基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計_secret

1、 溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)摘摘 要要：本文介紹了一種基于 8086 微處理器的溫度控制系統(tǒng)，采用溫度傳感器 AD590采集溫度數(shù)據(jù)，用 CPU 控制溫度值穩(wěn)定在預設溫度。當溫度低于預設溫度值時系統(tǒng)啟動電加熱器，當這個溫度高于預設溫度值時斷開電加熱器。系統(tǒng)操作簡便、自動化程度高、擴展方便且具有良好的人機交互的能力。該系統(tǒng)通過實驗，取得了較為滿意的控制效果?？蓱迷谝恍┚纫蟛惶叩南到y(tǒng)中。為了降低整個系統(tǒng)的成本，在滿足性能的要求下，選擇低成本器件，簡化系統(tǒng)設計。關鍵詞：關鍵詞：微處理器 溫度傳感器 A/D 轉換器 控制系統(tǒng)Abstract: This paper introduces a ki

2、nd of 8086 microprocessor based on the temperature measurement and control system, adopting temperature sensor AD590 collection temperature data, using CPU control temperature stability in the preset temperature. When the temperature is below the preset temperature when system startup electric heate

3、r, when the temperature higher than the preset temperature when electric heater disconnection. System simple operation, high automation degree, expansion easier and has good human-machine interaction skills. The system through experiment and achieved satisfactory control effect. Can be used in some

4、precision less demanding system. In order to reduce the cost of the whole system, and to meet the request of the performance, choose low-cost devices, simplify system design. Keywords: microprocessor temperature sensor A/D converter control system 第 I 頁目錄目錄1 前言前言.12 2 整體方案設計整體方案設計.22.1 方案論證.22.2 系統(tǒng)硬

5、件選擇和設計.33 3 單元模塊設計單元模塊設計.43.1 溫度控制與檢測系統(tǒng).43.1.1 溫度控制.43.1.2 溫度測量.53.2 8086 微處理器及其體系結構.53.3 8255A 并行 IO 接口.73.4 ADC0809 概述 .83.5 ADC0809 與 8255 的連接 .103.6 8279 的功能介紹 .113.7 LED 顯示器 .124 4 系統(tǒng)工作原理及軟件設計系統(tǒng)工作原理及軟件設計.144.1 系統(tǒng)工作原理.144.2 系統(tǒng)軟件設計.144.3 系統(tǒng)流程圖.145.5.系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試.186 6 結論結論.207 7 參考文獻參考文獻.21附錄附錄 1 1：電

6、路總圖：電路總圖.22附錄附錄 2 2：程序：程序.23 第 1 頁1 前言前言溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化，所以能作溫度傳感器的材料相當多。進入 21 世紀后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。近年來，溫度控制系統(tǒng)不僅在工業(yè)設計、工程建設中應用廣泛，而且在人們的日常生活中也常常需要用到溫度控制。大到大型鋼鐵廠、化工廠等，小到酒店、溫室、家電等。溫度監(jiān)控的應用隨處可見，隨著人們生活質(zhì)量的提高及溫

7、度控制技術的成熟，溫度控制將更好的服務于社會。隨著電子技術的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到了質(zhì)的飛躍，那么微型計算機控制技術的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領域帶來了一次新的革命。目前，微處理器 8086 在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領域得到了廣泛的應用,由于它具有極好的穩(wěn)定性，更快和更準確的運算精度。溫度控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)設計、工程建設及日常生活中的應用越來越廣泛,早期的溫度控制主要應用于工廠中，例如鋼鐵的水溶溫度控制，不同等級的鋼鐵要通過不同溫度的鐵水來實現(xiàn)，這樣就可能有效的利用溫度控制來掌握所需要的產(chǎn)品了。目前，微機檢測系統(tǒng)

8、的發(fā)展非常迅速，應用也極為廣泛，它由于體積小、功能強、性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點，使其在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領域得到了極為廣泛的應用。在此基礎上發(fā)展起來的智能儀器無論是在測量的準確度、靈敏度、可靠性、自動化程度、應用功能等方面或在解決測試技術問題的深度及廣度方面都有了巨大的發(fā)展，以一種嶄新的面貌展現(xiàn)在人們的面前。隨著大規(guī)模集成電路及計算機技術的迅速發(fā)展，以及人工智能在測試技術方面的廣泛運用，智能儀器有了更大的發(fā)展。溫度測試儀器的智能化已是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的主流方向。 第 2 頁2 2 整體方案設計整體方案設計本設計的整體思路是：采用溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，用 CPU 控制溫度值穩(wěn)定在預設溫度。當溫度

