温度采集及显示控制

1、河北科技大学课程设计报告学生姓名：学号:专业班级：软件工程课程名称：接口技术课程设计学年学期：2 0 2 0学年第学期指导教师:目录一、设计题目 1二、设计目的： 1三、设计原理及方案： 11 原理及方案 18255 简介 2ADC0809主要功能 2七段LED显示器及其接口 32. 实验电路及连接 4四、实现方法 41. 实验程序框图 42. 程序源代码 7五、实施结果 161 操作步骤 162 运行结果 16六、改进意见及建议 16七、设计体会 17、设计题目温度采集及显示控制二、设计目的：1了解闭环控制的基本原理。2进一步熟悉 A/D 变换原理和编程方法。3 .进一步了键盘扫描和 LED

2、显示原理和编程方法。三、设计原理及方案：1 原理及方案利用实验仪上显示电路，键盘电路， A/D 变换电路，完成温度显示，可以利用实验仪上 的电位器模仿温度变化， 加热和致冷可以用发光管代替。 用键盘可以设定恒温温度， 当温度 超过设定温度+/-2 C时，就要启动加热或致冷。利用AD0809芯片将模拟量的温度转换为数字量，然后将AD采样到的结果进 行制式的转换并将结果显示在数码管上。 采样的结果与设定的温度限值进行比较， 若超温了则让超温指示灯亮。根据需要，需选择的芯片有AD0809A/D变换芯片， 8255可编程并行接口。通过应用模数转换器AD0809将从模拟电阻上采集的数据通过端口 IN0输

3、入, 在A/D的转换下，获得8位二进制的数字量（D7 DC）,然后输入到8088系统总 线上，进而输入到可编程并行接口 8255上，选择工作方式 0方式，把数据输入 到七段数码管上，然后显示出数字信息。同时应用比较程序，设定温度值。温度 显示范围 -3949 度如果在小于键盘设定温度-2 C时则使8255C输出00FH值信号让显示灯始终， 显示绿色，表示温度过低。如果温度超过键盘设定温度+2C则使8255C 口输出0F0H值信号让显示灯提 示，显示红色灯，表示温度过高。如果温度在键盘设定温度-/+2 C以内则使8255C口无输出信号让显示灯熄 灭，表示温度在正常范围内8255简介8255可编程

4、外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A B C三个并行接口，并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间 的数据传送总是并行的，即可以同 时传递8位、16位、32位等。用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作： 方式0-基本输入/出方式、方式1-选通输入/出方式、方式2-双向选通工作 方式。8255的内部结构及引脚如图6-4所示：A i ll控制10P.V-PAQ取向枝据总蟋D0-D7B1L 控剤控亚10PC7-PC410PC5-PC0011-34 5 6789011 CJ- £0- _/1 CW 11 1X 11

5、11 11 11 1X 11 11 110 9 8 7 6 5 4 J 1 O 9 8 7 6 5 4-3-1 車 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 24 5 6- _7 3% S- _7 6 5 4 3 PAPAPAREDOm mD3D4然 mvc器PBPBPB图3.1 8255内部结构及引脚ADC0809主要功能AD0809具有8个通道的模拟输入线（IN0IN7），可在程序控制下对任意通 道进行A/D转换，获得8位二进制数字量（D7D0）。模拟输入部分有8路多路开 关，可由3位地址输入ADDA ADDB ADDC勺不同组合来选择，ALE为地址锁存 信号

6、，高电平有效，锁存这三条地址输入信号。主体部分是采用逐次逼近式的A/D转换电路，由CLK控制的内部电路的工作，START为启动命令，高电平有效， 启动ADC080胴部的A/D转换，当转换完成，输出信号 EOCt效，0E为输出允 许信号，高电平有效，打开输出三态缓冲器,把转换后的结果送DB ADC0809勺 内部结构和引脚如图3.3所示：M'-ibif 1 j IT J 仔厠XX川X.If趣狀逼迈奇7踹 0 A. RSTART LLKH11-UZL-血抿门 干IL*際IN?/kDD AAnnrs ahd匚地山I"做 "ji半图3.3内部结构和引脚七段LED显示器及其接

