/输出引脚。 PB0PB7 ： B端口的输入/输出引脚。 PC0PC7 ：C端口的输入/输出引脚。 3.2.4 8259A中断控制器 一、 8259A的内部结构图3-6 8259A的内部结构框图中断请求寄存器

42、（IRR）：8位寄存器，可寄存储 8 个请求输入（IR0IR7）的状态。 优先权裁决器：对请求源与正在被服务的中断级进行比较，裁决出优先级最高者。 中断在服务寄存器（ISR）：8位，与IRR对应，记录正被处理的请求。IRn被响应，ISRn被置1；IRn处理结束， ISRn置0。 中断屏蔽寄存器（IMR）：8位，某位置1对应IRR位的请求被屏蔽。 控制逻辑：寄存8259A的命令字，多种工作方式的控制，向处理器发INT，接收INTA#。 级联缓冲器/比较器：多片8259A级联时，对从片的标识码进行寄存与比较。 二、8259A的外部引脚信号 图3-7 8259A的外部引脚8259A的主要引脚信号说明

43、 D7D0：数据总线，双向，与系统数据线连接。 CS：片选信号，确定芯片在系统I/O空间位置。 A0：地址线，8259A占相邻的2个I/O地址，与CS#信号配合，A0=0选偶端口，A0=1选奇端口。 CAS2CAS0：级联线，双向。在主从级联结构中，主片输出，从片输入。主片发从片标识码，从片比较，符合时输出中断类型码。 SP/EN：双向信号。输入时为SP#，硬接线确定主从（主片SP#接高电平）；输出时为EN#，作为DB缓冲允许。 INT：中断请求，输出，与CPU的INTR脚相连，向CPU发出中断请求。 INTA：中断响应，输入，与8086INTA相连。 3.2.5 多位七段LED数码显示器的电

44、路结构及接口技术 一、七段LED数码显示器的结构 图3-8 七段LED数码显示器的结构二、LED显示器的静态显示接口 图3-9 LED显示器的静态显示接口3.2.6 A/D芯片ADC0808 一、原理图及控制原理 模拟量输入； A/D转换器； 数据输出图3-10 ADC0808/9的原理框图二、主要引脚介绍IN0IN7：8路模拟量单极性电压的输入引脚。ADD A、ADD B、ADD C：8选1模拟开关的三位通道地址输入端。用来选择对应的输入通道，其对应关系如图3-10所示。ALE：为通道地址锁存允许选通控制端，输入上跳沿有效；它有效时，C、B、A的通道地址值才能进入通道地址锁存器，ALE下跳为

45、低电平（无效）时，锁存器锁存进入的通道地址。START：启动A/D转换控制引脚，由高电平下跳为低电平时有效；即对该引脚输入正脉冲下跳沿后，ADC开始逐次比较；也可将START与ALE连接在一起使用，安排一个CPU写端口地址；正脉冲上升沿通道地址（码）被写入通道地址锁存器，下降沿启动A/D转换。EOC：ADC转换状态输出信号引脚；未启动转换时，EOC为高电平，启动转换后，正在逐次逼近比较期间EOC为低电平，低电平持续时间为A/D转换时间，一旦转换完毕，EOC端上跳为高电平，此信号可供CPU查询或向CPU发中断。2128：8位数字量输出引脚，它是三态输出数据锁存器的输出引脚，未被选通时，8个引脚对

46、片内均为高阻断开；因此可与系统数据总线D7D0直接相连。OE：数字量输出允许控制端，输入正脉冲有效；它有效时，数据输出三态门被打开，转换好的数字量各位被送到2128引脚上；它无效时，浮空（高阻隔离）；显然OE端必须设置一个CPU读数据的端口地址，未访问时，必须为低电平。三、ADC0808/9引脚图图3-11 ADC0808/9芯片的引脚图3.2.7 EPROM 芯片Intel 2716Intel2716是一种2K8的EPROM存储器芯片，双列直插式封装，24个引脚，其最基本的存储单元，就是采用的带有浮动栅的MOS管。一、芯片的内部结构Intel 2716存储器芯片的内部结构框图如图312（a）所示，其主要组成部分包括： (a) 引脚分配图 (b) 内部结构框图图312 Intel 2716的内部结构及引脚分配 存储阵列；Intel2716存储器芯片的存储阵列由2K8个带有浮动栅的MOS管构成，共可保存2K8位二进制信息； X译码器：又称为行译码器，可对7位行地址进行译码； Y