基于8086的温度测控系统课程设计

1中南大学微机应用系统设计与综合实验设计报告设计题目 温度测控系统的设计 指导老师 * 设 计 者 * 专 业 班 级 测 控 140* 班 *号 设 计 日 期 2016年 7月 5号 目 录一、系统设计要求1二、系统总体设计方案22.1 温度检测的基本原理22.2 温度数据采集 22.3 显示方案 22.4 系统组成 3三、系统硬件设计 103.1 8086 与 A/D 转换器及显示器的硬件连接 103.2 温度检测及放大电路 11四、系统软件设计 124.1 I/O 资源分配 124.2 功能模块软件设计 13五、课程设计及调试中遇到的问题及解决方法 145.1 系统设计中遇到的问题及解决方法 145.2 系统调试中遇到的问题及解决方法 14六、收获与体会 15参考文献 161一、系统设计要求设计并制作出具有如下功能的温度测控系统。设计一个温度测控系统,温度测量部分采用 ADC0809, 控制输出部分采用 8255 控制加热器加热/冷却，系统实现一路温度信号的测控，在 3 位 LED 显示器上显示当前温度。控制温度范围 076.5 CO，每隔 0.2s 检测一次，每点连续采集 5 次，取其中值，经标度变换，转为 BCD 码后送显示器显示，每 1s 刷新一次显示。设定温度为 0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 76.5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。报警温度设定为 76.5，此时，输出电压约为 5.0V 左右。显示方式为： 例：温度：45.0 C O设计要求：设计相应的 A/D 转换器、I/O 接口、显示、键盘等微机接口电路，可在线键盘参数设置、检测、显示、报警。并设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。2二、系统总体设计方案2.1 温度检测的基本原理系统设计采用温度传感器 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。测温范围是-55150，非线性误差在0.30，其输出电流与温度成正比，温度每升高 1 开尔文，输出电流就增加 1A，其输出电流 I=(273+T)A。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，以进行模拟数字量的转化。2.2 温度数据采集系统采用 ADC0809 做 A/D 转换实验 。ADC0809 是一种 8 路模拟输入、8 位数字输出的逐次逼近法 A/D 器件，转换时间 100s，转换精度1/512，适用于多路数据采集系统。系统只采用 IN0 这一路进行模拟量采集转化为数字量输出。数字量 00-FF 经过标度变换为温度值 076.8。比例关系为 0.3/1bit。2.3 显示方案本系统采用六位七段字符显示器 LED 灯进行显示，前三位显示温度期望值，后三位显示温度实测值。LED 显示器由 7 个发光二极管组成，因此也称之为七段 LED 显示器，其排列形状如图 1. 1 所示。此外，显示器中还有一个圆点型发光二极管（在图中以 dp 表示） ，用于显示小数点。通过七段发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。图 1.1 七段 LED 显示器共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成会共阳极。使用时公共阳极接5V，这样阴极端接入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。3用 LED 显示器显示十六进制数的字形代码在表 1-1 中列出。表 1-1 十六进制数字形代码表实际使用的 LED 显示器都是多位的。对多位 LED 显示器，通常都是采用动态扫描的方法进行显示，即逐个地循环地点亮各位显示器。这样虽然在任一时刻只有一位显示器被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮效果完全一样。为了实现 LED 显示器的动态扫描，除了要给显示器提供段（字形代码）的输入之外，还要对显示器加位的控制，这就是通常所说的段控和位控。因此多位 LED 显示器接口电路需要有两个输出口，其中一个用于输出 8 条段控线（有小数点显示） ；另一个用于输出位控线，位控线的数目等于显示器的位数。2.4 系统组成整个系统可以分为温度测量部分、模数转换部分、中央处理单元、显示单元以及控制单元。温度测量部分：温度传感器以及外围放大电路；模数转换部分：ADC0809 及其相关电路；中央处理单元：8086CPU 及其相关电路；显示单元：LED 显示器及其相关电路；控制单元：可编程 I/O 接口芯片 8255A 及其相关电路。总体设计由上述几个部分组成，其相互之间的关系如图 2.1 所示：温度传感器的输出经过电压跟随器和运放后交由 AD 转换，AD 转换得出数字4量由 8086 进行处理，并显示在 LED 灯上。同时对温度进行控制。温 度 传 感 器 电 压 跟 随 器 运 放A/D转 换8086处 理 器温 度 控 制 动作显 示 译 码 保 护图 2.1 总体原理图主程序流程图如图 2.2：主程序开始，分别调用键扫、AD 转换、温度控制、保护子程序，然后无限循环执行该过程。5图 2.2 主程序流程图键盘扫描子程序流程图如图 2.3：执行键扫程序时，首先对按下的键进行赋值，根据键值判断按下的是哪个键，如果是 DAR 键，表示进行数字输入，如果是 MOVE 键，退出温度设置。如果未按键，直接返回主程序并继续向下执行。6开 始调 用 键 盘 扫描DAR?数 字 键 or功 能 键 ？数 字 输 入 功 能 处 理调 用 键 扫Move？结 束图 2.3 键盘扫描子程序AD 采样子程序流程图如图 2.4AD 采样每次采五个值，将其排序并存储，经过取舍之后进行标度变换得出具体温度值，送至 LED 的口地址。7图 2.4 AD 采样子程序控制子程序流程图如图 2.5：控制子程序不仅仅是将三位温度值进行简单的比较，而是经过一定的优化算法，使温度在一定误差允许范围内不进行加热或冷却，防止在平衡点附近控制动作的频繁跳动。在这里将优化算法写在下面：yh1: ;比较温度第二位，相差 在0.7 之外 则控制inc alcmp bl,al8ja windmov bl,ds:077ahMOV AL, ds:077dhcmp al,bljbe windadd bl,02hcmp al,bljb windjmp hangyh2: inc blcmp bl,aljb heatmov bl,ds:077ahmov al,