8086系統(tǒng)中數(shù)字溫度傳感器TC77的Proteus仿真

時(shí)斌

【摘要】Proteus軟件強(qiáng)大的CPU仿真功能讓其在電子、通信、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)的課程學(xué)習(xí)中有著重要作用。本文給出了一個(gè)用Proteus軟件仿真8086系統(tǒng)下數(shù)字溫度傳感器TC77的實(shí)例，指出在教學(xué)實(shí)踐中采用適當(dāng)?shù)姆抡婕夹g(shù)對教學(xué)質(zhì)量提高的重要意義。

【關(guān)鍵詞】微機(jī)原理 8086 TC77 Proteus 仿真

電子、通信、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)在選修課學(xué)習(xí)中大多有傳感器技術(shù)等課程，而對傳感器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)有仿真和實(shí)際制作兩大類，即使是實(shí)際制作，之前先做仿真也是一個(gè)比較好的選擇。目前高校的教學(xué)中以8088為重點(diǎn)的微機(jī)原理課程一般安排在單片機(jī)之前，以致學(xué)習(xí)傳感器課程時(shí)單片機(jī)課程尚未學(xué)完，故用微機(jī)原理的知識(shí)進(jìn)行傳感器的仿真成為一種選擇，同時(shí)也能深化對微機(jī)原理課程的理解。

1 8086最小系統(tǒng)

微機(jī)原理課程大多以8088為核心進(jìn)行講解，但遺憾的是目前Proteus軟件里沒有8088CPU，只有8086，故要稍作修改，幸好改的地方不多。

圖1 8086最小系統(tǒng)圖

圖1為8086最小系統(tǒng)圖，該圖提供了16根地址線A0～A15，8根數(shù)據(jù)線D0～D7，理論上8086可提供16根數(shù)據(jù)線，但本應(yīng)用中有8根即可，所以D8～D15沒有畫出。注意8086的READY端要接VCC，否則系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)只運(yùn)行1條語句，8086的CLK端未接，時(shí)鐘用的是內(nèi)部仿真時(shí)鐘，一般用5MHz即可。

2 系統(tǒng)的控制信號(hào)

圖2 8086系統(tǒng)的控制信號(hào)

圖2為系統(tǒng)的控制信號(hào)，CS0為8255的片選信號(hào)，IOR和IOW為8255的讀選通和寫選通信號(hào)。另外要注意8086的28腳M/IO信號(hào)和8088不一樣，該腳為低電平時(shí)表示IO接口，高電平時(shí)表示存儲(chǔ)器，該表示方法正好和8088相反。

3 IO接口及傳感器和顯示部分

圖3 8255接口、TC77和顯示部分

圖3為8255接口和數(shù)字傳感器TC77及數(shù)碼管顯示部分，8255的A口接數(shù)碼管的段碼，B口低4位接數(shù)碼管的位碼，本應(yīng)用中用的是共陽數(shù)碼管。8255的PC7接TC77的CS，PC6接TC77的SCK，PC0接TC77的SI/O。

采用數(shù)碼管顯示是因?yàn)槌绦虮容^簡單，畢竟8086CPU要用匯編進(jìn)行編程。

4 數(shù)字溫度傳感器TC77

如圖3所示，TC77有5個(gè)引腳，另外2個(gè)是電源和地。

圖4 TC77的時(shí)序圖

圖5 TC77的數(shù)據(jù)格式

圖4為TC77的時(shí)序圖，圖5為TC77的數(shù)據(jù)格式。由圖5可看出TC77有16位數(shù)據(jù)，但其中后3位不用，一直為1，所以有效位為13位，故圖4時(shí)序圖中為13位數(shù)據(jù)，注意其中第1位為符號(hào)位，最低有效位表示0.0625℃。

5 數(shù)碼管顯示子程序

display proc ；輸出一位數(shù)碼管

mov dx，8020h

mov bx，offset seg7

xlat

xor al，0FFh

out dx，al ；輸出段碼

mov dx，8022h

mov al，ah

out dx，al ；輸出位碼

call delay

mov al，00h ；清位碼

out dx，al

ret

display endp

org 0400h ；數(shù)碼管段碼

seg7 db 03fh，006h，05bh，04fh，066h，06dh，07dh，007h，

db 07fh，06fh，077h，07ch，039h，05eh，079h，071h

上述程序?yàn)轱@示子程序，注意seg7段放在程序的代碼段里，因?yàn)樵赑roteus中分段比較麻煩，為簡單考慮就一起放在代碼段里了。8255的控制口地址為8026h，A口地址為8020h，B口地址為8022h，C口地址為8024h。該子程序的入口AL中放入要輸出的00～0F字符，AH中放入位碼，第1個(gè)數(shù)碼管為01h，第2、3、4數(shù)碼管分別為02h、04h、08h。

6 讀取TC77數(shù)據(jù)子程序

Getdata proc

mov ah，0h

mov dx，8024h

mov al，80h ；CS：1，SCK：0

out dx，al

mov al，00h ；CS：0，SCK：0

out dx，al

mov cx，9

g10： in al，dx

and al，01h

shl ah，1

add ah，al

mov al，40h ；SCK：1

out dx，al

mov al，00h ；SCK：0

out dx，al

loop g10

mov al，80h ；CS：1

out dx，al

ret

getdata endp

上述程序?yàn)門C77讀取數(shù)據(jù)程序，為簡單起見，未考慮小數(shù)和負(fù)數(shù)的情況。返回的TC77數(shù)據(jù)放在AH中。該程序先把TC77的CS置1，SCK清0，再把CS清0，然后開始串行讀取數(shù)據(jù)，總共讀了9位，其中第1位為符號(hào)位，為簡單考慮丟棄了，最后1位正好代表1℃。

7 主循環(huán)程序

start proc far

mov sp，800h

mov dx，8026h

mov al，81h

out dx，al

s10： call getdata ；ah：溫度值

mov al，ah

mov ah，0

mov bl，10

div bl

push ax

mov al，ah

mov ah，4

call display

pop ax

mov ah，2

call display

jmp s10

start endp

上述程序?yàn)橹餮h(huán)程序，第1行設(shè)置了SP，后3行對8255進(jìn)行初始化。循環(huán)體中的程序?yàn)檎{(diào)用讀取TC77數(shù)據(jù)子程序及把返回的AH值用十進(jìn)制方式顯示在數(shù)碼管的2、3位上。

7 仿真結(jié)果

圖6 仿真結(jié)果

圖6為仿真結(jié)果，如調(diào)整TC77的上下按鈕可看到數(shù)碼管上的數(shù)據(jù)相應(yīng)變化，TC77每一次變化0.5℃，連續(xù)變化2次就可看到數(shù)碼管上變化1℃。圖6中示波器上的3個(gè)信號(hào)分別為TC77的CS、SCK、SI/O信號(hào)，圖6中SI/O的數(shù)據(jù)為000011100，第1位為符號(hào)位，后面8位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制即為28，和數(shù)碼管中顯示的一致。

本文給出了一個(gè)用Proteus軟件仿真8086系統(tǒng)下數(shù)字溫度傳感器TC77的實(shí)例，很好地理解了數(shù)字溫度傳感器的使用方法，為以后的實(shí)際制作打下了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)用8086CPU做主控系統(tǒng)在高校的本科教學(xué)中也起到了承上啟下的效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)（第3版）馮博琴 吳寧主編 清華大學(xué)出版社