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1、德州学院微机原理课程设计 论文题目：基于8086的温度测控系统设计 专业班级： 10电子信息工程本科 小组成员: 许庆帅 201000802048 张志伟 201000202087 左 攀 201000802113 指导老师： 唐荣霞 完成时间： 2012年6月17日 1目 录题目.1摘要.1关键词.11温度控制系统的总体结构概况.12系统器件选择.22.1系统器件选择.22.2温度传感器与AD转换器的选择.22.3显示接口芯片.22.4 8086微处理器及其体系结构.33系统各部分功能模块介绍.43.1温度测量和控制部分.43.2 ADC0809与8255的连接.5 3.3 8086的可编程
2、外设接口.6 3.4 数据显示部分.6 3.5系统硬件原理图.74 软件设计.75 系统流程图.84.1 主程序.84.2 BCD码转换子程序.94.3 显示子程序.94.4 温度值设置子程序.105 系统调试.116 结论.127 参考文献.12 基于8086的温度测控系统设计摘 要 本文介绍了一种基于8086微处理器的温度测控系统，采用温度传感器AD590采集温度数据，用CPU控制温度值稳定在预设温度的设计。它的功能是：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。方法是：将温度控制在某一特定值并保持稳定，同时还可以根据实际需要进行调节，当设置系统温度超过
3、承受范围，系统就会报错并退出系统。关键词：微处理器 温度传感器 A/D转换器 控制系统 报警1温度控制系统的总体结构概况 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，一方面经过译码然后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。如果在断开电加热器，温度仍然异常，报警器发出声音报警，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1-1所示。电压跟随器运 算 放 大温度传感器AD转换器微处理
4、器加 热 控 制报警译码显示图 1-1 系统原理框图2系统器件选择2.1 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。8255A的内部结构图，如图2-1所示 图2-1 8255A的内部接口2.2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，满量程范围在0.30，其电流输出：1uA/K,正比于绝对温度（K为开尔文温度），其精度：用激光校准到0.5。其输出电流I=(273+T)
5、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。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（INTEL8279是一种可编程键盘/显示器接口芯片，它含有键盘输入和显示器输出两种功能。键盘输入时，它提供自动扫描，能与键盘或传感器组成的矩阵相连，接收输入信息。它能自动消除开关抖动并能对多键同时按下提供保护。显示输出时，它有一个16
6、8位显示RAM，其内容通过自动扫描，可由8或16位LED数码管显示。）。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。 2.4 8086微处理器及其体系结构2.4.1 8086CPU的编程结构编程结构：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22所示: 图2-2 8086/8088CPU内部功能结构图2.4.2执行部件（EU）功能：负责指令的执行。组成：包括ALU(算
7、术逻辑单元)、通用寄存器组和标志寄存器等，主要进行8位及16位的各种运算。8086 有14个16位寄存器，这14个寄存器按其用途可分为(1)通用寄存器、(2)指令指针、(3)标志寄存器和(4)段寄存器等4类。(1)通用寄存器有8个, 又可以分成2组,一组是数据寄存器(4个),另一组是指针寄存器及变址寄存器(4个). 数据寄存器分为: AH&ALAX(accumulator)：累加寄存器，常用于运算;在乘除等指令中指定用来存放操作数,另外,所有的I/O指令都使用这一寄存器与外界设备传送数据.BH&BLBX(base)：基址寄存器，常用于地址索引；CH&CLCX(count)：计数寄存器，常用于计
8、数；常用于保存计算值,如在移位指令,循环(loop)和串处理指令中用作隐含的计数器.DH&DLDX(data)：数据寄存器，常用于数据传递。他们的特点是,这4个16位的寄存器可以分为高8位: AH, BH, CH, DH.以及低八位：AL,BL,CL,DL。这2组8位寄存器可以分别寻址，并单独使用。另一组是指针寄存器和变址寄存器，包括：SP（Stack Pointer）：堆栈指针，与SS配合使用，可指向目前的堆栈位置；BP（Base Pointer）：基址指针寄存器，可用作SS的一个相对基址位置；SI（Source Index）：源变址寄存器可用来存放相对于DS段之源变址指针；DI（Desti
9、nation Index）：目的变址寄存器，可用来存放相对于 ES 段之目的变址指针。这4个16位寄存器只能按16位进行存取操作，主要用来形成操作数的地址，用于堆栈操作和变址运算中计算操作数的有效地址。2.4.3总线接口部件（BIU）功能：负责与存储器及I/O接口之间的数据传送操作。具体来看，完成取指令送指令队列，配合执行部件的动作，从内存单元或I/O端口取操作数，或者将操作结果送内存单元或者I/O端口。组成：它由段寄存器（DS、CS、ES、SS）、16位指令指针寄存器IP（指向下一条要取出的指令代码）、20位地址加法器（用来产生20位地址）和6字节（8088为4字节）指令队列缓冲器组成。其中
10、4个段地址寄存器分别为：CS：16位的代码段寄存器；DS：16位的数据段寄存器；ES：16位的附加段寄存器；SS：16位的堆栈段寄存器。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3-1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
11、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 3-1输出电流的基本温度敏感电路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3-2中，二极管的作用是吸收继电器断开时产