9、低于預設溫度值時系統(tǒng)啟動電加熱器，當這個溫度高于預設溫度值時斷開電加熱器。數(shù)碼管上輸出的數(shù)字就是對應于所測量的實際溫度。2.12.1 方案論證方案論證設計中采用了兩個方案，具體的方案見方案一和方案二。方案一： 采用鉑電阻溫度傳感器的電阻與溫度的關系是非線性的，用電橋?qū)崿F(xiàn)溫度升高引起的電阻變化對應于電壓的變化。經(jīng) A/D 轉換器后，送入鎖存器鎖存，在經(jīng)譯碼器輸出后，再在數(shù)碼管上顯示，由于 74LS373 具有鎖存功能就能實現(xiàn)四位的溫度顯示。由于鉑電阻與溫度的關系是非線性的，因此輸出的結果測試精度較低，并且不能達到我們對溫度控制的要求。圖 2.1 測溫整體方案一框圖方案二： 設計一種溫度控制方法將

10、溫度控制到某一設定值，并保持穩(wěn)定。同時還可以根據(jù)實際需要重新設置溫度并進行重新控制調(diào)節(jié)，使溫度達到一新的設定值，并保持穩(wěn)定。這里的重新設置和控制可以進行無限多次，當然這個設置值得在某一最大值范圍之內(nèi)，這里把最大值設為 68。當設置溫度大于 68時，系統(tǒng)就會報錯并退出系統(tǒng)。電橋測溫電路放大電路A/D 轉換電路鎖存器 74LS373譯碼器 7448LED 數(shù)碼顯示 第 3 頁圖 2.2 系統(tǒng)原理框圖經(jīng)過對以上二種方案得分析、比較，我覺得方案二更加完善、功能更加齊全，對于本次設計更加具有可實行性，并且能夠達到我們所預期的目的，于是我采用方案二作為本次設計的總體方案。2.22.2 系統(tǒng)硬件選擇和設計系

11、統(tǒng)硬件選擇和設計1、系統(tǒng)擴展接口的選擇 本次設計采用的是 8086 微處理器，選擇 8255A 可編程并行接口作為系統(tǒng)的擴展接口，8255A 的通用性強，適應靈活，通過它 CPU 可直接與外設相連接。2、溫度傳感器與 AD 轉換器的選擇本系統(tǒng)選用溫度傳感器 AD590 構成測溫系統(tǒng)。AD590 是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫度傳感器，測溫范圍為-55150，非線性誤差在0。30，其輸出電流與溫度成正比，溫度沒升高 1K（K 為開爾文溫度） ，輸出電流就增加 1uA。其輸出電流 I=(273+T)uA。本設計中串聯(lián)電阻的阻值選用 2K，所以輸出電壓 V+=(2730 + 10T)MV.另外，為

12、滿足系統(tǒng)輸入模擬量進行處理的功能，對其再擴展一片 ADC0809，以進行模擬數(shù)字量轉化。3、顯示接口芯片為滿足本次設計溫度顯示的需要，我們選擇了 8279 芯片，INTEL8279 芯片是一種通用的可編程的鍵盤、顯示接口器件，單個芯片就能完成鍵盤鍵入和 LED 顯示控制兩種功能。備注：系統(tǒng)硬件接線應盡量以插接形式連接，這樣便于多用途使用和故障的檢查和排除。電壓跟隨器運算放大電路溫度傳感器AD 轉換器微處理器加熱控制電路報警譯碼顯示 第 4 頁3 3 單元模塊設計單元模塊設計本系統(tǒng)采用的是 8086 微處理器，選擇 8255A 可編程并行接口作為系統(tǒng)的擴展接口，8255A 的通用性強，適應靈活，

13、通過它 CPU 可直接與外設相連接。溫度控制系統(tǒng)對溫度進行檢測，然后通過 A/D 轉換器（ADC0809）轉換成數(shù)字信號輸入主機。使用 Intel8279 可編程序的鍵盤、顯示接口功能，完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能。3.13.1 溫度溫度控制與檢測系統(tǒng)控制與檢測系統(tǒng)溫度信息由溫度傳感器測量并轉換成微安級的電流信號，經(jīng)過運算放大電路將溫度傳感器輸出的小信號進行跟隨放大，輸入到 A/D 轉換器（ADC0809）轉換成數(shù)字信號輸入主機。數(shù)據(jù)經(jīng)過標度轉換后，一方面通過數(shù)碼管將溫度顯示出來；另一方面，將該溫度值與設定的溫度值進行比較，調(diào)整電加熱爐的開通情況，從而控制溫度。在斷開電加熱器，溫度仍然異常，