7、口七段LED显示器：由七个发光段构成，每段均为1个LED二极管。通过控制 不同段的点亮和熄灭，显示出16进制数字或字符。七段LED显示器有共阳极和共阴极两种结构，如图6-3所示的七段LED实际上 包含8个LED（7段字形加上小数点DP）。1位LED显示器有1根位选线和8根段选线，段选线控制字符的选择，位选 线控制显示位的亮和暗。Dn0dOI)P b 匸NI1i1 11LJM1,图1x11 34七段LEd显11/示fMISi.PlN営I:|>槪1*i!詔I*IXH h e dcr UDP连接孔1连接孔21AD CSCS22IN0电位器输出38255 CSCS04PA0L05PA1L16KE

8、Y/LED CSCS12.实验电路及连接LED显示电路和键盘电路实验仪上已接好。原理图见图量输入和地址选择信号即可。1。A/D变换电路只要接上模拟电位器 模仿温 度采样IN0AD-C5二盟 - 4«LE W-LEMPAO 口模仿加热电机PA1 口模仿致冷电机四、实现方法1.实验程序框图A/D采样子程序框图返回LED显示子程序框图键盘扫描子程序框图温度控制主程序框图2. 程序源代码mode equ 082h ; 方式 0, PA, PC输出，PB输入PortA equ 8000h ; Port APortB equ 8001h ; Port BPortC equ 8002h ; Por

9、t CCAddr equ 8003h ; 控制字地址ADPort equ 0a000h ; AD 采样输入片选CS273 equ 0a000h ; 控制输出片选UP equ 16h ; NextDOWN equ 15h; LastLowLimit equ 10HighLimit equ 30LowTemp equ -45 ; A/D 0HighTemp equ 55; A/D 255Heat equ 1;加热控制Cool equ 2;致冷控制OUTBIT equ 09002h;位控制口OUTSEG equ 09004h ; 段控制口IN_KEY equ 09001h;键盘读入口data seg

10、mentLEDBuf db 6 dup(?) ;显示缓冲Num db 1 dup(?) ;显示的数据DelayT db 1 dup(?)CurTemp db 1 dup(?)SetTemp db 1 dup(?)PortABuf db 1 dup(?)LEDMAP: ;八段管显示码db3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07hdb7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71hKeyTable: ;键码定义db16h, 15h, 14h, 0ffhdb13h, 12h, 11h, 10hdb0dh, 0ch, 0bh, 0ahdb0

11、eh, 03h, 06h, 09hdb0fh, 02h, 05h, 08hdb00h, 01h, 04h, 07hdata endscode segmentassume cs:code, ds:dataDelay proc nearpush ax ; 延时子程序 push cxmov al, 0mov cx,ax loop $pop cxpop axretDelay endpDisplayLED proc nearmovbx, offset LEDBufmovcl, 6 ;共 6 个八段管movah, 00100000b ;从左边开始显示DLoop:movdx, OUTBITmoval, 0o

12、utdx,al ;关所有八段管moval, bxmovdx, OUTSEGoutdx,almovdx, OUTBITmoval, ahoutdx, al;显示一位八段管pushaxmovah, 1callDelaypopaxshrah, 1incbxdeccljnzDLoopmovdx, OUTBITmoval, 0outdx,al ;关所有八段管retDisplayLED endpTestKey proc near mov dx, OUTBITmov al, 0out dx, al输出线置为 0mov dx, IN_KEY in al, dx ; not al and al, 0fh ; r

