自动温控系统项目设计报告

自动温控系统 本三级项目要求根据给定芯片设计一个自动温度采集 显示 报警 控制降温设备的应用系统 我们以 8086 微处理器为控制器 将直流电源模拟的温度信号送至 A D 转换器 转换成数字量 8088CPU 将其获取并转换 成温度在数码管上显示 同时系统在温度超过限定值的情况下有报警和启动降温系统的功能 关键词 温度 数码管显示 A D 转换 前言前言 温度测控系统是一个闭环反馈控制系统 它是用温度传感器将检测到的实际温度 A D 转换 送入计算机中 与设定值进行比较 得出偏差 对此偏差进行修正 从而实现对 温度的控制 2 温度测控系统在现实生产 生活中有着广泛的应用 如仓库存储 家禽养殖 以及许多工业生产 都需要对环境温度进行监视和控制 有一种采用模糊控制来设计温控系统 模糊控制技术是基于模糊集合理论发展起来的 一门前沿高新技术 具有精度高 响应快 过度过程超调量小适应性强 控制规律简单等 特点 应用日益广泛 目前大多数温度控制系统都具有温度时延 控制精度不够 智能程度低等缺点 而单 片机温控系统可以很好的运用于实际的生活和生产中 同时投入也不大 成本低 具有很 好的实际运用价值 所以对于温度控制系统的研究单片机温控系统是个很好的典范 也是 主要的发展方向 同时加入一些先进的控制整定技术可以使其控制的精度大大提高 对未 来的发展有很大的意义 在本次三级项目中我们预期的目标如下 温度控制系统能够在高温下启动声光报警的 功能 并对于不同范围的高温启动不同转速的直流电机 但是在实现过程中 我们仅仅做 了最基本的功能 报警与降温 对降温系统直流电机的转速也没有体现 项目组分工 正文 1 1 总体设计 总体设计 1 11 1 总体设计方案总体设计方案 总体要求 三级项目要求利用实验箱中的 ADC0809 DAC0832 8253 8255 等芯片设计并实现一个自动温度采集 显示 报警 控制降温设备的应用系统 本次设计以 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 由于实验条件有限 以 0 5V 可调的直流电来模 拟 0809 采集直流电转换成数字量 8088CPU 获得数字量转换成温度让数码管显 示 同时系统还可以通过 DAC0832 来驱动直流电机进行降温工作和声光报警系统 1 21 2 系统工作框图系统工作框图 1 31 3 程序设计流程图程序设计流程图 2 2 分模块设计 分模块设计 2 12 1 A DA D 转换与转换与 8255A8255A 将直流电压信号输入到 A D 的模拟信号输入端 当工作时 CPU 用输出指令 mov dx al dx 此时是 A D 的 IO 口 使 A D 启动转换 此后延时一段时间用输入 指令读取数字值 CPU 将数字值转换成对应的温度值 8255 的 PA 口输出段选信 号 PC0 PC1 分别代表十位和个位的位选信号 通过 8255 的 A C 口输出在数 码管上显示温度 下面简要介绍一下 A D 转换的原理 因为所选的 AD0809 所转换的电压范围不大 这样一来 当所采集的温度是 0 时 所转换的电压量是 0V 通过 A D 转换后所对应的数字量是 00000000 当采集的 温度是 255 时 所转换的电压量是 10V 通过 A D 转换后所对应的数字量是 11111111 这样看来 从 A D 输出的数字量和显示的温度是一一对应的 假如数字 量是 00000011 时 通过 8255A 编程就可在显示器上显示 3 通过实验台左下角的电位器 RW1 输出 0 5V 直流电压送入 ADC0809 启动 A D 转换器 输入命令读取转换结果并显示 2 22 2 温度显示温度显示 A D 转换器将模拟信号转换成数字信号 设定 0FFH 对应 50 摄氏度 因而 33H 对应 10 度 05H 对应 1 度 将这种对应关系依靠程序用 CPU 进行处理后 将要显示的数值赋给 BX 在数据段的表中找到对应的数码管段码 打开响应的 输出口显示 延时一段时间后关闭该口 打开另一位对应的口 依上面的步骤输 出对应数值 数码管显示原理如下图 2 32 3 报警模块报警模块 报警模块原理如下图所示 报警靠 0832 计数器 0 控制的蜂鸣器 在程序开始 的时候就初始化了计数器 计数器由 8255 的 PC2 PC3 口控制 GATE0 接 PC2 PC3 和 OUT0 相与再输出接蜂鸣器 2 42 4 温度控制模块温度控制模块 温度的控制是通过给降温系统通断电来实现 本次设计中的降温系统即直流 电机 当温度超过 35 摄氏度时 DAC0809 的 UB 输出电平 5V 启动降温系统 3 3 接线 接线 采样 CS 0809接 Y3 IO 地址 IN0 0809 接 0 5V 直流信号 显示 PA7 