微机原理与接口课程设计温度控制系统

1、信息科学与技术学院微机原理与接口课程设计课 程 题 目：温度控制系统 学 生 姓 名： 唐维 学 号： 2009082208 专业、年级 ： 计科 09 级1 班 指 导 教 师： 周涛 时 间： 2012年1月12日 目录 1题目及要求31.1 题目：设计一个温度控制系统31.2 要求：32. 功能设计32.1 功能模块32. 2 ADC0809与8255的连接52.3系统流程图72.3.2 BCD码转换子程序92.3.3.显示子程序92.3.4.温度值设置子程序93.详细设计113.1 系统工作原理113.2 系统硬件选择和设计113.3 ADC0809123.4 8279键盘、显示接口电路143.4.3 LED显示器工作原理173.5系统软件设计184.总结195.参考文献196.附：源程序191题目及要求 1.1 题目：设计一个温度控制系统 1.2 要求： 1）、检测 2）、数码管显示 3）、报警2. 功能设计2.1 功能模块 2.1.1 温度测量和控制部分 1）温度测量部分 AD590是AD公司生产的一种精度和线度较好的双端集成传感器，其输出电流与绝对温度有关，对于电源电压从

2、5-10V变化只引起1uA最大电流的变化或1摄氏度等效误差。图4-1给出了用于获得正比于绝对温度的输出电流的基本温度敏感电路。AD590输出的电流I=（273+T）uA(T为摄氏温度)。因此测量的电压V为（273+T）uA10K=（2.73+T/100）V，为了将电压测量出来，又务必使电流I不分流出来。使用电压跟随器使其输出电压V2等于V 。由于一般电源供应多器件之后，电源是带杂波的，因此使用稳压二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，其输出电压V1需调至2.73V。差动放大器其输出V0 为（100K/10K）(V2-V1)=T/10，如果现在为摄氏28，输出电压为2.8V。 输出电压接AD转换器，那么AD转换输出的数字量就和摄氏温度成线性比例的关系。 图2-1温度测量部分2）温度控制部分 当PC6为高电平时，三极管导通，继电器吸合，向加热系统输出12V电压加热；反之，输入低电平，三极管截止，继电器断开，停止加热。在图4-中，二极管的作用是吸收继电器端开时产生的浪涌电压。 图2-2温度控制部分2.1.2 ADC0809与8255的连接模拟输入通道地址A,B,C直接接地，因此ADC080

3、9只对通道IN0输入的电压进行模数转换。为了减少输入噪声其他通道直接接地。ADC0809的数据线D0-D7与8255的PB0-PB7相连接。其片选CS与8086的地址/数据总线AD14相连接。 图2-3 ADC0809与8255的连接2.1.3 8086的可编程外设接口电路8255的数据口D0-D7与CPU的6根控制线相连接，控制8255A内部的各种操作。控制线RESET用来使8255A复位。CS和地址线A1及A0用于芯片选择和通道寻址。分别与8086的高位地址线A19，A1,A0相连接。图 2-4 8086的可编程外设接口电路2.4 数据显示部分 图2-5 数据显示部分 图2-6 系统硬件原理图2.3系统流程图 2.3.1 主程序 通过开始界面，显示提示信息，调用温度子程序，设置温度。通过模数转换器采集AD值并求其平均值。调用BCD码转换子程序将其转换为十进制温度值；调用显示子程序，如果温度高于实际温度，就加热，反之拨动开关关闭，停止加热。在此过程中，还可以重复设置温度值。其流程图如图2-7所示。N开始系统初始化显示提示信息调用温度值设置子程序实际温度低于给定值PA0=1加热8255

