《温度测控系统方案(最终版本)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温度测控系统方案(最终版本)（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、德州学院微机原理课程设计论文题目：基于8086温度测控系统的设计专业班级：09电子信息工程本科小组成员: 訾安琪 200900802038张 娜 200900802041孙圆芳 200900802079指导老师：王春玲完成时间：2011年6月26日目 录摘要1前言11 方案比较及论证 .12 整体方案.22.1 温度控制系统的总体结构22.2系统扩展接口的选择.22.3温度传感器与AD转换器的选择.22.4 显示接口芯片23 单元模块设计. 23.1 温度控制.23.2 温度测试33.3 ADC0809与8255的连接模块.33.4 微处理器模块43.5 显示功能模块54 系统工作原理及软件设
2、计.74.1系统工作原理.74.2系统流程图.75 总电路原理图及系统调试.9 5.1 电路原理图.95.2系统调试.9总结10参考文献.11基于8086温度测控系统的设计摘 要该课程主要运用微机原理理论知识设计出基于8086微处理器的温度测控系统，在温度处理方面采用温度传感器AD590采集温度数据，并运用CPU把温度值稳定在预设温度。当温度低于预设温度值时系统启动电加热器，当这个温度高于预设温度值时断开电加热器。该系统把理论和实验良好的结合，取得了较为满意的控制效果。可应用在一些精度要求不太高的系统中。而且该实验操作系统灵活简便，控制操作简单。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。【关键词】控制系统 温度传
3、感器 A/D转换器 8086微处理器前 言随着电子技术的发展，微处理器8086在工业控制系统诸多领域得到了广泛的应用,由于它具有极好的稳定性，更快和更准确的运算精度。温度控制系统在现代工业设计、工程建设及日常生活中的应用越来越广泛。目前，微机测控系统的发展非常迅速，应用也极为广泛，它由于体积小、功能强、性能稳定、价格低廉等优点，使其在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。在此基础上发展起来的智能仪器无论是在测量的准确度、灵敏度、可靠性、自动化程度、应用功能等方面或在解决测试技术问题的深度及广度方面都有了巨大的发展。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在测试技术方面的广泛运
4、用，智能仪器有了更大的发展。温度测试仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1 方案比较及论证方案一： 采用铂电阻温度传感器的电阻与温度的关系是非线性的，用电桥实现温度升高引起的电阻变化对应于电压的变化。经A/D转换器后，送入锁存器锁存，在经译码器输出后，再在数码管上显示，由于74LS373具有锁存功能就能实现四位的温度显示。由于铂电阻与温度的关系是非线性的，因此输出的结果测试精度较低，并且不能达到我们对温度控制的要求。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。方案二： 设计一种温度控制方法将温度控制到某一设定值，并保持稳定。同时还可以根据实际需要重新设置温度并进行重新控制调节，使温度达
5、到一新的设定值，并保持稳定。这里的重新设置和控制可以进行无限多次，当然这个设置值得在某一最大值范围之内，这里把最大值设为68。当设置温度大于68时，系统就会报错并退出系统。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。本设计选用方案二2 整体方案2.1 温度控制系统的总体结构温度信息由温度传感器测量并转换成微安级的电流信号，经过运算放大电路将温度传感器输出的小信号进行跟随放大，输入到A/D转换器（ADC0809）转换成数字信号输入主机。数据经过标度转换后，一方面通过数码管将温度显示出来；另一方面，将该温度值与设定的温度值进行比较，调整电加热炉的开通情况，从而控制温度。在断开电加热器，温度仍然异常，报警器发出声音报警，
6、提示采取相应的调整措施。其温度控制系统的原理框图如图所示：彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。电压跟随器运算放大电路温度传感器AD转换器微处理器加热控制电路报警译码显示图2-1温度控制系统的原理框图2.2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。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。2.3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
7、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。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。2.4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。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。3 单元模块设计3.1 温度控制当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
8、截止，继电器断开，停止加热。二极管的作用是吸收继电器端开时产生的浪涌电压。如图3-1所示。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。图3-1温度控制电路3.2温度测量AD590输出的电流：I=（273+T）uA(T为摄氏温度)。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。如图3-2。图3-2温度测量电路3.3 ADC0809与8255的连接模块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器件。连接图如图3-3所示：图3-3 ADC0809与8255的连接图3.4微处理器模块8255A并行IO接口模块：8255A芯片内包含有3个8位的端口，它们是A口，B口和C口。
9、这3个端口均可作为CPU与外设通讯时的缓冲器或锁存器，当需要“状态”或“联络”信号时，C口可以提供，此时，将C口的高4位为A口所用，C口的低4位为B口所用。3个端口通过各自的输入/输出线与外设联系。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。8086CPU的编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU（Execution Unit）。8086CPU的内部功能结构如图3-4所示:預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。图3-4 8086CPU的编程结构图8086的可编程外设接口电路：8255的数据口
10、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。如图3-5。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。图3-5 8255与cpu连接3.5显示功能模块8279的功能介绍逻辑符号如图3-6所示。它用于8085、MCS-51系统。它最多可外接8X8的键盘及16X8的七段数码显示器。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。图3-6 8279的逻辑符号通过控制管脚a、b、c、d、e、f、g、dp的电平即可获得所需的符号显示。显示器的工作方式有两种，一种是静态显示：当显示器显示某一个字符
11、时，相应的发光二极管恒定地导通或截止。另一种事本次设计中采用的动态显示方式：所谓动态显示即一位一位轮流的点亮各位显示器，对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。但由于时间间隔很小，我们就可以看到完整的显示了。显示电路如图3-7所示：擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。图3-7 数据显示电路4系统工作原理及软件设计4.1系统工作原理本设计的目的是以8086微处理器为控制器，将温度传感器输出的小信号经过放大和低通滤波后，送至A/D转换器；微控制器实时采集、显示温度值（要求以摄氏度显示），同时系统还应可设定、控制温度值，使系统工作在设定温度。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。4.2系统流程图1主程序通过开始界面，显示提示
12、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4-1所示。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。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 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有键按下蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘
13、。图 4-1主程序流程图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68.5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。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。其流程图如图4-2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码乘法调整綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。图4-2BCD码转换子程序图5 总电路原理图及系统调试5.1 电路原理图图5-1电路原理图5.2系统调试我们的实验调试软件运行于DOC环境下，其步骤如下：一、根据硬件图和原理图连接好线路。二、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。三、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。1）这是DOC屏幕上会出现的一些提示信息，如ENTER ANY KEY TO BEGIN!* LET