14、報警器發(fā)出聲音報警，提示采取相應的調(diào)整措施。3.1.13.1.1 溫度控制溫度控制當 PC6 為高電平時，三極管導通，繼電器吸合，向加熱系統(tǒng)輸出 12V 電壓加熱；反之，輸入低電平，三極管截止，繼電器斷開，停止加熱。二極管的作用是吸收繼電器端開時產(chǎn)生的浪涌電壓。如圖 3.1 所示。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-Dec-2010Sheet of File:H:制制制制.ddbDrawn By:R?R2R92KR102.4KR122.4KK1SPDTQ19013D2IN4007+12V+5V制制圖 3.1 溫度控制 第 5

15、頁3.1.23.1.2 溫度測量溫度測量AD590 是 AD 公司生產(chǎn)的一種精度和線度較好的雙端集成傳感器，其輸出電流與絕對溫度有關，對于電源電壓從 5-10V 變化只引起 1uA 最大電流的變化或 1 攝氏度等效誤差。AD590 輸出的電流：I=（273+T）uA(T 為攝氏溫度)。因此測量的電壓 V 為（273+T）uA10K=（2.73+T/100）V，為了將電壓測量出來，又務必使電流 I 不分流出來。使用電壓跟隨器使其輸出電壓 V2等于 V 。由于一般電源供應多器件之后，電源是帶雜波的，因此使用穩(wěn)壓二極管作為穩(wěn)壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓 V1需調(diào)至 2.73V。差動放大器其

16、輸出 V0 為（100K/10K）(V2-V1)=T/10，如果現(xiàn)在為攝氏 28，輸出電壓為 2.8V。輸出電壓接 AD 轉換器，那么 AD 轉換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線性比例的關系。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-Dec-2010Sheet of File:F:制制制制制制制制.ddbDrawn By:R3PO T2R11.23KR210KR510K10KR410KR7100KR6100K321411U1ACA 139321411U2ACA 139Z?D2AD 590+12V圖 3.2 溫度測量3.23.2 8086

17、8086 微處理器及其體系結構微處理器及其體系結構1. 8086 微處理器的一般性能特點（1） 16 位的內(nèi)部結構，16 位雙向數(shù)據(jù)信號線；（2）20 位地址信號線，可尋址 1M 字節(jié)存儲單元；（3）較強的指令系統(tǒng)；（4）利用第 16 位的地址總線來進行 I/O 端口尋址，可尋址 64K 個 I/O 端口；（5）中斷功能強，可處理內(nèi)部軟件中斷和外部中斷，中斷源可達 256 個；（6）單一的5V 電源，單相時鐘 5MHz。 第 6 頁另外，Intel 公司同期推出的 Intel8088 微處理器一種準 16 位微處理器，其內(nèi)部寄存器，內(nèi)部操作等均按 16 位處理器設計，與 Intel8088 微

18、處理器基本上相同，不同的是其對外的數(shù)據(jù)線只有 8 位，目的是為了方便地與 8 位 I/O 接口芯片相兼容。2. 8086CPU 的編程結構編程結構：是指從程序員和使用者的角度看到的結構，亦可稱為功能結構。從功能上來看，8086CPU 可分為兩部分，即總線接口部件 BIU（Bus Interface Unit）和執(zhí)行部件EU（Execution Unit） 。8086CPU 的內(nèi)部功能結構如圖 3.3 所示:圖 3.3 8086/8088CPU 內(nèi)部功能結構圖38086 的可編程外設接口電路8255 的數(shù)據(jù)口 D0-D7 與 CPU 的 6 根控制線相連接，控制 8255A 內(nèi)部的各種操作?？刂?/p>

19、線RESET 用來使 8255A 復位。CS 和地址線 A1 及 A0 用于芯片選擇和通道尋址。分別與 8086 的高位地址線 A19，A1,A0 相連接。 第 7 頁123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Dec-2010Sheet of File:C:UsersAdministratorDesktop制制制制制制制制制制制.ddbDrawn By:RD32AD016LOC/WR29AD115QS0ALE25AD214QS1INA24AD313AD412S0,DEN26AD511S1DT/R27AD610S2M/IO28AD79

20、AD88RQ/GT031AD97RQ/GT130AD106AD115AD124NMI17AD133INTR18AD142AD1539MN/MX33TEST23A16/S338READY22A17/S437A18/S536A19/S635CLK19RESET21BHE/S734U18086D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A

21、09A18RESET35CS6U28255AS1KEY4S2KEY4圖 3.4 8086 的可編程外設接口電路3.33.3 8255A8255A 并行并行 IOIO 接口接口8255A 芯片內(nèi)包含有 3 個 8 位的端口，它們是 A 口，B 口和 C 口。這 3 個端口均可作為CPU 與外設通訊時的緩沖器或鎖存器，當需要“狀態(tài)”或“聯(lián)絡”信號時，C 口可以提供，此時，將 C 口的高 4 位為 A 口所用，C 口的低 4 位為 B 口所用。3 個端口通過各自的輸入/輸出線與外設聯(lián)系。并行輸入/輸出端口：一個并行輸入/輸出的 LSI 芯片，多功能的 I/O 器件，可作為 CPU總線與外圍的接口。具

