基于8086的温度系统

目录1引言.......................................................................................................................12设计方案与论证..................................................................................................13设计内容..............................................................................................................23.1系统扩展接口的选择...................................................................................23.2温度传感器与A\D转换器的选择...............................................................23.3显示接口芯片...............................................................................................33.4设计原理及功能说明...................................................................................33.5系统软件设计...............................................................................................43.6单元电路的设计（计算与说明）...............................................................54.8086微处理器及其体系结构.............................................................................84.18086微处理器的一般性能特点.................................................................84.2.8086CPU的编程结构.................................................................................94.38255A并行I\O接口...................................................................................94.4ADC0809概述..............................................................................................114.5ADC0809与8255的连接...........................................................................134.6键盘/显示方式设置命令字.......................................................................134.7LED显示器................................................................................................145硬件的制作与调试.............................................................................................146结束语:..............................................................................................................17参考文献................................................................................................................19附录1：元器件清单:...........................................................................................20附录2：电路总图.................................................................................................20附录3：程序.........................................................................................................2011引言为了实现计算机对生产过程及对象的控制，需要将对象的各种测量参数按照要求转换成数字信号送入计算机。计算机运算处理后再转换成适合于对生产过程进行控制的量。所以在微机和生产过程之间，须设置信息的变换和传递通道。主要功能就是随时间变化的模拟输入信号变成数字信号送入计算机，主要由AD590温度传感器，8088CPU,8255A,A/D转换器和数码管显示器等组成。本实验通过设计一个微机控制的温度控制系统旨在能做到以下几点：1．了解微机控制的温度采集系统软硬件设计原理和方法。2．进一步掌握并行接口芯片和模数转换的工作原理与使用方法。以8088CPU为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位LED显示器上显示当前温度。本设计所用器件主要有传感器，A/D转换器，8088CPU，可编程并行接口8255，显示器等。首先传感器把所测的温度转换为电压，输入A/D转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过CPU在数码管上显示出来。本设计共分以下几个模块：8088主控模块、A/D转换模块、并行接口模块、显示模块。2设计方案与论证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2铂电阻与温度的关系是非线性的，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。图2-1设计方案3设计内容3.1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。3.2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，温度每升高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。电桥测温电路放大电路A/D转换电路锁存器74LS373译码器7448LED数码显示33.3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数码管显示控制两种功能。3.4设计原理及功能说明本系统采用的是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。对温度进行检测，然后通过A/D转换器（ADC0809）转换成数字信号输入主机。使用Intel8279可编程序的键盘、显示接口功能，完成键盘输入和显示控制两种功能。针对各模块的硬件功能，对各模块设定子程序，通过主程序对这些子程序模块的调用，完成软件设计。（1）温度测量显示部分温度通过AD590温度传感集成芯片，将温度变化量转换成电压值变化量，经过OP07一级跟随后输入到电压放大电路，放大后的信号输入到A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，然后将该数字信号通过然间编程转化为十进制BCD码，并送到8279进行温度值的显示。4图3-1主程序流程图3.5系统软件设计本设计的目的是以8086微处理器为控制器，将温度传感器输出的小信号经过放大和低通滤波后，送至A/D转换器；微控制器实时采集、显示温度值（要求以摄氏度显示），同时系统还应可设定、控制温度值，使系统工作在设定温度。通过开始界面，显示提示信息，调用温度子程序，设置温度。通过模数转换器采集A\D值并求其平均值。调用BCD码转换子程序将其转换为十进制温度值；调用显示子程序，如果温度高于实际温度，就加热，反之拨动开关关闭，停止加热。在此过程中，还可以重复设置温度值。5（1）BCD码转换子程序设定温度为0摄氏度时变换放大电路送出的模拟量为0.0V，此时A/D输出的数字量为00H；温度为68℃时变换器送出对应电压4.98V，此时A/D输出的数字量为FFH，即每0.3℃对应1LSB的变化量，对应电压值为19.5mV。报警温度设定为68℃，此时，输出电压约为5.0V左右。（2）温度值设置子程序为了避免加热温度过高，在程序设计中加了一条，即设定值不能大于68℃，否则就认为有错系统报警。3.6单元电路的设计（计算与说明）(1)温度检测系统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。(2)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6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。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3-2输出电流的基本温度敏感电路图3-3ADC0809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7接地。ADC0809的数据线D0-D7与8255的PB0-PB7相连接。其片选CS与8