温度测控系统方案(最终版).pdf
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1、个人资料整理仅限学习使用 德州学院微机原理课程设计 论文题目:基于8086 温度测控系统的设计 专业班级: 09 电子信息工程本科 小组成员 : 訾安琪 200900802038 张娜 200900802041 孙圆芳 200900802079 指导老师:王春玲 完成时间: 2018 年 6 月 26 日 个人资料整理仅限学习使用 目录 摘要1 前言1 1 方案比较及论 证 .1 2 整体方 案.2 2.1 温度控制系统的总体结构2 2.2 系统扩展接口的选择 .2 2.3 温度传感器与 AD 转换器的选择 .2 2.4 显示接口芯片2 3 单元模块设计 2 3.1 温度控 制2 3.2 温度
2、测试 3 3.3 ADC0809与 8255的连接模块 .3 3.4 微处理器模块 4 3.5 显示功能模块 5 4 系统工作原理及软件设计7 4.1 系统工作原理 7 4.2 系统流程图 7 5 总电路原理图及系统调试9 5.1 电路原理图 .9 5.2 系统调试 9 总结10 个人资料整理仅限学习使用 参考文献11 个人资料整理仅限学习使用 基于 8086 温度测控系统的设计 摘要 该课程主要运用微机原理理论知识设计出基于8086 微处理器的温度测控系统,在温度处理方面采 用温度传感器AD590 采集温度数据,并运用CPU 把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,
3、当这个温度高于预设温度值时断开电加热器。该系统把理论和实验良好的结合,取 得了较为满意的控制效果。可应用在一些精度要求不太高的系统中。而且该实验操作系统灵活简便,控 制操作简单。 【关键词】 控制系统温度传感器 A/D转换器 8086微处理器 前言 随着电子技术的发展,微处理器8086 在工业控制系统诸多领域得到了广泛的应用, 由于 它具有极好的稳定性,更快和更准确的运算精度。温度控制系统在现代工业设计、工程建设 及日常生活中的应用越来越广泛。目前,微机测控系统的发展非常迅速,应用也极为广泛, 它由于体积小、功能强、性能稳定、价格低廉等优点,使其在工业控制系统诸多领域得到了 极为广泛的应用。在
4、此基础上发展起来的智能仪器无论是在测量的准确度、灵敏度、可靠 性、自动化程度、应用功能等方面或在解决测试技术问题的深度及广度方面都有了巨大的发 展。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展,以及人工智能在测试技术方面的广泛运 用,智能仪器有了更大的发展。温度测试仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。 1 方案比较及论证 方案一: 采用铂电阻温度传感器的电阻与温度的关系是非线性的,用电桥实现温度升高引起的 电阻变化对应于电压的变化。经A/D 转换器后,送入锁存器锁存,在经译码器输出后,再在 数码管上显示,由于74LS373具有锁存功能就能实现四位的温度显示。由于铂电阻与温度的 关系是非线性
5、的,因此输出的结果测试精度较低,并且不能达到我们对温度控制的要求。 方案二: 设计一种温度控制方法将温度控制到某一设定值,并保持稳定。同时还可以根据实际需 要重新设置温度并进行重新控制调节,使温度达到一新的设定值,并保持稳定。这里的重新 设置和控制可以进行无限多次,当然这个设置值得在某一最大值范围之内,这里把最大值设 为 68。当设置温度大于68时,系统就会报错并退出系统。 个人资料整理仅限学习使用 本设计选用方案二 2 整体方案 2.1 温度控制系统的总体结构 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 uA
6、。本 设计中串联电阻的阻值选用2K,所以输出电压V+=( 2730 + 10 TMV.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。 2.4 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。 3 单元模块设计 3.1 温度控制 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, 电 压 跟 随运 算 放 大 电温 度 传 感AD转 换 微 处 理 器 加 热 控 制 电 报
7、警 译码 显示 个人资料整理仅限学习使用 输入低电平,三极管截止,继电器断开,停止加热。二极管的作用是吸收继电器端开时产生 的浪涌电压。如图3-1 所示。 123 R? R2R9 2K R10 2.4K R12 2.4K K1 SPDT Q1 9013 D2 IN40 07 +12 V +5V 灯泡 图 3-1 温度控制电路 3.2 温度测量 AD590输出的电流: I=。 输出电压接 AD 转换器,那么 AD 转换输出的数字量就和摄氏温度成线性比例的关系。 如图 3-2。 321 R3 POT2 R1 1.23 K R2 10K R5 10K 1 0K R4 10K R7 100K R6 1
8、00 K 3 2 1 4 1 1 U1A CA139 3 2 1 4 1 1 U2A CA1 39 Z? D2 AD5 90 +12 V 图 3-2 温度测量电路 3.3ADC0809与 8255 的连接模块 ADC0809是采样分辨率为8 位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。连接图如 图 3-3 所示: 个人资料整理仅限学习使用 图 3-3 ADC0809 与 8255 的连接图 3.4 微处理器模块 8255A 并行 IO 接口模块 :8255A芯片内包含有 3 个 8 位的端口,它们是A口,B口和 C 口。这 3 个端口均可作为 CPU 与外设通讯时的缓冲器或锁存器,当需要“状态”或
9、“联络” 信号时, C口可以提供,此时,将C口的高 4 位为 A 口所用, C口的低 4 位为 B 口所用。 3 个端口通过各自的输入 / 输出线与外设联系。 8086CPU的编程结构: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BIUBus Interface Unit)和执行部件 EUExecution Unit )。8086CPU 的内部功能结构如图3-4 所示: 个人资料整理仅限学习使用 图 3-4 8086CPU 的编程结构图 8086 的可编程外设接口电路: 8255 的数据口 D0-D7与 CPU的 6 根
10、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。分别与8086 的高位地址线 A19,A1,A0 相连接。如图 3-5。 321 D C B RD 32 AD0 16 LOC/W R 29 AD1 15 QS0ALE 25 AD2 14 QS1INA 24 AD3 13 AD4 12 S0,DEN 26 AD5 11 S1DT/R 27 AD6 10 S2M/IO 28 AD7 9 AD8 8 RQ/GT0 31 AD9 7 RQ/GT1 30 AD10 6 AD11 5 AD12 4 NMI 17
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