温度测控系统设计Word文档下载推荐.docx

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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-55℃~150℃，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2KΩ，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。

2.3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。

3、系统各部分功能模块介绍

3.1温度测量和控制部分

3.1.1温度测量部分

A\D590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。

A\D590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）uA×

10K=（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A\D转换器，那么A\D转换输出的数字量就和摄氏温度成线性比例的关系。

图3-1

3.1.2温度控制部分

当PC6为高电平时，三极管导通，继电器吸合，向降温系统输出12V电压降温；

反之，输入低电平，三极管截止，继电器断开，停止降温。

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3-2

3.2ADC0809与8255的连接

模拟输入通道地址A,B,C直接接地，因此ADC0809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3-3

3.38086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3-4

3.4数据显示部分

图3-5

3.5系统硬件原理图

图3-6

4、系统流程图

4.1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A\D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，不降温，反之拨动开关关闭，开始降温。

在此过程中，还可以重复设置温度值。

其流程图如图5-1所示。

图4-1

4.2BCD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60℃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60℃，此时，输出电压约为5.0V左右。

其流程图如图4-2所示。

图4-2

4.3显示子程序

采用动态显示方式，其流程图如图4-3所示。

4.4温度值设置子程序

为了避免降温过低，在程序设计中加了一条，即设定值不能大于60℃，否则就认为有错系统报警。

其流程图如图4-4所示。

图4-3

5系统调试

通过前一部分的介绍说明，我们对系统的工作情况有了大体的了解。

为了进一步了解系统的工作过程，这里介绍一下系统调试过程及调试过程中出现的一些具体的问题。

我们的实验调试软件运行于DOC环境下，其步骤如下：

5.1根据硬件图和原理图连接好线路。

5.2在PC机上敲入程序，并对其进行的查错，编译，连接，最后生成可执行文件。

5.3接上电源，敲入可执行文件的文件名，系统就开始了工作过程。

5.3.1这是DOC屏幕上会出现的一些提示信息，如

’ENTERANYKEYTOBEGIN!

’

’***LETPA0=0TOADJUSTTHETEMPERATUREVALUE!

***’

’***LETPA0=1TOINPUTA

NEWTEMPERATUREVALUE!

这里后两条只作注释用。

5.3.2然后敲任意一个键，系统就开始进行温度测量和显示，屏幕上就会显示

’INPUTTHETEMPERATURE：

在这一条信息之后敲入一温度值。

注意这里敲入的温度值不能大于76摄氏度，否则屏幕将会显示’INPUTVALUEERROR!

’并返回DOC。

（以后重新设定温度时也是如此）

5.4在正常情况下，敲入设定温度后系统就开始进行控制调节，当实际温度小鱼设定值时，系统就开始进行加热，如果不加改变，它就会加热一直稳定到设定的温度值；

如果这是想重新设置一温度，只要把8255的PA0读取拨动开关拨到1，屏幕上就会显示：

‘INPUTANEWTEMPERATURE:

这里又得注意一下，在敲入一个新的设定温度之前，得先把PA0读取拨动开关拨到0，否则，在敲完设定温度之后，屏幕上又会显示同样一条信息。

因为它是根据PA0是0还是1来决定是去重新输入设定温度还是去调节温度。

如果不先把PA0拨为0，它就是一直让你输入却不进行调节。

另外，这里温度值的设定的次数没有限制。

6程序如下：

CSADEQU209H

Z8279EQU212H

D8279EQU210H

LEDMODEQU00H；

左边输入，八位显示外部译码八位显示

LEDFEQEQU38H;

扫描频率

LEDCLSEQU0C1H;

清除显示RAM

Z8255EQU21BH

Z8255AEQU218H

Z8255CEQU21AH

COUNTEQU8

DATASEGMENT

DATA1DB4DUP（?

）

MESS1DB‘ENTERANYKEYTOBEGIN!

’,0DH,0AH,’$’

MESS2DB10,13,’ENTERANYKEYCANEXITTODOS!

’,0DH,0AH,’$’

MESS3DB10,13,’INPUTTHETEMPERATUREVALUE:

’,’$’

MESS4DB10,13,’INPUTVALUEERROR!

’,0DH,0AH,’$’

MESS5DB10,13,’INPUTANEWTEMPERATUREVALUE:

MESS6DB10,13,’***LETPA0=0TOADJUSTTHETEMPERATUREVALUE!

***’,0DH,0AH,’$’

MESS7DB10,13,’***LETPA0=1TOINPUTANEWTEMPERATUREVALUE!

***’,0DH,0AH,’$’

LEDDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H

DATAENDS

STACKSEGMENTSRACK

STADW50DUP（?

