接口与通讯综合设计(数字量与模拟量相互转换)

〇、写在前面 这是我《接口与通讯》实验的综合设计,如果大家有类似作业的话希望不要过度借鉴,本程序仅供参考和学习!不要抄袭!
这个程序在设计上有两点不足:

  1. 在数字量转化成模拟量的过程中,在数码管上仅显示了十六进制值,该值无法与实际电压对应。如果改进的话,可以将模拟量与电位器最大电压(5V)相乘,得到实际电压值,再以十进制的形式输出。
  2. 在模拟量转化成数字量的过程中,我采用了非常偷懒的设计,仅将数字量划分为不同“档位”控制电机不同的转速。如果改进的话,可以通过公式对应不同的占空比,真正实现数字量与电压的线性关系。
由于我设计这个程序只是想在硬件上综合8255芯片、LED(共阴极)数码管、ADC0809芯片、DAC0832芯片和直流电机,因此在软件上的细节方面没有进行设计。期待您的完善。
一、设计目的
  1. 熟悉A/D转换的基本原理,掌握A/D转换器ADC0809的使用方法及对应的硬件电路。
  2. 熟悉D/A转换的基本原理,掌握DAC0832的使用方法及对应的硬件电路。
  3. 熟悉8255并行接口编程原理,掌握LED字型显示的编程方法及硬件结构。
二、实验设备 硬件:PC兼容机、微机实验仪、直流电机。
软件:操作系统MS-DOS;MASM.EXE、LINK.EXE。
三、设计内容
  1. 8255A芯片的片选CS连接288H,PA0~PA7连接LED数码管A~DP,PC0~PC1连接LED数码管S0~S1。
  2. DAC0832芯片的片选CS连接290H,模拟输出端AOUT连接电机。
  3. ADC0809的片选CS连接298H,输入端IN0连接电位器。
  4. 编辑、汇编、链接、调试汇编程序。
  5. 运行程序,在DOS命令行界面看到主菜单,键盘输入‘1’开始程序,从电位器输入数字量,在屏幕输出模拟量十六进制值并在数码管显示,再将模拟量转换为数字量使电机在不同的转速下转动。
  6. 键盘输入‘0’则退出程序,返回DOS。
四、实验原理 8255芯片的原理、LED(共阴极)数码管的原理、ADC0809芯片的原理、DAC0832芯片的原理不赘述。直流电机调速的原理如下:
利用DAC0832输出一串脉冲,经放大后驱动直流电机,改变输出脉冲的电平及持续时间以达到使电机加速、减速的目的。 小直流电机的转速是由输出脉冲的占空比来决定的,正向点空比越大转速越快;反之越慢。接口与通讯综合设计(数字量与模拟量相互转换)
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本实验中,模拟量输出Ua为双极性,当输入数字量小于80H时输出为负,输入等于80H时为0V,输入80H时输出为正。因此,实验中DAC0832输入数字量只有2个(80H和FFH),通过不同的延迟时间达到改变小电机转速的目的。
五、实验原理图 接口与通讯综合设计(数字量与模拟量相互转换)
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六、实验流程图 接口与通讯综合设计(数字量与模拟量相互转换)
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七、实验程序
DATA SEGMENT LEDDB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H C12M DB 0DH,0AH DB '--- A/D conversion & D/A conversion ---',0DH,0AH DB 'PRESS 1 -> Display Hexadecimal Digital Voltage to LED',0DH,0AH DB 'PRESS 0 -> Quit',0DH,0AH,'$' ERRDB 'PRESS ERROR!',0DH,0AH,0DH,0AH,'$' C1MDB 0DH,0AH DB '-- A/D conversion & D/A conversion --',0DH,0AH DB 'PRESS 1 -> Continue',0DH,0AH DB 'PRESS 0 -> Return to menu',0DH,0AH,'$' COLDB 'Collecting data... Data: ','$' BYEDB 0DH,0AH,'Bye!',0DH,0AH,'$' BUFDW 300 DUP(?) BUF1DW ? BUF2DW ? DATA ENDS STACK SEGMENT STA DW 20 DUP(?) TOP EQU LENGTH STA STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AX,STACK MOV SS,AX MOV SP,TOP MENU: LEA DX,C12M MOV AH,9 INT 21H; 显示菜单 MOV AH,1 INT 21H; 输入 CMP AL,'1' JZ CASE1 CMP AL,'0' JZ QUIT LEA DX,ERR MOV AH,9 INT 21H; 显示错误提示 JMP MENUCASE1: LEA DX,COL MOV AH,9 INT 21H; 显示收集数据提示 CONV:MOV DX,298H; 选择模拟信号输入端口IN0 MOV AL,0 OUT DX,AL; 向端口输出数据 CALL ADINT; 调用ADINT子程序,对模拟量进行AD转换MOV DX,28BH; 8255控制端口 MOV AL,80H; 设置控制字,C口输出 OUT DX,ALMOV AX,SI LEA DI,BUF MOV [DI],AL; 将读入数据存入缓存区CALL DISPH CALL DISPLCALL LEDH CALL LEDLLEA DX,C1M MOV AH,9 INT 21H; 显示菜单1LLL: MOV AL,80H MOV DX,290H OUT DX,AL; DA转换输入数字量80H时输出0V PUSH DX MOV AH,06H; 