自动温控系统设计(微机原理三级项目)

自动温控系统——通信四班第五组指导老师：司菁菁时间：2016年12月2023最新整理收集do

something第一总体设计第二温度采集第三降温控制第四声光控制第五显示模块显示模块CONTENTS目录直流电机总体设计方案显示温度温度传感器A/D转换器微处理器降温控制数码管喇叭二极管声光报警温度采集需求分析实验要求需要利用实验箱中的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首先，需要查阅资料，了解现实生活中常用的芯片及可实现的具体功能。经过各部分的比较，选择合适的方案。但实验箱上可提供的器件有限，所以需要根据已有条件进行可行性分析，并得出最后的方案。软件实现温度采集方案选择AD转换原理温度采集方案选择方案一热敏电阻1.电压输入、电流输出2.测温范围广3.测量精度高4.输出电压经AD转换后与温度呈线性变化方案二温度传感器AD590（实验箱配备）电阻与温度呈非线性变化，测量精度低高精度、宽线性工作范围成本较高方案三温度传感器LM335温度采集方案选择方案二AD590温度采集电路原理图V1V2（2.73+T/100）VVoT/10输出电压接A\D转换器，那么A\D转换输出的数字量就和摄氏温度成线性比例的关系AD转换及精准量化核心芯片：ADC0809典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，可实现8路模拟信号的分时采集，其转换时间为100µs左右。ADC0809的主要引脚功能D7～D0：输出数据线（三态）EOC：转换结束状态输出IN0～IN7：8通道（路）模拟输入OE：输出允许（打开输出三态门）ADDA、ADDB、ADDC：通道地址

CLK：时钟输入（10KHz～1.2MHz）ALE：通道地址锁存START：启动转换精准量化过程AD590转换电路ADC0809微处理器外界温度1.根据AD590及转换电路的原理，已知0V对应的温度为0℃，5V对应的温度为102.4℃，易求得比例因数Kt＝0.0488V/℃，从而可得2.由ADC的单极性输入电压与转换后的数字的关系3从而得到温度T与转换后的数字的关系温度与十六进制数的关系温度ADC0809转换量十六进制0℃00H40℃1001100100B=64H60=96H40℃20011001000B=C8H100℃25011111010B=FAH如何由N得到温度的十位、个位和小数点？1.因为除法指令只能除以整数，将数字量N倍乘4，2，利用即除以100，即可得到T的十位数字3，将的余数除以10，商即为T的个位数字，余数为小数位软件实现start1: movdx,io0809a outdx,al启动0809进行转换 movcx,0ffhdelay1: loopdelay1等待0809 inal,dx andah,0 pushaxpushcxmovcx,2 shlax,cx;数字量N倍乘4 movdi,offsetbuffer movbl,64h divbl mov[di+2],al ;存放温度的十位 moval,ah andax,00ffh movbl,0ah divbl mov[di+1],al ;存放温度的个位

mov[di],ah;存放温度的小数位大体电路可编程并行接口电路8255、定时计数器8254、喇叭、LED指示灯声光报警模块8255CSPC0PC1GATEOOUTOCSCLK08254280H1MHzAB喇叭Y288HL0L1L2PC2~4声光报警模块——原理阐述01020304输入温度将温度采集模块采集到的温度输入进来。判断温度范围根据判断结果决定是否点亮相应二极管T<40度40≤T＜60度60≤T＜80度T>80度根据判断结果决定是否使蜂鸣器发声当温度从96度开始降低时过程相反，依次解除报警。通过观察二极管点亮的数目以及听蜂鸣器发出的音调，可以判断处于哪个温度范围。当温度从0开始升高时当温度低于40度时，二极管均不亮且蜂鸣器不发声；当温度高于40度低于60度时，一个二极管点亮，蜂鸣器发出较低音调的声音；当温度高于60度低于80度时，第二个二极管点亮，此时共有两个二极管亮，蜂鸣器发出较高音调的声音；当温度高于80度时，第三个二极管点亮，此时共有三个二极管点亮，蜂鸣器发出更高音调的声音。声光报警模块——现象描述拓展声光报警器的实际应用声光报警器（Audibleandvisualalarm）又叫声光警号，是为了满足客户对报警响度和安装位置的特殊要求而设置。同时发出声、光二种警报信号。产品专用领域：钢铁冶金、电信铁塔、起重机械、工程机械、港口码头、交通运输、风力发电、远洋船舶等行业；是工业报警系统中的一个配件产品。使用风扇降温该种方法最普遍，且最简单易行。可用实验箱完成，因而选用这种方法。使用空调降温优缺点使用喷雾系统降温文字信息效果明显安装成本和使用成本都较高方便简单成本低不能用于电路实验箱降温模块——降温方式的选择优缺点开始8255输入读取数字信号ALAL>80AL>60AL>40电机快速转动电机慢速转动电机中速转动延迟YYYNN电机停转降温模块——大体流程通过电机转动降温。类似于风扇降温方式。快速转动降温更快；中速转动降温较快；慢速转动降温较慢。这是根据实际情况决定的。此外，还可以通过观察电机转速从而判断此时的温度范围。LE2LE1RfbAGNDDAC0832VccILEVREF输入寄存器DGNDDI0～DI7D/A转换器DAC寄存器Iout2Iout1CSWR1WR2XFER8255控制寄存器锁存信号Vout=-(D/2^8)VREFDAC0832简述