22、有 24 個可編程設置的 I/O 口，即使 3 組 8 位的 I/O 口為 PA 口，PB口和 PC 口。它們又可分為兩組 12 位的 I/O 口，A 組包括 A 口及 C 口(高 4 位，PC4PC7)，B組包括 B 口及 C 口(低 4 位，PC0PC3)。A 組可設置為基本的 I/O 口，閃控(STROBE)的 I/O閃控式，雙向 I/O3 種模式；B 組只能設置為基本 I/O 或閃控式 I/O 兩種模式，而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定。8255 引腳功能：RESET:復位輸入線，當該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有 I/O 口均被置成輸入方

23、式。CS:芯片選擇信號線，當這個輸入引腳為低電平時，即CS=0 時，表示芯片被選中，允許8255 與 CPU 進行通訊；CS=1 時，8255 無法與 CPU 做數(shù)據(jù)傳輸。 第 8 頁RD:讀信號線，當這個輸入引腳為低電平時，即RD=0 且CS=0 時，允許 8255 通過數(shù)據(jù)總線向 CPU 發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即 CPU 從 8255 讀取信息或數(shù)據(jù)。 WR:寫入信號，當這個輸入引腳為低電平時，即WR=0 且CS=0 時，允許 CPU 將數(shù)據(jù)或控制字寫入 8255。 D0D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255 與 CPU 數(shù)據(jù)傳送的通道，當 CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn) 8 位數(shù)據(jù)的讀/

24、寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 PA0PA7:端口 A 輸入輸出線，一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。PB0PB7:端口 B 輸入輸出線，一個 8 位的 I/O 鎖存器， 一個 8 位的輸入輸出緩沖器。 PC0PC7:端口 C 輸入輸出線，一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口 C 可以通過工作方式設定而分成 2 個 4 位的端口， 每個 4 位的端口包含一個 4 位的鎖存器，分別與端口 A 和端口 B 配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。A0、A1:地址選擇線，用來選擇 8255 的 PA 口，

25、PB 口，PC 口和控制寄存器。當 A0=0，A1=0 時，PA 口被選擇；當 A0=0，A1=1 時，PB 口被選擇；當 A0=1，A1=0 時，PC 口被選擇；當 A0=1。A1=1 時，控制寄存器被選擇。3 3. .4 4 ADC0809ADC0809 概概述述ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進行模 數(shù)轉換的器件。其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉換。1.ADC0809 的主要特性1）8 路輸入通道， 8 位 AD 轉換器，即分辨率為 8 位。 2）具有轉換起?？刂贫恕?3）轉換時間為

26、 100s4）單個5V 電源供電 5）模擬輸入電壓范圍 05V，不需零點和滿刻度校準。 6）工作溫度范圍為 -4085 攝氏度 7）低功耗，約 15mW。2.ADC0809 的內(nèi)部邏輯結構 第 9 頁 由下圖可知，ADC0809 由一個 8 路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D 轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉換完的數(shù)字量，當 OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數(shù)據(jù)。圖 3.5 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結構3.外部特性（引腳功能）ADC080

27、9 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝,下面說明各引腳功能。 IN0IN7：8 路模擬量輸入端。2-12-8： 8 位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 START： AD 轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動（脈沖上升沿使 0809 復位，下降沿啟動 A/D 轉換） 。 EOC： AD 轉換結束信號，輸出，當 AD 轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平） 。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當 AD 轉換結束時，此端輸入一個高電

28、平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。 REF（+） 、REF（-）：基準電壓。 Vcc：電源，單一5V。 第 10 頁GND：地。 4. ADC0809 的工作過程首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。START 上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動 AD 轉換，之后EOC 輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到 AD 轉換完成，EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?AD轉換結束，結果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當 OE 輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的

29、數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。3.53.5 A AD DC C0 08 80 09 9 與與 82558255 的連接的連接模擬輸入通道地址 A,B,C 直接接地，因此 ADC0809 只對通道 IN0 輸入的電壓進行模數(shù)轉換。為了減少輸入噪聲其他通道直接接地。ADC0809 的數(shù)據(jù)線 D0-D7 與 8255 的 PB0-PB7 相連接。其片選 CS 與 8086 的地址/數(shù)據(jù)總線 AD14 相連接。圖 3.6 ADC0809 與 8255 的連接3 3. .6 6 8 82 27 79 9 的的功功能能介介紹紹 Intel8279 是一種通用的可編程序的鍵盤、顯示接口器件，單片器件就能夠完成鍵盤