TOPEQULENGTHSTA

STACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA,ES:

DATA,SS:

STACK

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVES,AX

MOVAH,09H;

显示提示信息一

MOVDX,OFFSETMESS1

INT21H

显示提示信息六

MOVDX,OFFSETMESS6

显示提示信息七

MOVDX,OFFSETMESS7

MOVAH,08H

显示提示信息三

MOVDX,OFFSETMESS3

CALLinput;

输入设置的温度值存DATA1

OK：

MOVDX,Z8255;

设置A口为输入，C口为输出

MOVAL,92H

OUTDX,AL

MOVDX,Z8255C

MOVAL,00H

CALLdelay

CALLdelay

MOVDX,Z8279;

初始化8279

MOVAL,LEDMOD

MOVAH,09H;

显示提示信息二

MOVDX,OFFSETMESS2

BEGIN:

MOVBX,0

MOVCL,COUNT

MOVCH,0

BB:

MOVDX,CSAD;

启动A/D

MOVAX,0

INAL,DX;

采样A/D值

ADCBX,AX;

求平均值

LOOPBB

MOVAX,BX

RCRAX,1

RCRAX,

RCRAX,1

CALLchangtoBCD;

转化为十进制的温度值

MOVDI,OFFSETDATA1

MOV[DI+3],AL

CALLDIS

MOVBL,[DI+2];

取输入值

MOVAL,[DI+3];

取实际值

CMPAL,BL;

实际值与输入值比较

JBUP;

小于则不降温

MOVDX,Z82555A;

否则读开关量

INAL,DX

ANDAL,01H

JZDOWN;

PA0=0则开始降温

MOVAH,09H;

PA0=1则设置新的温度值，并将PA0切换到0进行新的控制调节

MOVDX,OFFSETMESS5

CALLinput

JMPBEGIN

UP:

MOVAL,40H

JMPAA

DOWN:

AA:

MOVAH,0BH;

坚持键盘状态，有键按下则返回DOC

CMPAL,0

JZCC

MOVAX,4C00H

CC:

JMPBEGIN

delayPROCNEAR;

延时子程序

PUSHCX

MOVCX,0F00H

LOOP$

POPCX

RET

DelayENDP

inputPROCMEAR;

温度值的设置子程序

MOVAH,1H

MOV[DI],AL

MOVBH,AL

MOVAH,1L

MOV[DI+1],AL

MOVBL,AL

ANDBH,0FH

RCLBH,1

RCLBH,1

ORBL,BH

MOVAL,BL

CMPAL,76H;

输入温度大于60则显示错误提示信息

JAERR

MOV[DI+2],AL

InputENDP

ERR:

显示错误提示信息

MOVDX,OFFSETMESS4

ChangetoBCDPROCNEAR;

BCD码转换子程序

MOVBL,3

MULBL

MOVBL,10

DIVBL

AAM;

非压缩BCD码乘法调整指令

MOVAL,AH

MOVCL,04H

RORAL,CL

XORAL,BL

ChangetoBCDENDP

DISPROCNEAR;

显示子程序

MOVAL,0FH

PUSHAX

MOVDX,Z8279

MOVAL,90H

POPAX

PUSHBX

LEABX,LED

XLAT

POPBX

MOVDX,D8279

ANDAL,0FH

DISENDP

CODEENDS

ENDSTART

四、结论与展望

本设计中应用了许多单片机芯片和单片机常用的外部设，单片机芯片如：

ADC0809，8255等。

单片机外部设备如：

温度检测元件AD590，键盘和显示系统中的LED显示器等。

该系统的主要优点如下：

一、本系统本着简单可靠的原则完成了设计要求，尽量做到线路简单，充分利用软件编程，安装比较灵活而且价格较低。

二、在系统的硬件和软件设计中，都加有安全设计部分，避免加热过高造成设备的损坏。

同时，该系统在测量过程中会带来系统误差。

五、心得体会及建议

通过近一周的课程设计时间，课程设计的基本目的达到了

随着科技的进步温度控制系统的实现方法已经很多，由传统的物理实现转变到软件实现，而且起精确程度也大大的提高，且实现方法也越来越简单。

在这里是在学完了《微型计算机原理及应用》进行的课程设计，所以这里是基于微机原理的基础知识来实现温度控制的，首先应该画出硬件设计图，这个过程是基础，然后是流程图，这个是重点，流程图的完成在很大程度上等于程序的完成，然后是程序的编写。

通过辅导老师的指导，同学们的相互帮助，我收获了很多，也通过设计增强了自己动手的能力，同时也对自己所学到的知识作一个肯定。

学好这门课程在自己今后的学习和工作中都有很大的作用，对自己以后的帮助也很大.这次课程设计给我的最大的印象就是如果自己有了兴趣，就动手去做，困难在你的勇气和毅力下是抬不了头的。