13、etTestKey endpGetKey proc nearmov ch, 00100000b mov cl, 6KLoop:mov dx, OUTBIT mov al, ch;not al out dx, al shr ch, 1 mov dx, IN_KEY in al, dx not al and al, 0fh jne Goon_ ; dec cl jnz KLoop mov cl, 0ffh ;jmp Exit1Goon_: dec clshl cl, 2 ;mov ch, 4LoopC:test al, 1读入键状态高四位不用找出键所在列该列有键入没有键按下 , 返回 0ffh键值

14、 = 列 X 4 + 行jnz Exit1shral, 1inccldecchjnzLoopCExit1:movdx, OUTBITmoval, 0outdx, almovch, 0movbx, offset KeyTableaddbx, cxmoval, bx ;movbl, alWaitRelease:movdx, OUTBITmoval, 0outdx, al;movah, 10callDelaycall TestKeyjneWaitReleasemoval, bl取出键码等键释放retGetKey endpDisplayResult proc near mov al, CurTemp

15、test al, 80h jz GE0mov LEDBuf, 40hdec alnot aljmpGoonGE0:movLEDBuf, 0 ; ' 'Goon: mov cl, 10 mov ah, 0 div clmovbl, almovbh, 0addbx, offset LEDMAPmoval, bxmovLEDBuf+1, almovbl, ahmovbh, 0addbx, offset LEDMAPmoval, bxmovLEDBuf+2, almovLEDBuf+3, 0 ; ' 'moval, SetTempmovah, 0movcl, 10div

16、 clmovbl, almovbh, 0addbx, offset LEDMAPmoval, bxmovLEDBuf+4, almovbl, ahmovbh, 0addbx, offset LEDMAPmoval, bxmovLEDBuf+5, alretDisplayResult endpReadAD proc nearmovdx, ADPortmoval, 0outdx, almoval, 60rr: decal ; delayjnzrrmovdx, ADPortin al, dxretReadAD endpReadTemp proc nearmov bx, 0mov cl, 16RLoo

17、p:call ReadADmov ah, 0add bx, axdec cljnz RLoopshr bx, 4mov ax, bxmov cl, HighTemp - LowTempmul clmov al, ah ; /256add al, LowTempmov CurTemp, alretReadTemp endpStart proc nearmovax, datamovds, axmoval, modemovdx, CAddroutdx, al ;movSetTemp, 20MLoop:callTestKeyjneKeyPressedcallDisplayResultcallDispl

18、ayLEDcallReadTempmoval, SetTempdecaldecalcmpCurTemp, aljgeGN2orPortABuf, HeatandPortABuf, not CooljmpGN4GN2:输出控制字mov al, SetTempinc alinc alcmp CurTemp, aljle GN3or PortABuf, Cooland PortABuf, not Heatjmp GN4GN3:and PortABuf, not (Cool+Heat)GN4:mov dx, PortAmov al, PortABufout dx, aljmp MLoopKeyPres

19、sed:call GetKeycmp al, DOWNjne Key0cmp SetTemp, LowLimitje Key1dec SetTempjmp Key1Key0:cmp al, UPjne Key1cmp SetTemp, HighLimitje Key1inc SetTempjmp MLoopstart endp code endsend start五、实施结果1 操作步骤1) . 按照电路图链接电路，完成电路链接。2) .打开计算机电源，执行 WAVE!成调试程序源代码。3) . 执行程序源代码，改变电位器，进行实验并记录实验结果。2 运行结果调整电位器，LED显示温度范围在-39 C到49C，分辨率为 2C。当采集的 温度值超过设定温度时，能点亮发光二极管。小于设定温度 -2 C时显示绿色；温 度超过设定温度+2C,显示红色灯；温度在设定温度 42 C以内显示灯熄灭，表 示温度。按键盘向上键，LED显示设定温度+1C,按向下键LED显示设定温度-C。六、改进意见及建议这次设计基本的完成了课程设计的要求， 实现了温度的采集及显控制示。 通过测试表明 系统的设计是正确的， 可行的。 但是由于设计经验和知识水平有限， 系统还存在许多不足和 缺陷。改