30、輸入和顯示控制兩種功能。鍵盤部分提供一種掃描的工作方式，可以和具有 64 個按鍵的矩陣鍵盤相連接，能對鍵盤不斷掃描，自動消抖，自動識別按下的鍵并給出編碼，能對雙鍵或 n鍵同時按下實行保護。顯示部分為發(fā)光二極管、熒光管及其它顯示器提供了按掃描方式工作 第 11 頁的顯示接口，它為顯示器提供多路復用信號，可以顯示多達 16 位的字符或數(shù)字。INTEL 8279 的邏輯符號如圖 7-28 所示。它用于 8085、MCS-51 系統(tǒng)。它最多可外接 8X8的鍵盤及 16X8 的七段數(shù)碼顯示器。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-Dec-

31、2010Sheet of File:H:制制制制.ddbDrawn By:OUTA027OUTB031OUTA126OUTB130OUTA225OUTB229OUTA324OUTB328DB012BD23DB113DB214SL032DB315SL133DB416SL234DB517SL335DB618DB719RL038RL139IRQ4RL21RL32CS22RL45RD10RL56WR11RL67A021RL78CLK3SHIFT36RESET9CNTL/S37U48279R?R2R92KR102.4KR122.4KK1SPDTQ19013D2IN4007+12V+5V制制圖 3.7 8

32、279 的邏輯符號8279 的操作方式是通過 CPU 對 8279 送入命令時來實現(xiàn)編程的。當數(shù)據(jù)選擇端 A0 置 1 時，CPU 對 8279 寫入數(shù)據(jù)為命令字，讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)字。8279 共有八條命令。其功能及命令字定義分述如下。1）鍵盤/顯示方式設置命令字命令格式：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0000DDKKK其中：D7、D6、D5=000 方式設置命令特征位。D D（D4、D3）：來設定顯示方式，其定義如下：00：8 個字符顯示，左入口00：16 個字符顯示，左入口00：8 個字符顯示，右入口00：16 個字符顯示，右入口 所謂左入口，即顯示位置從最左一位（最高位）開

33、始，以后逐次輸入的顯示字符逐個向右順序排列； 所謂右入口，即顯示位置從最右一位（最低位）開始，以后逐次輸入的顯示字符時，已有的顯示字符逐個向左順序移動。 KKK（D2、 D1、 D0）：用來設定七種鍵盤、顯示工作方式2）讀顯示 RAM 命令 第 12 頁命令格式：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0011AIAAAA其中：D7D6D5 =011 為讀顯示 RAM 命令字的特征位。該命令用來設定將要讀出的顯示 RAM 地址。AAAA（D3、D2、D1、D0）用來尋址顯示 RAM 命令字的特征位。由位顯示 RAM 中有 16 個字節(jié)單元故需要 4 位尋址。AI（D4）為自動增量特征位。當

34、 AI=1 時，每次讀出后地址自動加 1 指向下一地址。3）寫顯示 RAM 命令命令格式：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0100AIAAAA其中：D7D6D5 =100 為寫顯示 RAM 命令字的特征位。在寫顯示器 RAM 之前用該命令用來設定將要寫入的顯示 RAM 地址。 AAAA（D3、D2、D1、D0）為將要寫入的存儲單元地址。AI（D4）為自動增量特征位。當 AI=1 時，每次寫入后地址自動加 1 指向下一次寫入地址。3.73.7 LEDLED 顯顯示示器器工作原理：發(fā)光二極管組成的顯示器事單片機應用產(chǎn)品中最常用的廉價輸出設備。它由若干個發(fā)光二極管按一定的規(guī)律排列而成。當

35、某一個發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一個比劃被點亮，控制不同組合的二極管導通，就能顯示出多種字符。常見 LED 數(shù)碼管的兩種接法如圖 3.8 所示。 圖 3.8 7 段 LED 數(shù)碼管的兩種接法通過控制管腳 a、b、c、d、e、f、g、dp 的電平即可獲得所需的符號顯示。顯示器的工作方式有兩種，一種是靜態(tài)顯示：當顯示器顯示某一個字符時，相應的發(fā)光二極管恒定地導通或截止。另一種事本次設計中采用的動態(tài)顯示方式：所謂動態(tài)顯示即一位一位輪流的點亮各位顯示器，對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。但由于時間間隔很小，我們就可以看到完整的顯示了。 第 13 頁 圖 3.9 數(shù)據(jù)顯示部分4 4 系統(tǒng)

