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基于8086微处理器的温度测控系统设计.doc

发布时间：2022-06-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.61M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    德州学院微机原理课程设计 论文题目：基于 8086 的温度测控系统设计 专业班级： 09 电子信息工程本科 小组成员: 李 明 200900802111 王 新 200900803251 吴 晗 200900803123 指导老师： 董文会 完成时间： 2011 年 6 月 30 日 0
    目录 题目.....................................................................1 摘要.....................................................................1 关键词...................................................................1 1 温度控制系统的总体结构概况..............................................1 2 系统器件选择............................................................2 2.1 系统器件选择.......................................................2 2.2 温度传感器与 A\D 转换器的选择.......................................2 2.3 显示接口芯片.......................................................2 2.4 8086 微处理器及其体系结构..........................................3 3 系统各部分功能模块介绍..................................................4 3.1 温度测量和控制部分.................................................4 3.2 ADC0809 与 8255 的连接..............................................5 3.3 8086 的可编程外设接口..............................................6 3.4 数据显示部分.......................................................6 3.5 系统硬件原理图.....................................................7 4 软件设计................................................................7 5 系统流程图..............................................................8 4.1 主程序.............................................................8 4.2 BCD 码转换子程序...................................................9 4.3 显示子程序.........................................................9 4.4 温度值设置子程序..................................................10 5 系统调试...............................................................11 6 结论...................................................................12 7 参考文献...............................................................12 1
    基于 8086 的温度测控系统设计 摘 要 本文介绍了一种基于 8086 微处理器的温度测控系统，采用温度传感器 AD590 采集温度数据，用 CPU 控制温度值稳定在预设温度。当温度低于预设温度值时系统启动电加热器，当这个温度高于预设温 度值时断开电加热器。 关键词：微处理器 温度传感器 A/D 转换器 控制系统 1 温度控制系统的总体结构概况 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（ADC0809）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。其温度控制系统的原理框图如 图 1-1 所示。 温度传感器 电压跟随器 运 算 放 大 电 A\D 转换器 微 处 理 器 报警 译码 显示 加 热 控 制 电 图 1-1 系统原理框图 2
    2 系统器件选择 2.1 系统扩展接口的选择 本次设计采用的是 8086 微处理器，选择 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 CPU 可直接与外设相连接。 2.2 温度传感器与 A\D 转换器的选择 本系统选用温度传感器 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，测温范围为-55℃~150℃，非线性误差在±0。30℃，其输出电流与温度成 正比，温度没升高 1K（K 为开尔文温度），输出电流就增加 1uA。其输出电流 I=(273+T)uA。 本设计中串联电阻的阻值选用 2KΩ，所以输出电压 V+=(2730 + 10T)MV.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—数字量转化。 2.3 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 8279 芯片，INTEL8279 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 LED 显示控制两种功能。 备注：系统硬件接线应尽量以插接形式连接，这样便于多用途使用和故障的检查和排 除。 2.4 8086 微处理器及其体系结构 2.4.1 8086CPU 的编程结构 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，8086CPU 可分为两部分，即总线接口部件 BIU（Bus Interface Unit）和执行部件 EU （Execution Unit）。8086CPU 的内部功能结构如图 2－1 所示: 3
    2.4.2 执行部件（EU） 图 2-1 8086/8088CPU 内部功能结构图 功能：负责指令的执行。 组成：包括①ALU(算术逻辑单元)、②通用寄存器组和③标志寄存器等，主要进行 8 位及 16 位的各种运算。 2.4.3 总线接口部件（BIU） 功能：负责与存储器及 I/O 接口之间的数据传送操作。具体来看，完成取指令送指令 队列，配合执行部件的动作，从内存单元或 I/O 端口取操作数，或者将操作结果送内存单 元或者 I/O 端口。 组成：它由①段寄存器（DS、CS、ES、SS）、②16 位指令指针寄存器 IP（指向下一条 要取出的指令代码）、③20 位地址加法器（用来产生 20 位地址）和④6 字节（8088 为 4 字 节）指令队列缓冲器组成。 3 系统各部分功能模块介绍 3.1 温度测量和控制部分 3.1.1 温度测量部分 A\D590 是 AD 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 5-10V 变化只引起 1uA 最大电流的变化或 1 摄氏度等效误差。 图 4-1 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。 A\D590 输出的电流 I=（273+T）uA(T 为摄氏温度)。 因此测量的电压 V 为（273+T）uA×10K=（2.73+T/100）V，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 V2 等于 V 。 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 V1 需调至 2.73V。 4
    差动放大器其输出 V0 为（100K/10K）×(V2-V1)=T/10，如果现在为摄氏 28℃，输出电 压为 2.8V。 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。 图 3-1 输出电流的基本温度敏感电路 3.1.2 温度控制部分 当 PC6 为高电平时，三极管导通，继电器吸合，向加热系统输出 12V 电压加热；反之， 输入低电平，三极管截止，继电器断开，停止加热。在图 3-2 中，二极管的作用是吸收继 电器端开时产生的浪涌电压。 图 3-2 温度控制图 3.2 ADC0809 与 8255 的连接 模拟输入通道地址 A,B,C 直接接地，因此 ADC0809 只对通道 IN0 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。ADC0809 的数据线 D0-D7 与 8255 的 PB0-PB7 相连接。其片选 CS 与 8086 的地址/数据总线 AD14 相连接。 5
    3-3 ADC0809 与 8255 的连接图 3.3 8086 的可编程外设接口电路 8255 的数据口 D0-D7 与 CPU 的 6 根控制线相连接，控制 8255A 内部的各种操作。控 制线 RESET 用来使 8255A 复位。CS 和地址线 A1 及 A0 用于芯片选择和通道寻址。 图 3.4 数据显示部分 图 3-48086 的可编程外设接口电路图 6
    3.5 系统硬件原理图 3-4 数据显示图 图 7
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