而在这次课程设计中，也是对《微型计算机原理及应用》的复习。

同时在设计中使我的编程水平提高了一大步，使我认识到合作的可贵。

这次设计涉及到很多芯片的应用，最大特点是软，硬件的结合，对动手能里的要求很大。

也使我更加的体会到，在一定程度和科技水平上，硬件和软件是可以实现对等转化的。

温控系统的发展史就很好的诠释了这个过程。

从物理硬件实现到软件实现。

六、附录

1、8086微处理器的一般性能特点

（1）16位的内部结构，16位双向数据信号线；

（2）20位地址信号线，可寻址1M字节存储单元；

（3）较强的指令系统；

（4）利用第16位的地址总线来进行I/O端口寻址，可寻址64K个I/O端口；

（5）中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达256个；

（6）单一的＋5V电源，单相时钟5MHz。

2、8086CPU芯片是双列直插式集成电路芯片，都有40个引脚，其中32个引脚在两种工作模式下的名称和功能是相同的，还有8个引脚在不同的工作模式下，具有不同的名称和功能。

下面，我们分别来介绍这些引脚的输入/输出信号及其功能。

VCC、GND：

电源、接地引脚（3），8088/8086CPU采用单一的+5V电源，但有两个接地引脚。

AD15—AD0（AddressDataBus）:

地址/数据复用信号输入/输出引脚（16），分时输出低16位地址信号及进行数据信号的输入/输出。

A19/s6—A15/s3（AddressStatusBus）:

地址/状态复用信号输出引脚（4），分时输出地址的高4位及状态信息，其中s6为0用以指示8086/8088CPU当前与总线连通；

s5为1表明8086/8088CPU可以响应可屏蔽中断；

s4、s3共有四个组态，用以指明当前使用的段寄存器，00—ES，01—SS，10—CS，11—DS。

（4）NMI（Non-MaskableInterrupt）、INTR（InterruptRequest）:

中断请求信号输入引脚

（2），引入中断源向CPU提出的中断请求信号，高电平有效，前者为非屏蔽中断请求，后者为可屏蔽中断请求信号。

（5）

（Read）:

读控制输出信号引脚

（1），低电平有效，用以指明要执行一个对内存单元或I/O端口的读操作，具体是读内存单元，还是读I/O端口，取决于

控制信号。

（6）CLK/（Clock）：

时钟信号输入引脚

（1），时钟信号的方波信号，占空比约为33%，即1/3周期为高电平，2/3周期为底电平，8088/8088的时钟频率（又称为主频）为4。

77MHz，即从该引脚输入的时钟信号的频率为4。

77MHz。

（7）Reset（Reset）:

复位信号输入引脚

（1），高电平有效。

8088/8086CPU要求复位信号至少维持4个时钟周期才能起到复位的效果，复位信号输入之后，CPU结束当前操作，并对处理器的标志寄存器、IP、DS、SS、ES寄存器及指令队列进行清零操作，而将CS设置为0FFFFH。

（8）READY（Ready）:

“准备好”状态信号输入引脚

（1），高电平有效，“Ready”输入引脚接收来自于内存单元或I/O端口向CPU发来的“准备好”状态信号，表明内存单元或I/O端口已经准备好进行读写操作。

该信号是协调CPU与内存单元或I/O端口之间进行信息传送的联络信号。

（9）

（Test）:

测试信号输入引脚

（1），低电平有效，TEST信号与WAIT指令结合起来使用，CPU执行WAIT指令后，处于等待状态，当TEST引脚输入低电平时，系统脱离等待状态，继续执行被暂停执行的指令。

（10）MN/MX（Minimum/MaximumModelControl）：

最小/最大模式设置信号输入引脚

（1），该输入引脚电平的高、低决定了CPU工作在最小模式还是最大模式，当该引脚接+5V时，CPU工作于最小模式下，当该引脚接地时，CPU工作于最大模式下。

（11）

/S7（BusHighEnable/Status）:

高8位数据允许/状态复用信号输出引脚

（1），输出。

分时输出

有效信号，表示高8为数据线D15—D8上的数据有效和S7状态信号，但S7未定义任何实际意义。

38255A并行I\O接口

　一个并行输入/输出的LSI芯片，多功能的I/O器件，可作为CPU总线与外围的接口。

　　具有24个可编程设置的I/O口，即使3组8位的I/O口为PA口，PB口和PC口。

它们又可分为两组12位的I/O口，A组包括A口及C口（高4位，PC4~PC7），B组包括B口及C口（低4位，PC0~PC3）。

A组可设置为基本的I/O口，闪控（STROBE）的I/O闪控式，双向I/O3种模式；

B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式，而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定。

3.28255引脚功能

　　RESET:

复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。

　　CS:

芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时，即

=0时，表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯；

=1时，8255无法与CPU做数据传输。

　　RD:

读信号线，当这个输入引脚为低电平时，即

=0且

=0时，允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。

　　WR:

写入信号，当这个输入引脚为低电平时，即

=0时，允许CPU将数据或控制字写入