36、工作原理及軟件設計系統(tǒng)工作原理及軟件設計針對各模塊的硬件功能，對各模塊設定子程序，通過主程序?qū)@些子程序模塊的調(diào)用，完成軟件設計。4.14.1 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理（1） 溫度測量顯示部分溫度通過 AD590 溫度傳感集成芯片，將溫度變化量轉換成電壓值變化量，經(jīng)過 OP07 一級跟隨后輸入到電壓放大電路，放大后的信號輸入到 A/D 轉換器將模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后將該數(shù)字信號通過然間編程轉化為十進制 BCD 碼，并送到 8279 進行溫度值的顯示。（2） 溫度控制部分 溫度的上升或下降，通過給加熱系統(tǒng)通斷電來實現(xiàn)。當需要加熱時，8255 的 PC6 輸出 第 14 頁低電平，啟動加熱系

37、統(tǒng)。當需要降溫時，8255 的 PC6 輸出高電平，關閉加熱系統(tǒng)。加熱或降溫的控制信號通過 8255 的 PA0 讀取撥動開關的狀態(tài)來實現(xiàn)。4.24.2 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件設計設計本設計的目的是以 8086 微處理器為控制器，將溫度傳感器輸出的小信號經(jīng)過放大和低通濾波后，送至 A/D 轉換器；微控制器實時采集、顯示溫度值（要求以攝氏度顯示） ，同時系統(tǒng)還應可設定、控制溫度值，使系統(tǒng)工作在設定溫度。4.34.3 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖1主程序通過開始界面，顯示提示信息，調(diào)用溫度子程序，設置溫度。通過模數(shù)轉換器采集 AD值并求其平均值。調(diào)用 BCD 碼轉換子程序?qū)⑵滢D換為十進制溫度值；調(diào)用顯示子程序，

38、如果溫度高于實際溫度，就加熱，反之撥動開關關閉，停止加熱。在此過程中，還可以重復設置溫度值。其流程圖如圖 4.1 所示。 第 15 頁圖 4.1 主程序流程圖2BCD 碼轉換子程序N開始系統(tǒng)初始化顯示提示信息調(diào)用溫度值設置子程序?qū)嶋H溫度低于給定值PA0=1加熱8255 PC6 口=1停止加熱8255 PC6 口=0顯示提示信息調(diào)用溫度值設置子程序重新設置溫度并將 PA0 撥到 0 以進行重新調(diào)節(jié)返回采集 AD 值并求其平均值調(diào)用 BCD 碼轉換子程序?qū)⑵滢D換為十進制溫度值調(diào)用顯示子程序YYNNN有鍵按下 第 16 頁設定溫度為 0 攝氏度時變換放大電路送出的模擬量為 0.0V，此時 A/D 輸

39、出的數(shù)字量為 00H；溫度為 68時變換器送出對應電壓 4.98V，此時 A/D 輸出的數(shù)字量為 FFH，即每0.3對應 1LSB 的變化量，對應電壓值為 19.5mV。報警溫度設定為 68，此時，輸出電壓約為 5.0V 左右。其流程圖如圖 4.2 所示。圖 4.2 BCD 碼轉換子程序3.顯示子程序采用動態(tài)顯示方式，其流程圖如圖 4.3 所示。4.溫度值設置子程序問了避免加熱溫度過高，在程序設計中加了一條，即設定值不能大于 68，否則就認為有錯系統(tǒng)報警。其流程圖如圖 4.4 所示。BCD 碼轉換子程序?qū)⒉杉玫降钠骄党艘?0.3 轉換為溫度值返回對其進行非壓縮 BCD碼乘法調(diào)整通過移位得到

40、組合 BCD 碼 第 17 頁圖 4.3 顯示子程序得到溫度值各位上的數(shù)通過查表指令得到對應的數(shù)碼管的斷碼溫度值設置子程序鍵入溫度值十位上的數(shù)值將它存于DI鍵入溫度值個位上的數(shù)值將它存于DI+1將十位上的數(shù)值左移四位并與個位上的數(shù)值既得溫度值設置溫度大于 68將溫度值存于DI+1返回聲音報警并顯示錯誤信息返回顯示溫度值十位上的數(shù)值延時返回顯示子程序NY圖 4.4 溫度值設置先將十進制溫度值（AL）送到(BL)通過查表指令得到對應的數(shù)碼管的斷碼顯示溫度值個位上的數(shù)值延時取出（BL）中的溫度值得到溫度值十位上的數(shù)值 第 18 頁5.5.系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試通過前一部分的介紹說明，我們對系統(tǒng)的工作情況有