PA0 8255 接 DP A LED 数码管 PC1 PC0 8255 接 S1 S0 LED 数码管 GND 接 S3 S2 LED 数码管 CS 8255 接 Y1 IO 地址 降温 CS DAC0832 接 Y2 IO 地址 UB DAC0832 接直流电机 报警 CS 8254 接 Y0 IO 地址 CLK0 8254 接 1M 时钟 PC2 8255 接 GATE0 8254 A 与门接 OUT0 8254 B 与门接 PC3 8255 Y 与门接蜂鸣器 4 4 程序设计 程序设计 见附录 总结 本次三级项目的设计总体来说达到了基本要求 但是没有达到预期的效果 没有光报警的显示 而且对于不同温度范围的降温没有体现直流电机的转速问题 这一情况表明我们对于基础知识的掌握还是不够到位 在设计过程中 对于理 论知识有了更加深入的理解 获得了一些经验但也遇到了一些问题 设计前要进行充分的分析 对程序的执行流程要有清晰的思路以及详细的 分析 画好流程图 汇编的基础一定要扎实 否则很容易出现低级错误 如 乘除指令的应用 对程序进行必要的注释 否则反过来自己都看不懂 在子程序中最好开头和结尾对子程序中用到的寄存器都进行入出栈操作 防止破坏原数据 对于三级项目的意见及建议 微机原理三级项目的设置对于我们掌握理论知识有着极大的帮助 在这个过 程中收获很多 但是在一些客观因素方面还是需要改进的 1 时间安排不太好较为紧凑 由于实验装置的问题对于我们进行实验有了很 大的限制 而且所有的三级项目基本都赶在了学期末 同时我们又忙于备考 在 这个时间做出来的东西多少存在应付的成分 我建议我们可以把三级项目放在考 试后 集中去做 2 对于三级项目的分组人数没有必要设置六到七个 三到四个人完全可以完 成三级项目的任务要求 望老师可以参考一下 参考文献参考文献 1 牛晓霞 燕山大学微机原理实验指导书 2014 2 钱晓捷 16 32 位微机原理 汇编语言及接口技术教程 北京 机械工程出版社 2011 附录 data segment io8253a equ 280h io8253ctrl equ 283h 8253 端口 io8255a equ 288h io8255ctrl equ 28bh 8225 端口 DAC0832 equ 290h DACDAC0832 端口 io0809a equ 298h ADC0809 端口 led db 3fh 06h 5bh 4fh 66h 6dh 7dh 07h 7fh 6fh 段码 Data ends code segment assume cs code ds data Start Mov si offset led Mov ax data Mov ds ax Mov dx io8255ctrl 设置 8255A 口输出 C 口输出 Mov al 80h Out dx al Mov dx io8253ctrl 设置计数器 0 即蜂鸣器工作频率 Mov al 36h Out dx al Mov dx io8253a Mov al 18h Out dx al 先低后高 Mov al 04h Out dx al again Mov dx io0809a Out dx al ADC 工作 mov cx 0ffh 延时 Delay1 loop delay1 In al dx 采样得到温度 mov ah 00h Push ax Cmp al 0b3h jbe display 比较 Cmp al 0e6h jbe set Mov dx io8255ctrl Mov al 05h 设置 PC2 为高 Out dx al Mov al 07h Out dx al 设置 PC3 为高 GATE0 打开 蜂鸣器工作 Set Mov dx DAC0832 DAC 输出高电平 电机工作 Mov al 0ffh Out dx al display pop ax 显示 mov cx 00h text1 cmp al 33h jb sk1 sub al 33h add cx 01h jmp text1 sk1 push ax mov bx cx mov al bx si Mov dx io8255a Out dx al 显示十位数温度 Mov al 03h Mov dx io8255ctrl Out dx al Mov cx 100 Delay2 loop delay2 mov al 02h out dx al pop ax mov cx 00h text2 cmp al 05h jb sk2 sub al 05h add cx 01h jmp text2 sk2 mov bx cx mov al bx si Mov dx io8255a Out dx al Mov al 01h Mov dx io8255ctrl Out dx