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1、基于的温度系统【实用文档】doc文档可直接使用可编辑，欢迎下载目录1引言12 设计方案与论证13设计内容3.1系统扩展接口的选择3.2温度传感器与AD转换器的选择23。3显示接口芯片33。4设计原理及功能说明33.系统软件设计43。6单元电路的设计(计算与说明）4。86微处理器及其体系结构84。18086微处理器的一般性能特点84。2. 808CU的编程结构94。3 255并行O接口94 ADC80概述114 D0与25的连接1.6键盘/显示方式设置命令字34.7 LED显示器4硬件的制作与调试146 结束语:17参考文献19附录1:元器件清单：20附录2:电路总图0附录3：程序201引言为了
2、实现计算机对生产过程及对象的控制，需要将对象的各种测量参数按照要求转换成数字信号送入计算机。计算机运算处理后再转换成适合于对生产过程进行控制的量。所以在微机和生产过程之间,须设置信息的变换和传递通道。主要功能就是随时间变化的模拟输入信号变成数字信号送入计算机,主要由AD0温度传感器,88C，8255A，/D转换器和数码管显示器等组成。本实验通过设计一个微机控制的温度控制系统旨在能做到以下几点:。了解微机控制的温度采集系统软硬件设计原理和方法。2.进一步掌握并行接口芯片和模数转换的工作原理与使用方法.以8088 CPU为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位LD显示器上显示
3、当前温度。本设计所用器件主要有传感器,AD转换器,8088CPU，可编程并行接口825，显示器等。首先传感器把所测的温度转换为电压,输入A/D转换器中进行转换,然后再把得到的二进制数经过PU在数码管上显示出来。本设计共分以下几个模块：8088主控模块、A/D转换模块、并行接口模块、显示模块。 设计方案与论证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/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74S73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
4、们对温度控制的要求。电桥测温电路放大电路A/D转换电路锁存器74LS373译码器7448LED数码显示图2设计方案3设计内容3.1系统扩展接口的选择本次设计采用的是8086微处理器，选择825A可编程并行接口作为系统的扩展接口，825A的通用性强，适应灵活，通过它CPU可直接与外设相连接.3.2温度传感器与A转换器的选择本系统选用温度传感器D590构成测温系统。D590是一种电压输入、电流输出型集成温度传感器，测温范围为-50，非线性误差在0.0，其输出电流与温度成正比,温度每升高1K（K为开尔文温度)，输出电流就增加1uA.其输出电流I=（73+T)A。本设计中串联电阻的阻值选用2K，所以输
5、出电压V+（70 +T）V.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ADC09,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279芯片，INTL827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数码管显示控制两种功能。3.4设计原理及功能说明本系统采用的是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CU可直接与外设相连接。对温度进行检测，然后通过AD转换器（ADC89)转换成数字信号输入主机。使用Intel829可编程序的键盘、显示接口功能，完成键盘输入和显示
6、控制两种功能.针对各模块的硬件功能，对各模块设定子程序，通过主程序对这些子程序模块的调用,完成软件设计。(1)温度测量显示部分温度通过590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/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879进行温度值的显示。图 31主程序流程图3。5系统软件设计本设计的目的是以8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AD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
7、温度。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B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。（1) CD码转换子程序设定温度为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时变换器送出对应电压98V,此时/输出的数字量为FH，即每0。3对应SB的变化量，对应电压值为19.5mV.报警温度设定为68,此时，输出电压约为5.0V左右。(2)温度值设置子程序为了避免加热温度过高，在程序设计中加了一条，即设定
8、值不能大于68，否则就认为有错系统报警。3.6单元电路的设计(计算与说明)（1）温度检测系统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(ADC080）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，提示采取相应的调整措施。（2)温度测量部分590是A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5-1V变化只引起1uA
9、最大电流的变化或1摄氏度等效误差.图41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。AD90输出的电流I=(73+T）A(T为摄氏温度)。因此测量的电压V为（73）u0K(2。7+T/100），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V等于 。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1需调至7V。差动放大器其输出0 为（100K/1K）(V2V1)=T/10,如果现在为摄氏8，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32输出电
10、流的基本温度敏感电路图3 ADC0809与255的连接模拟输入通道地址A，B，直接接地，因此ADC89只对通道N0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.ADC9的数据线D与8255的P0PB相连接。其片选S与8086的地址/数据总线14相连接。图3-4 6的可编程外设接口电路255的数据口D0-D7与CPU的6根控制线相连接，控制255内部的各种操作。控制线RESE用来使255A复位。S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,A1，A0相连接。数据显示部分中我们采用功能强大的可编程设置型显示器879来对控制温度和实际温度进行显示.我们用8段数码
11、管显示。829显示功能介绍:829内部有16X的显示RAM，通过显示寄存器和两个四位端口U A-，0UTBO来刷新显示, 显示器可以是8段数码管,图35 电路工作原理:AD转换器将转换结果由十六进制转换为十进制后分别存储在54H，5H,56,5H,5H,9H.中。89连接一个7l3译码器，经过译码再接个8段数码管分别显示每个存储单元的内容4.8086微处理器及其体系结构。180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位地址信号线，可寻址M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/O端口寻址,可寻址64K个I/O端口；(5)中断功
12、能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达56个；()单一的5V电源，单相时钟5Hz。42.086CPU的编程结构图-1 88/888CU内部功能结构图编程结构: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，086CU可分为两部分,即总线接口部件I(Bu Inerface Uni)和执行部件EU（xeutionUi).43 855A并行I接口8255芯片内包含有个8位的端口，它们是A口，口和口。这3个端口均可作为CU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，口可以提供，此时,将口的高4位为A口所用，C口的低4位为口所用。3个端口通过各自的输入输出线
13、与外设联系。并行输入/输出端口:一个并行输入输出的LI芯片,多功能的I/器件,可作为CPU总线与外围的接口。具有4个可编程设置的O口，即使组8位的IO口为A口，P口和PC口。它们又可分为两组12位的I/O口，组包括A口及C口（高4位,PC4PC7），组包括B口及C口（低4位，P0PC）.组可设置为基本的I/O口，闪控(STROBE）的IO闪控式，双向/O种模式；B组只能设置为基本I/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.8255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。S：芯片
14、选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即=时,表示芯片被选中，允许25与进行通讯;=1时,825无法与PU做数据传输。R：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CP发送数据或状态信息，即U从25读取信息或数据。：写入信号，当这个输入引脚为低电平时，即=且=0时，允许U将数据或控制字写入8255。D：三态双向数据总线，8255与CP数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送.A0A7：端口A输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。PB0PB7：端口B输入输出线,一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。PC0PC7：端口输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个位的数据输入缓冲器.端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口,每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口.A、A1:地址选择线，用来选择255的PA口，PB口,P口和控制寄存器。当A0=,A1=0时，PA口被选择；当A0=0,A1=1时，PB口被选择;当=1，A=0时，P口被选择;当=1.A1=1时，控