程序调用06H功能,在键盘无键按下时ZF=1,有键按下ZF=0 MOV DL,0FFH INT 21H POP DX JE INTK; 没有键按下程序跳转到INTK程序 JMP CASE1MENU; 有键按下跳转菜单 INTK: MOV AX,SI AND AL,0F0H; 将AL低四位置为0 MOV CL,4 SHR AL,CL; 将AL逻辑右移4位,此时AL为高位 CMP AL,0H JE LLL CMP AL,4H JBE K0 CMP AL,8H JBE K1 CMP AL,0CH JBE K2 CMP AL,0FH JBE K3 JMP LLL K0:MOV BUF1,0FFFFH; 设置延时常数 MOV BUF2,1000H JMP DEL K1:MOV BUF1,0FFFFH; 设置延时常数 MOV BUF2,6000H JMP DEL K2:MOV BUF1,0FFFFH; 设置延时常数 MOV BUF2,0A000H JMP DEL K3:MOV BUF1,0FFFFH; 设置延时常数 MOV BUF2,0FFFH JMP DEL DEL:MOV CX,BUF1 DEL1:LOOP DEL1 MOV AL,0FFFFH; 使D/A输出为5V MOV DX,290H OUT DX,AL MOV CX,BUF2; BUF2为延时时间表示对电机供电时间 DEL2:LOOP DEL2 JMP LLL CASE1MENU: CMP AL,'0' JZ MENU CMP AL,'1'; 继续 JNZ DISERR JMP CASE1 DISERR: LEA DX,ERR MOV AH,9 INT 21H; 显示错误提示 LEA DX,C1M MOV AH,9 INT 21H; 显示菜单1 MOV AH,1 INT 21H; 输入 JMP CASE1MENU QUIT: LEA DX,BYE MOV AH,9 INT 21H; 显示BYE MOV AH,4CH; 返回DOS INT 21HDISPHPROC NEAR PUSH AX; AL为输入信号 PUSH CX AND AL,0F0H; 将AL低四位置为0 MOV CL,4 SHR AL,CL; 将AL逻辑右移4位 ADD AL,30H; 转换为ASCII码 CMP AL,39H; 将AL与'9'比较 JBE SHOW ADD AL,07H; 若为字母,加7 SHOW:MOV DL,AL; 转换为ASCII码并显示高4位数据 MOV AH,2 INT 21H POP CX POP AX RET DISPHENDPLEDHPROC NEAR PUSH AX PUSH BXMOV AH,0 AND AL,0F0H; 将AL低四位置为0 MOV CL,4 SHR AL,CL; 将AL逻辑右移4位LEA DI,LED ADD DI,AXMOV DX,28AH; C口,显示十位 MOV AL,02H OUT DX,ALMOV DX,288H; A口,数码管显示高4位 MOV AL,0 OUT DX,AL; 数码管清零MOV AL,[DI] OUT DX,AL CALL DELAYPOP BX POP AX RET LEDHENDPLEDLPROC NEAR PUSH AX PUSH BXMOV AH,0 AND AL,0FH; 将AL高四位置为0LEA DI,LED ADD DI,AXMOV DX,28AH; C口,显示个位 MOV AL,01H OUT DX,ALMOV DX,288H; A口,数码管显示低4位 MOV AL,0 OUT DX,AL; 数码管清零MOV AL,[DI] OUT DX,AL ; CALL DELAYPOP BX POP AX RET LEDLENDPDISPLPROC NEAR PUSH AX; AL为输入信号 PUSH CX AND AL,0FH; 将AL高四位置为0 ADD AL,30H; 转换为ASCII码 CMP AL,39H; 将AL与'9'比较 JBE SHOW2 ADD AL,07H; 若为字母,加7 SHOW2:MOV DL,AL; 转换为ASCII码并显示高4位数据 MOV AH,2 INT 21H POP CX POP AX RET DISPLENDPADINTPROC NEAR; 延时子程序 PUSH AX PUSH BX PUSH CX MOV CX,0FFFFH DELA:MOV BX,2FH DELA1:DEC BX CMP BX,0 JNZ DELA1 LOOP DELA MOV DX,298H IN AL,DX; 端口读入数据 MOV SI,AX POP CX POP BX POP AX RET ADINTENDPDELAYPROC NEAR; 延时子程序 PUSH AX PUSH BX PUSH CX MOV CX,0FFFFH DELAY1:MOV BX,0FFH; 2FH DELAY2:DEC BX CMP BX,0 JNZ DELAY2 LOOP DELAY1 POP CX POP BX POP AX RET DELAYENDPCODEENDS ENDSTART

八、实验感受 本次综合设计实验中,将DAC0832、ADC0809、8255A、数码管、直流电机结合起来,完成了一个较为综合的实验,将所学知识结合在了一起,较好地完成了各元器件的综合应用,也加深了我对本课程的理解。
【接口与通讯综合设计(数字量与模拟量相互转换)】在实现该设计实验中遇到诸多未曾预料到的困难,首先解决的问题是个位与十位分离,该问题较为简单。最大的麻烦便是数码管显示问题,起初思路是对每一个采样值的电压进行多次循环交替显示,已达到两个数码管同时显示的错觉,但是并未能成功,出现的现象是两个数码管显示的结果总是相同的。之后更换思路,在两个数码管显示之间加入延时,由于采样的速度本来就比较快,因此达到了两个数码管同时显示,成功解决问题。
整个实验由设计到遇到问题,再到解决问题,收获很多。整个设计实验是我更加的灵活的使用了DAC0832、ADC0809、8255A芯片,更加深切的掌握了芯片的原理。

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