41、了大體的了解。為了進一步了解系統(tǒng)的工作過程，這里介紹一下系統(tǒng)調(diào)試過程及調(diào)試過程中出現(xiàn)的一些具體的問題，軟件仿真圖。實驗調(diào)試軟件運行于 DOC 環(huán)境下，其步驟如下：一、根據(jù)硬件圖和原理圖連接好線路。AD0.15READY22INTR18NMI17RESET21CLK19MN/MX33HOLD/GT131HLDA/GT030A16.19M/IO/S028ALE/QS025DT/R/S127INTA/QS124TEST23BHE34DEN/S226RD32WR/LOCK29U18086D034D133D232D331D430D529D628D727RD5WR36A09A18RESET35CS6PA0

42、4PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710U28255APICCLK3AD0.7A021RES9CS22RD10WR11BD23IRQ4OUT_A027OUT_A126OUT_A225OUT_A324OUT_B031OUT_B130OUT_B229OUT_B328RL0.7SL335SL234SL133SL032CTRL/STB37SHIFT36U48279A1B2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y

43、312Y411Y510Y69Y77U574LS138A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U674LS245A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U774LS245RV1100K+5OUT121ADD B24ADD A25ADD C23VREF(+)12VREF(-)16IN31IN42IN53IN64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817O

44、UT418OUT319IN228IN127IN026ALE22U8ADC0808 第 19 頁二、在 PC 機上敲入程序，并對其進行的查錯，編譯，連接，最后生成可執(zhí)行文件。三、接上電源，敲入可執(zhí)行文件的文件名，系統(tǒng)就開始了工作過程。1）這是 DOC 屏幕上會出現(xiàn)的一些提示信息，如ENTER ANY KEY TO BEGIN! LET PA0=0 TO ADJUST THE TEMPERATURE VALUE! LET PA0=1 TO INPUT A NEW TEMPERATURE VALUE!這里后兩條只作注釋用。2）然后敲任意一個鍵，系統(tǒng)就開始進行溫度測量和顯示，屏幕上就會顯示 INPUT

45、 THE TEMPERATURE：在這一條信息之后敲入一溫度值。注意這里敲入的溫度值不能大于 76 攝氏度，否則屏幕將會顯示INPUT VALUE ERROR !并返回 DOC。（以后重新設定溫度時也是如此）3）在正常情況下，敲入設定溫度后系統(tǒng)就開始進行控制調(diào)節(jié)，當實際溫度小魚設定值時，系統(tǒng)就開始進行加熱，如果不加改變，它就會加熱一直穩(wěn)定到設定的溫度值；如果這是想重新設置一溫度，只要把 8255 的 PA0 讀取撥動開關撥到 1，屏幕上就會顯示：INPUT A NEW TEMPERATURE:這里又得注意一下，在敲入一個新的設定溫度之前，得先把 PA0 讀取撥動開關撥到 0，否則，在敲完設定溫

46、度之后，屏幕上又會顯示同樣一條信息。因為它是根據(jù) PA0 是 0 還是 1 來決定是去重新輸入設定溫度還是去調(diào)節(jié)溫度。如果不先把 PA0 撥為 0，它就是一直讓你輸入?yún)s不進行調(diào)節(jié)。另外，這里溫度值的設定的次數(shù)沒有限制。 第 20 頁6 6 結論結論本設計采用的 8086 微處理器實現(xiàn)溫度的控制。具有體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、易于推廣應用等顯著優(yōu)點，通過軟件邏輯控制實現(xiàn)對溫度的控制和調(diào)節(jié)。本文的溫度控制系統(tǒng)，只是 8086 廣泛應用于各行各業(yè)中的一例。本設計中應用了許多與微機接口技術的芯片和常用的外部設備，芯片如：ADC0809，8255 等。外

47、部設備如：溫度檢測元件 AD590，鍵盤和顯示系統(tǒng)中的 LED 顯示器等。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點如下：一、本系統(tǒng)本著簡單可靠的原則完成了設計要求，盡量做到線路簡單，充分利用軟件編程，安裝比較靈活而且價格較低。二、在系統(tǒng)的硬件和軟件設計中，都加有安全設計部分，避免加熱過高造成設備的損壞。同時，該系統(tǒng)在測量過程中會帶來系統(tǒng)誤差。最后，通過這次設計，我發(fā)現(xiàn)還有很多知識并不牢固，因此在以后的學習中更應該多了解并掌握微機原理與接口技術的相關知識，熟練掌握使用匯編語言編程實現(xiàn)微機芯片的控制，多積累經(jīng)驗為以后的工作打好基礎，最后感謝王萍老師的精心指點，對此我深表謝意。 第 21 頁7 7 參考文獻參考文獻1 戴梅

