《杭电课程设计—数字温度计电路设计与调试--》由会员分享，可在线阅读，更多相关《杭电课程设计—数字温度计电路设计与调试--（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 微机接口技术课程设计说明书课程名称： 数字温度计电路设计与调试 学 院： 机 械 工 程 学 院 专 业： 机械设计制造及其自动化 组 员： 指导老师： 陈志平 赵骆伟 孔 敏 日 期： 2011年5月20日 目 录1课程设计任务书3 2说明书正文52.1 前 言52.2 现 状62.3 任务分析与方案设计 72.4 系统电路原理图102.5元器件参数选择及清单 142.6 电路的调试153. 心得体会 174. 参考文献 185. 附录 191课程设计任务书1.1 任务要求 在Dais实验台基础上设计并调试一个外接口电路，能够测量和显示所测量（依具体题目定）的值，且具有一定的控制功能，编程
2、并调试完成整个开发系统。每组一题，分别由34位同学合作完成。1.2 主要技术要求1） 测温题要求温度测量：0摄氏度+100摄氏度； 电机转速题要求：01500r/min；称重题要求：自行设定。 2） 显示精度：0.1g1.3 主要完成任务 1、查找相关资料，确定课程设计方案； 2、微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试； 3、用Protel2004绘制微机最小系统配置原理图； 4、用Protel2004绘制相关项目的接口原理图； 5、编写有关项目的程序，并进行调试； 6、按照相关项目内容要求，上机进行联调； 7、编写课程设计报告。1.4提交成果 1).课程设计说明书一本。（电子文档和
3、打印稿各一份） 要求：内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据，计算精确。所附电路图布局合理，清晰完备，图形和符号要规范。 2). 所用元器件清单。 3). 电路实体一套。要求：该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。1.5 时间按排4.23晚：布置任务与接口电路只是授课4.245.05：查找相关资料，初拟总体方案；讨论确定总方案；上级熟悉 Protel2004 软件；微机最小系统配置原理图，相关接口电路图设计；借领工具，分发参考资料、PCB板及相关元器件。5.065.16：接口 电路PCB板焊接、装配、调试；各项目相关程序设计、编写及调试；软硬件联合调试。5.175.
4、19： 编写课程设计说明书；答辩及验收课程设计成果；归还所借工具，上交课程设计成果。5.205.21 ：提交修改后的最终报告及成果。1.6 注意事项 1、 按时上下机，严禁玩游戏，注意公共卫生。 2、 爱护实验室内一切实验设施，违者按零分计。 3、 爱护借用的工具，丢失工具者按原价赔偿。故意损坏工具者按零分计，并原价赔偿。 4、 注意安全。下课时关闭总闸与空调，拔掉电烙铁，关好门窗。 5、 不准用实验桌上乱写乱画，否则按零分计。笔在2说明书正文2.1 前 言从晶体管、集成电路，到超大规模集成电路，日新月异的微电子技术是计算机技术飞速发展的基础。计算机的发展，加快了信息技术革命，使人类进入信息时
5、代。多媒体计算机技术的应用，实现了文字、数据、图形、图像、动画、音响的再现和传输；国际互联网(Internet)把世界联成一体，形成信息高速公路，令人真正感到天涯咫尺。以半导体集成电路为中心的微电子技术的进步，使计算机向着微型、高性能、低成本的方向迅猛发展。至今，集成电路已发展到第四代，即超大规模集成电路(VLSI)。今天的微处理器，不仅CPU，而且连同存储器、输入/输出接口等电路也做在同一块硅片上。微处理器的飞速发展使微机高度微型化、快速化、大容量化和低成本化，单台微机的性能已达到中型机以上水平。微型计算机软硬件不断翻新，但工作原理基本上没变，通过学习微机的工作原理、CPU结构和功能、各种寻
6、址方式和微机的指令系统、汇编语言程序设计、中断的工作原理及处理方法和接口技术，以期能在理论上及实践上掌握和应用微型计算机的主要技术。微机原理是一门专业基础课程，它的主要内容包括微型计算机体系结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言设计以及微型计算机各个组成部分介绍等内容。要求学生对微机原理中的基本概念有较深入的了解，能够系统地掌握微型计算机的结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言程序设计方法、微机系统的接口电路设计及编程方法等，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力本次温度测量控制程序设计采用汇编语言程序编写，要求设计者具备微机原理的理论知识和实践能力。微机原理和接口技术是一门实
7、践性强的学科，不但要求有较高的理论水平，而且还要求有实际的动手能力。本课程设计的主要目的是提高实践能力，包括提高汇编等语言的编程能力及对接口等硬件的理解分析能力和设计接口电路的能力，在进行课程设计的过程中，通过让学生体验自己分析解决问题，从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识。程序使用Dais实验台进行模拟，包括程序输入、调试、运行，最后进行结果分析，验证程序的正确性。学习微机原理与应用的理论知识后，通过本次课程设计加深对它的理解和掌握。在设计过程中，广泛查阅各种所需的资料，通过实践来加深和巩固理论，同时将自己对这门技术的理解应用在设计当中，提高实践水平和综合能力。2.2 现 状随