4、 PC6口=1停止加热8255 PC6口=0显示提示信息调用温度值设置子程序重新设置温度并将PA0拨到0 以进行重新调节有键按下返回采集AD值并求其平均值调用BCD码转换子程序将其转换为十进制温度值调用显示子程序YYNNN 图2-7主程序 2.3.2 BCD码转换子程序 设定温度为0摄氏度时变换放大电路送出的模拟量为0.0V，此时A/D输出的数字量为00H；温度为76.5时变换器送出对应电压4.98V，此时A/D输出的数字量为FFH，即每0.3对应1LSB的变化量，对应电压值为19.5mV。 报警温度设定为76.8，此时，输出电压约为5.0V左右。 其流程图如图2-8所示。通过移位得到组合BCD码BCD码转换子程序将采集得到的平均值乘以0.3 转换为温度值返回对其进行非压缩BCD码乘法调整 图2-8 BCD码转换子程序2.3.3.显示子程序采用动态显示方式，其流程图如图2-9所示。2.3.4.温度值设置子程序 问了避免加热温度过高，在程序设计中加了一条，即设定值不能大于76.8否则就认为有错系统报警。其流程图如图2-10所示。温度设置子程序显示子程序 键入温度值十位上的数值将它存于DI

5、返回声音报警并显示错误信息返回将温度值存于DI+1设置温度大于76将十位上的数值左移四位并与个位上的数值既得温度值键入温度值个位上的数值将它存于DI+1返回延时显示温度值十位上的数值通过查表指令得到对应的数码管的断码得到温度值十位上的数值取出（BL）中的温度值延时显示温度值个位上的数值通过查表指令得到对应的数码管的断码得到温度值各位上的数先将十进制温度值（AL）送到(BL) 图2-10温度设置子程序图2-9显示子程序3.详细设计 3.1 系统工作原理 1）温度测量显示部分温度通过AD590温度传感集成芯片，将温度变化量转换成电压值变化量，经过OP07一级跟随后输入到电压放大电路，放大后的信号输入到A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，然后将该数字信号通过然间编程转化为十进制BCD码，并送到8279进行温度值的显示。2） 温度控制部分温度的上升或下降，通过给加热系统通断电来实现。当需要加热时，8255的PC6输出低电平，启动加热系统。当需要降温时，8255的PC6输出高电平，关闭加热系统。加热或降温的控制信号通过8255的PA0读取拨动开关的状态来实现。 3.2 系统硬件选择和设计 1）

6、系统扩展接口的选择 本次设计采用的是8086微处理器，选择8255A可编程并行接口作为系统的扩展接口，8255A的通用性强，适应灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。 2）温度传感器与AD转换器的选择本系统选用温度传感器AD590构成测温系统。AD590是一种电压输入、电流输出型集成温度传感器，测温范围为-55150，非线性误差在0。30，其输出电流与温度成正比，温度没升高1K（K为开尔文温度），输出电流就增加1uA。其输出电流I=(273+T)uA。本设计中串联电阻的阻值选用2K，所以输出电压V+=(2730 + 10T)MV.另外，为满足系统输入模拟量进行处理的功能，对其再扩展一片ADC0809，以进行模拟数字量转化。 3）显示接口芯片为满足本次设计温度显示的需要，我们选择了8279芯片，INTEL8279芯片是一种通用的可编程的键盘、显示接口器件，单个芯片就能完成键盘键入和LED显示控制两种功能。备注：系统硬件接线应尽量以插接形式连接，这样便于多用途使用和故障的检查和排除。3.3 ADC08091）ADC0809概述ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的

7、器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。2) ADC0809的主要特性1）8路输入通道，8位AD转换器，即分辨率为8位。 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间为100s4）单个5V电源供电 5）模拟输入电压范围05V，不需零点和满刻度校准。 6）工作温度范围为-4085摄氏度 7）低功耗，约15mW。3) 内部结构 3.1)ADC0809的内部逻辑结构由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 图2-11 ADC0809的内部逻辑结构 3.2）外部特性（引脚功能）ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图1323所示。下面说明各引脚功能。 IN0IN7：8路模拟量输入端。 2-12-8： 8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START： AD转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基准电压。 Vcc：电源，单一5V。 GND：地。 3.3）ADC0809的工作过程首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 AD转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到AD转换完成，EOC变为高电平，指示AD转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数

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