8086系统中数字温度传感器TC77的Proteus仿真

时斌

【摘要】Proteus软件强大的CPU仿真功能让其在电子、通信、物联网等相关专业的课程学习中有着重要作用。本文给出了一个用Proteus软件仿真8086系统下数字温度传感器TC77的实例，指出在教学实践中采用适当的仿真技术对教学质量提高的重要意义。

【关键词】微机原理 8086 TC77 Proteus 仿真

电子、通信、物联网等相关专业在选修课学习中大多有传感器技术等课程，而对传感器的相关实验有仿真和实际制作两大类，即使是实际制作，之前先做仿真也是一个比较好的选择。目前高校的教学中以8088为重点的微机原理课程一般安排在单片机之前，以致学习传感器课程时单片机课程尚未学完，故用微机原理的知识进行传感器的仿真成为一种选择，同时也能深化对微机原理课程的理解。

1 8086最小系统

微机原理课程大多以8088为核心进行讲解，但遗憾的是目前Proteus软件里没有8088CPU，只有8086，故要稍作修改，幸好改的地方不多。

图1 8086最小系统图

图1为8086最小系统图，该图提供了16根地址线A0～A15，8根数据线D0～D7，理论上8086可提供16根数据线，但本应用中有8根即可，所以D8～D15没有画出。注意8086的READY端要接VCC，否则系统运行时只运行1条语句，8086的CLK端未接，时钟用的是内部仿真时钟，一般用5MHz即可。

2 系统的控制信号

图2 8086系统的控制信号

图2为系统的控制信号，CS0为8255的片选信号，IOR和IOW为8255的读选通和写选通信号。另外要注意8086的28脚M/IO信号和8088不一样，该脚为低电平时表示IO接口，高电平时表示存储器，该表示方法正好和8088相反。

3 IO接口及传感器和显示部分

图3 8255接口、TC77和显示部分

图3为8255接口和数字传感器TC77及数码管显示部分，8255的A口接数码管的段码，B口低4位接数码管的位码，本应用中用的是共阳数码管。8255的PC7接TC77的CS，PC6接TC77的SCK，PC0接TC77的SI/O。

采用数码管显示是因为程序比较简单，毕竟8086CPU要用汇编进行编程。

4 数字温度传感器TC77

如图3所示，TC77有5个引脚，另外2个是电源和地。

图4 TC77的时序图

图5 TC77的数据格式

图4为TC77的时序图，图5为TC77的数据格式。由图5可看出TC77有16位数据，但其中后3位不用，一直为1，所以有效位为13位，故图4时序图中为13位数据，注意其中第1位为符号位，最低有效位表示0.0625℃。

5 数码管显示子程序

display proc ；输出一位数码管

mov dx，8020h

mov bx，offset seg7

xlat

xor al，0FFh

out dx，al ；输出段码

mov dx，8022h

mov al，ah

out dx，al ；输出位码

call delay

mov al，00h ；清位码

out dx，al

ret

display endp

org 0400h ；数码管段码

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

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

上述程序为显示子程序，注意seg7段放在程序的代码段里，因为在Proteus中分段比较麻烦，为简单考虑就一起放在代码段里了。8255的控制口地址为8026h，A口地址为8020h，B口地址为8022h，C口地址为8024h。该子程序的入口AL中放入要输出的00～0F字符，AH中放入位码，第1个数码管为01h，第2、3、4数码管分别为02h、04h、08h。

6 读取TC77数据子程序

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

上述程序为TC77读取数据程序，为简单起见，未考虑小数和负数的情况。返回的TC77数据放在AH中。该程序先把TC77的CS置1，SCK清0，再把CS清0，然后开始串行读取数据，总共读了9位，其中第1位为符号位，为简单考虑丢弃了，最后1位正好代表1℃。

7 主循环程序

start proc far

mov sp，800h

mov dx，8026h

mov al，81h

out dx，al

s10： call getdata ；ah：温度值

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

上述程序为主循环程序，第1行设置了SP，后3行对8255进行初始化。循环体中的程序为调用读取TC77数据子程序及把返回的AH值用十进制方式显示在数码管的2、3位上。

7 仿真结果

图6 仿真结果

图6为仿真结果，如调整TC77的上下按钮可看到数码管上的数据相应变化，TC77每一次变化0.5℃，连续变化2次就可看到数码管上变化1℃。图6中示波器上的3个信号分别为TC77的CS、SCK、SI/O信号，图6中SI/O的数据为000011100，第1位为符号位，后面8位转换为十进制即为28，和数码管中显示的一致。

本文给出了一个用Proteus软件仿真8086系统下数字温度传感器TC77的实例，很好地理解了数字温度传感器的使用方法，为以后的实际制作打下了良好的基础，同时用8086CPU做主控系统在高校的本科教学中也起到了承上启下的效果。

【参考文献】

[1]微型计算机原理与接口技术（第3版）冯博琴 吴宁主编 清华大学出版社