48、蕚 微型計算機技術及應用2007 清華大學出版社2 武鋒 單片機應用系統(tǒng)設計-系統(tǒng)配置與接口技術1998.8 北京航空航天大學出版社3 何克忠 計算機控制系統(tǒng) 2002 清華大學出版社4 朱善君 匯編語言程序設計 1998.3 清華大學出版社5 顏永軍 protel99 電路設計與應用2001.1 國防工業(yè)出版社6 薛明軍.集成溫度傳感器 IH3605 及應用.國外電子無器件.2000.17 康華光.電子技術基礎（模擬部分）.高等教育出版社.2006.18 沙占友.集成化智能傳感器原理與應用M.北京:電子工業(yè)出版社,2004:119-127.9 孟臣、李敏、李愛傳. I2C 總線數(shù)字式溫濕度傳

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50、nRF24E1 and nRF24E2 RF layoutsP. Application Note, ordercode: 200503-nAN24-0.2003. 第 22 頁附錄附錄 1 1：電路總圖：電路總圖123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Dec-2010Sheet of File:D:U制制制制制制制制制制制制制制制制制制.ddbDrawn By:RD32AD016LOC/WR29AD115QS0ALE25AD214QS1INA24AD313AD412S0,DEN26AD511S1DT/R27AD610S2M/IO

51、28AD79AD88RQ/GT031AD97RQ/GT130AD106AD115AD124NM I17AD133INTR18AD142AD1539MN/M X33TEST23A16/S338READY22A17/S437A18/S536A19/S635CLK19RESET21BHE/S734U18086D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710

52、RD5WR36A09A18RESET35CS6U28255AOUTA027OUTB031OUTA126OUTB130OUTA225OUTB229OUTA324OUTB328DB012BD23DB113DB214SL032DB315SL133DB416SL234DB517SL335DB618DB719RL038RL139IRQ4RL21RL32CS22RL45RD10RL56WR11RL67A021RL78CLK3SHIFT36RESET9CNTL/S37U48279IN026IN127IN228IN31IN42IN53IN64IN75START6ALE22OE9VCC11GND13REF+12

53、REF-16ADD-C13ADD-B14ADD-A15EOC7D017D114D215D38D418D519D620D721U3ADC0809123U?ADM 74LS32123U?ADM 74LS3212U?ADM 74LS1412U?ADM 74LS14Y77Y69Y510Y411Y312Y213Y114Y015E36E23E14A1B2C3U574LS1381A11A23A34A45A56A67A78A81Y162Y153Y144Y135Y126Y117Y108Y9U61A11A23A34A45A56A67A78A81Y162Y153Y144Y135Y126Y117Y108Y9U7R3P

54、OT2R11.23KR210KR510KR?R2R92K10KR?R2R?R2R?R2R410KR7100KR6100KR12321411U1ACA139321411U2ACA139Z?D2AD590R102.4KR122.4KK1SPDTQ19013D2IN4007e1d2dp3c4g5nc6b7G38G29f10a11G112LED3LED-CC+12V+12V+5V+5V+5V制制DICDICS1KEY4S2KEY4 第 23 頁附錄附錄 2 2：程序：程序CSAD EQU 209HZ8279 EQU 212HD8279 EQU 210HLEDMOD EQU 00H； 左邊輸入，八位顯示

55、外部譯碼八位顯示LEDFEQ EQU 38H; 掃描頻率LEDCLS EQU 0C1H; 清除顯示 RAMZ8255 EQU 21BHZ8255A EQU 218HZ8255C EQU 21AHCOUNT EQU 8DATA SEGMENTDATA1 DB 4 DUP(?)MESS1 DB ENTER ANY KEY TO BEGIN! ,0DH,0AH, $MESS2 DB 10, 13, ENTER ANY KEY CAN EXIT TO DOS! ,0DH,0AH, $MESS3 DB 10, 13, INPUT THE TEMPERATURE VALUE:, $MESS4 DB 10,

56、 13, INPUT VALUE ERROR!,0DH,0AH, $ MESS5 DB 10, 13, INPUT A NEW TEMPERATURE VALUE:, $MESS6 DB 10, 13, * LET PA0=0 TO ADJUST THE TEMPERATURE VALUE!*,0DH,0AH, $ MESS7 DB 10, 13, * LET PA0=1 TO INPUT A NEW TEMPERATURE VALUE!*, 0DH,0AH, $LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39HDATA END

57、SSTACK SEGMENT SRACKSTA DW 50 DUP(?)TOP EQU LENGTH STASTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS: CODE,DS: DATA,ES: DATA,SS: STACKSTART: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV ES, AX MOV AH,09H ; 顯示提示信息一 第 24 頁 MOV DX, OFFSET MESS1 INT 21HMOV AH,09H ; 顯示提示信息六 MOV DX, OFFSET MESS6 INT 21H MOV AH,09H ; 顯示提示信息七 MOV DX, OFFSET MESS7 INT 21H MOV AH,08H INT 21H MOV AH,09H