8、着企业生产规模的逐渐扩大，对生产过程的自动化程度要求越来越高，系统控制在向着更加复杂，可靠性及精确性要求更高的方向发展。这就要求必须有更加先进的控制系统与之相适应。微型计算机自出现以来，便以其集中度高、功能强、体积小、功耗低、价格廉、灵活方便等一系列优点，广泛应用于国防、航空航天、海洋、地质、气候、教育、经济、日常生活的各个领域，并发挥着巨大的作用。随着自动控制理论和计算机应用技术的发展，生产过程将进一步微机化、规范化和科学化，使各生产只能管理部门能够利用计算机终端通过电话线或光纤通讯电路与微机控制系统联网，随着从公用数据库中了解分析生产情况，以便对下一步的生产和技术改造进行决策，有利于提高生
9、产率和产品质量。本课题中，可以实时监控到环境中的温度，并以温度控制电机速度，既能了解分析情况，又能完成生产的自动化。2.3 任务分析与方案设计2.3.1任务分析热敏电阻温度测量控制电机原理是通过给热敏传感器一个温度，该传感器发生变化，从而使电阻或电容等参数发生变化， 传出到A/D转换芯片。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据程序将这种结果输出到显示器。直至显示这种结果。利用实验系统上的0809作为 A/D 转换器， 实验系统上的电位器提供模拟量输 入，编制程序，将模拟量转换成数字，通过数码管显示出来。再根据数码管显示。具体的分工：傅巧珍负责软件的编程工作，车晓东、包帅、柴杰
10、负责硬件的焊接和调试，最后一起联机调试。2.3.2方案设计(1)用热敏电阻测温度的方法，通过热敏电阻测得温度。(2)将其转化为电压值，再由电压值转化成 LED 灯的显示值。(3)其中根据 LED 灯的值来判断个状态的显示值。传感器CPULED灯2.4系统设计与开发（1）接口电路设计 输入接口电路的功能是将传感器输出的电信号经过必要的转换或信号放大与处理，使之符合微机控制系统要求。接口电路的组成与传感器输出测量信号的形式有关，与微机处理系统功能要求有关，因此可根据输出信号的形式和系统的功能要求决定接口电路的类型1、传感器激励电源电路由U1、D1、R1、R2、R3、C1、RW1组成产生稳定的电压源
11、，即传感器工作电压。热敏电阻传感器在工作时，希望它只跟测试温度发生对应关系。但现实中，热敏电阻传感器的激励电源引起的微小变化将严重影响测试的精度，必须要专用的稳压源供电。在电路中R1、D1、C1为运算放大器同相输入端提供稳定的基准参考电压，输出电压经R2、RW1、R3分压，经RW1可调端反馈到运算放大器的反相输入端，这样调整RW1就能输出稳定的设定电压值。2、传感器接口电路传感器接口是连接传感器与放大器的端口，电路由R4、R5、R6、RW2、C2、Q1组成。热敏电阻传感器在温度变化场下将产生电阻率的变化，为获得对应的电压值，将热敏电阻传感器RD-A设计放置在Q基极的上偏置；与下偏置RW2、R4
12、、C2（C2为旁路电容）共同组成Q1基极的偏置电路，调整RW2就能改变基极电压的起始点，上偏置热敏电阻传感器随着温度的变化其阻值也跟着变化，进而改变了基极Ib的大小，由于Q1的放大作用将发射电流Ie放大，流经R6时产生随温度变化的对应电压值。3、跟随器其功能是输入输出阻抗和放大电流的作用。4、十倍放大器将电路中的R7、R8、R9阻值设计为10K欧姆，这样运算放大器将组成十倍的反相运算放大器，RW3为调整U3的共模抑制电压，调整时，使U3的同相输入端、反相输入端的输入为零（即2、3端接地），调整RW3使U3的6脚输出为零。5、可谓反相器电路中R10、R12、RW5、R11组成可调反相放大器，调整
13、RW5就能微调U4放大倍数，RW4为调整U4的共模抑制电压值大小。6、信号输出接口由RW6、R13、C3、JP1组成信号输出接口电路。调整RW6就能改变输出电压大小，这样能确保在最大量程时，输出电压不超过5V。7、A/D转换程序设计A/D转换程序主要由三大块组成：（1）A/D转换器启动程序；（2）查询等待转换结束程序（3）读取转换结果程序A/D转换程序设计常采用三种方式：1、查询方式2、延时方式3、中断方式1.查询方式利用程序查询结果信号EOC是否到，若EOC为高电平，说明转换结束，可读出转换结果。2.延时方式延时方式是利用延时程序等待转换结束。3中断方式中断方式是利用转换结束信号发出中断申请，中断响应后在中断服务程序中处理转换结果。（1）电路原理图如图分别是热敏电阻测温放大电路（图1），微机最小模式系统配置原理图（图2） 图1热敏电阻测温放大接口电路原理图 图2 微机8086最小模式系统配置 (2)软件设计开发开始给LED灯赋予初始值 将LED中值显示出来传入温度值A/D转换，通过线性关系通过转换成与真实温度一样的值显示出来将该值的低四位存入BUF+5，将高四位存入BUF+4BUF+O的值为2该值是否大于50？ 是 否 BUF+0的值为3该值是否大于80？ 是 否 BUF+0值为1流程图讲解首先是初始化一下，自己给 LED 灯一个初始的 6 位数可以是 000000，然后