直流电机的转速通过Ub输出脉冲的占空比来决定，正向占空比越大，转速越快，反之越慢。本模块中，模拟量输出Ub双极性，当输入数字量小于80H时输出为负，输入等于80H时输出为0V，输入大于80H时输出为正。因此，对DAC0832输入数字量只有80H、FFH两个，通过不同的延迟时间达到达到改变小电机转速的目的。0V0V5V5V快转慢转DAC0832简述callshowpopaxcmpal,0C8h;大于80度，跳转k3jak3cmpal,96h;大于60度，跳转k2jak2cmpal,64h;大于40度，跳转k1jak1jmpk0；控制报警模块，降温模块的开闭k0: callsoundoff ;关闭报警系统 callcooloff ;关闭降温系统 jmpstart1 ;继续测量温度k1: movbuf1,2000h movbuf2,0200h ;控制电机转速 movbuf3,1908h ;控制开启报警喇叭 movbuf4,03h ;控制开启报警灯 jmpjjk2: movbuf1,2000h movbuf2,0400h movbuf3,1276h movbuf4,07h jmpjjk3: movbuf1,2000h movbuf2,0800h movbuf3,954h movbuf4,1fh jmpjjjj: callcoolon;开启降温系统 callsoundon;开启报警系统 jmpstart1声光报警模块及降温模块——代码实现；灯光报警模块与降温模块跳转子程序soundonprocnear movdx,io8254a movax,buf3 outdx,al ;低八位输出 moval,ah outdx,al ;高八位输出 movdx,io8255c ;8255c端口输出 movax,buf4 outdx,ax retsoundonendpsoundoffprocnear movdx,io8255c moval,00h;关闭报警 outdx,al retsoundoffendpcoolonprocnear moval,80h movdx,io0832a outdx,al movcx,buf1delay3: loopdelay3 ;低电平延迟 moval,0ffh movdx,io0832a outdx,al movcx,buf2delay4: loopdelay4 ;高电平延迟 retcoolonendpcooloffprocnear moval,80h movdx,io0832a ;0832输出低电平 outdx,al ;关闭降温系统 retcooloffendp声光报警模块及降温模块——代码实现软件实现温度显示方案选择显示原理温度显示模块显示模块选择1.只需三位数码管2.编程容易3.IO资源较少方案一数码管（实验箱配备）由于只需要显示三位数字，若使用显示屏幕大部分面积都未使用，较为耗能方案二128*64显示屏需要三片级联才能显示三位数字的温度，实验箱只配备一块，编程较复杂方案三8*8双色LED

（实验箱配备）温度显示方案选择（实验箱配备）开始系统初始化调用显示程序选择数码管输出温度值方案一设计流程及电路结构方案一8255A端口选择表之8255A的端口选择及连接&8255A芯片示意图方案一将8255A的A口PA0~PA7分别与七段数码管的段码驱动输入端a~dp相连，用于输出。因而A口的工作方式为方式0。同理，B口进行输出，所以也工作在方式0。方式控制字如右图所示：编程思想di存放要显示数字的首地址si存放0~9的七段数码管码制的首地址bh存放位码开始初始化8255初始化位码，段码（bh=01h，di=si+di）利用8255的B端口传送位码数据至数码管延时是否上次显示已经是第三位是否此时为第二位是数码管亮利用8255的A端口传送位码数据至数码管段码最高位置1位码左移一位，段码显示下一位数字结束是否是总循环循环是否结束否软件实现showprocnear movcx,01F4h ;循环次数****************更改此处更改刷新频率******************loop1: pushdi movbh,01hmm: movbyteptrbz,bh movsi,offsetled;si为显示代码的偏移地址

