8086系統中數字溫度傳感器TC77的Proteus仿真

時斌

【摘要】Proteus軟件強大的CPU仿真功能讓其在電子、通信、物聯網等相關專業的課程學習中有著重要作用。本文給出了一個用Proteus軟件仿真8086系統下數字溫度傳感器TC77的實例，指出在教學實踐中采用適當的仿真技術對教學質量提高的重要意義。

【關鍵詞】微機原理 8086 TC77 Proteus 仿真

電子、通信、物聯網等相關專業在選修課學習中大多有傳感器技術等課程，而對傳感器的相關實驗有仿真和實際制作兩大類，即使是實際制作，之前先做仿真也是一個比較好的選擇。目前高校的教學中以8088為重點的微機原理課程一般安排在單片機之前，以致學習傳感器課程時單片機課程尚未學完，故用微機原理的知識進行傳感器的仿真成為一種選擇，同時也能深化對微機原理課程的理解。

1 8086最小系統

微機原理課程大多以8088為核心進行講解，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最小系統圖

圖1為8086最小系統圖，該圖提供了16根地址線A0～A15，8根數據線D0～D7，理論上8086可提供16根數據線，但本應用中有8根即可，所以D8～D15沒有畫出。注意8086的READY端要接VCC，否則系統運行時只運行1條語句，8086的CLK端未接，時鐘用的是內部仿真時鐘，一般用5MHz即可。

2 系統的控制信號

圖2 8086系統的控制信號

圖2為系統的控制信號，CS0為8255的片選信號，IOR和IOW為8255的讀選通和寫選通信號。另外要注意8086的28腳M/IO信號和8088不一樣，該腳為低電平時表示IO接口，高電平時表示存儲器，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接口和數字傳感器TC77及數碼管顯示部分，8255的A口接數碼管的段碼，B口低4位接數碼管的位碼，本應用中用的是共陽數碼管。8255的PC7接TC77的CS，PC6接TC77的SCK，PC0接TC77的SI/O。

采用數碼管顯示是因為程序比較簡單，畢竟8086CPU要用匯編進行編程。

4 數字溫度傳感器TC77

如圖3所示，TC77有5個引腳，另外2個是電源和地。

圖4 TC77的時序圖

圖5 TC77的數據格式

圖4為TC77的時序圖，圖5為TC77的數據格式。由圖5可看出TC77有16位數據，但其中后3位不用，一直為1，所以有效位為13位，故圖4時序圖中為13位數據，注意其中第1位為符號位，最低有效位表示0.0625℃。

5 數碼管顯示子程序

display proc ；輸出一位數碼管

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

上述程序為顯示子程序，注意seg7段放在程序的代碼段里，因為在Proteus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個數碼管為01h，第2、3、4數碼管分別為02h、04h、08h。

6 讀取TC77數據子程序

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

上述程序為TC77讀取數據程序，為簡單起見，未考慮小數和負數的情況。返回的TC77數據放在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據，總共讀了9位，其中第1位為符號位，為簡單考慮丟棄了，最后1位正好代表1℃。

7 主循環程序

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

上述程序為主循環程序，第1行設置了SP，后3行對8255進行初始化。循環體中的程序為調用讀取TC77數據子程序及把返回的AH值用十進制方式顯示在數碼管的2、3位上。

7 仿真結果

圖6 仿真結果

圖6為仿真結果，如調整TC77的上下按鈕可看到數碼管上的數據相應變化，TC77每一次變化0.5℃，連續變化2次就可看到數碼管上變化1℃。圖6中示波器上的3個信號分別為TC77的CS、SCK、SI/O信號，圖6中SI/O的數據為000011100，第1位為符號位，后面8位轉換為十進制即為28，和數碼管中顯示的一致。

本文給出了一個用Proteus軟件仿真8086系統下數字溫度傳感器TC77的實例，很好地理解了數字溫度傳感器的使用方法，為以后的實際制作打下了良好的基礎，同時用8086CPU做主控系統在高校的本科教學中也起到了承上啟下的效果。

【參考文獻】

[1]微型計算機原理與接口技術（第3版）馮博琴 吳寧主編 清華大學出版社