movbl,[di];bl为要显示的数

andbh,0 ;置led数码表偏移地址si addsi,bx ;求出对应的led数码si为显示数的代码

movdx,io8255b ;自8255的A口输出

moval,byteptrbz ;位码

outdx,al cmpal,02h jnzmm1 moval,byteptr[si] oral,80h ;点亮小数点

jmpmm2 mm1: moval,byteptr[si] mm2: movdx,io8255a outdx,al pushcx movcx,200;延时delay2: loopdelay2 popcx incdi ;di++ moval,00h outdx,al movbh,byteptrbz shlbh,1 cmpbh,08h jnzmm;若bh不等于08h，继续mm循环

popdi;若bh为08h，向下执行，dl出栈

looploop1showendp子程序：方案一之程序代码的实现procnearmovcx,0600h;循环次数loop1:pushdimovbh,01hmm:movbyteptrbz,bhmovsi,offsetledmovbl,[di];bl为要显示的数

andbh,0;置led数码表偏移地址为SIaddsi,bx;求出对应的led数码

movdx,io8255b;自8255A的口输出

moval,byteptrbz;使相应的数码管亮

outdx,alcmpal,02h

jnzmm1moval,byteptr[si]oral,80h;使DP置1，点亮小数点jmpmm2方案一之程序代码的实现mm1:moval,byteptr[si]mm2:movdx,io8255aoutdx,alpushcxmovcx,200;延时delay2:loopdelay2popcxincdi;di自加1moval,00houtdx,almovbh,byteptrbzshlbh,1;bh右移一位cmpbh,08hjnzmm;若bh不等于08h，继续mm循环

popdi;若bh为08h，向下执行，di出栈

looploop1showendp;显示结束功能检测为了检测该自动温度系统的声光报警和降温控制功能，而实际实验温度在30摄氏度以下，并不会达到报警温度，所以，直接利用用直流电压作为ADC0809的输入，通过0~5V的电压来模拟温度采集模块的电压输出，从而测试该自动温控系统的所有功能。附录——程序；初始化datasegmentio8255aequ288hio8255bequ289hio8255cequ28ahio8255dequ28bhio8254aequ280hio8254dequ283hio0832aequ290hio0809aequ298hleddb3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh;段码0-9buffer db 0,0,0bz dw ?buf1 dw 0buf2 dw 0buf3 dw 0buf4 dw 0dataendscodesegmentassumecs:code,ds:datastart:mov ax,data movds,ax moval,80h movdx,io8255d;设置8255abc输出

outdx,al movdx,io8254d moval,00110110b;计数器0先低后高读入，方式三（自动填充)，二进制

outdx,al;温度采集start1: movdx,io0809a outdx,al启动0809进行转换

movcx,0ffhdelay1: loopdelay1等待0809 inal,dx andah,0 pushax shlax,2 movdi,offsetbuffer movbl,64h divbl mov[di+2],al ;将百位放在D2 moval,ah andax,00ffh movbl,0ah divbl mov[di+1],al ;将十位放在d1 mov[di],ah；调用和跳转代码callshowpopaxcmpal,0C8h;大于80度，跳转k3********************更改此处更改对应关系***********************jak3cmpal,96h;大于60度，跳转k2jak2cmpal,64h;大于40度，跳转k1jak1jmpk0；控制报警模块，降温模块的开闭k0: callsoundoff ;关闭报警系统

callcooloff ;关闭降温系统

jmpstart1 ;继续测量温度k1: movbuf1,2000h movbuf2,0200h ;控制电机转速

movbuf3,1908 ;控制开启报警喇叭

movbuf4,03h ;控制开启报警灯

jmpjjk2: movbuf1,2000h movbuf2,0400h movbuf3,1276 movbuf4,07h jmpjjk3: movbuf1,2000h movbuf2,0800h movbuf3,954 movbuf4,1fh jmpjjjj: callcoolon;开启降温系统

callsoundon;开启报警系统

jmpstart1；数码管显示代码showprocnear movcx,01F4h ;循环次数****************更改此处更改刷新频率******************loop1: pushdi movbh,01hmm: movbyteptrbz,bh movsi,offsetled;si为显示代码的偏移地址

movbl,[di];bl为要显示的数

andbh,0 ;置led数码表偏移地址si addsi,bx ;求出对应的led数码si为显示数的代码

movdx,io8255b ;自8255的A口输出

moval,byteptrbz ;位码

outdx,al cmpal,02h jnzmm1 moval,