自動溫控系統(tǒng)設(shè)計(微機(jī)原理三級項目)

自動溫控系統(tǒng)——通信四班第五組指導(dǎo)老師：司菁菁時間：2016年12月2023最新整理收集do

something第一總體設(shè)計第二溫度采集第三降溫控制第四聲光控制第五顯示模塊顯示模塊CONTENTS目錄直流電機(jī)總體設(shè)計方案顯示溫度溫度傳感器A/D轉(zhuǎn)換器微處理器降溫控制數(shù)碼管喇叭二極管聲光報警溫度采集需求分析實驗要求需要利用實驗箱中的ADC0809、DAC0832、8253、8255等芯片設(shè)計并實現(xiàn)一個自動溫度采集、顯示、報警、控制降溫設(shè)備的應(yīng)用系統(tǒng)首先，需要查閱資料，了解現(xiàn)實生活中常用的芯片及可實現(xiàn)的具體功能。經(jīng)過各部分的比較，選擇合適的方案。但實驗箱上可提供的器件有限，所以需要根據(jù)已有條件進(jìn)行可行性分析，并得出最后的方案。軟件實現(xiàn)溫度采集方案選擇AD轉(zhuǎn)換原理溫度采集方案選擇方案一熱敏電阻1.電壓輸入、電流輸出2.測溫范圍廣3.測量精度高4.輸出電壓經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后與溫度呈線性變化方案二溫度傳感器AD590（實驗箱配備）電阻與溫度呈非線性變化，測量精度低高精度、寬線性工作范圍成本較高方案三溫度傳感器LM335溫度采集方案選擇方案二AD590溫度采集電路原理圖V1V2（2.73+T/100）VVoT/10輸出電壓接A\D轉(zhuǎn)換器，那么A\D轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線性比例的關(guān)系A(chǔ)D轉(zhuǎn)換及精準(zhǔn)量化核心芯片：ADC0809典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)8路模擬信號的分時采集，其轉(zhuǎn)換時間為100μs左右。ADC0809的主要引腳功能D7～D0：輸出數(shù)據(jù)線（三態(tài)）EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)輸出IN0～I(xiàn)N7：8通道（路）模擬輸入OE：輸出允許（打開輸出三態(tài)門）ADDA、ADDB、ADDC：通道地址

CLK：時鐘輸入（10KHz～1.2MHz）ALE：通道地址鎖存START：啟動轉(zhuǎn)換精準(zhǔn)量化過程AD590轉(zhuǎn)換電路ADC0809微處理器外界溫度1.根據(jù)AD590及轉(zhuǎn)換電路的原理，已知0V對應(yīng)的溫度為0℃，5V對應(yīng)的溫度為102.4℃，易求得比例因數(shù)Kt＝0.0488V/℃，從而可得2.由ADC的單極性輸入電壓與轉(zhuǎn)換后的數(shù)字的關(guān)系3從而得到溫度T與轉(zhuǎn)換后的數(shù)字的關(guān)系溫度與十六進(jìn)制數(shù)的關(guān)系溫度ADC0809轉(zhuǎn)換量十六進(jìn)制0℃00H40℃1001100100B=64H60=96H40℃20011001000B=C8H100℃25011111010B=FAH如何由N得到溫度的十位、個位和小數(shù)點？1.因為除法指令只能除以整數(shù)，將數(shù)字量N倍乘4，2，利用即除以100，即可得到T的十位數(shù)字3，將的余數(shù)除以10，商即為T的個位數(shù)字，余數(shù)為小數(shù)位軟件實現(xiàn)start1: movdx,io0809a outdx,al啟動0809進(jìn)行轉(zhuǎn)換 movcx,0ffhdelay1: loopdelay1等待0809 inal,dx andah,0 pushaxpushcxmovcx,2 shlax,cx;數(shù)字量N倍乘4 movdi,offsetbuffer movbl,64h divbl mov[di+2],al ;存放溫度的十位 moval,ah andax,00ffh movbl,0ah divbl mov[di+1],al ;存放溫度的個位

mov[di],ah;存放溫度的小數(shù)位大體電路可編程并行接口電路8255、定時計數(shù)器8254、喇叭、LED指示燈聲光報警模塊8255CSPC0PC1GATEOOUTOCSCLK08254280H1MHzAB喇叭Y288HL0L1L2PC2~4聲光報警模塊——原理闡述01020304輸入溫度將溫度采集模塊采集到的溫度輸入進(jìn)來。判斷溫度范圍根據(jù)判斷結(jié)果決定是否點亮相應(yīng)二極管T<40度40≤T＜60度60≤T＜80度T>80度根據(jù)判斷結(jié)果決定是否使蜂鳴器發(fā)聲當(dāng)溫度從96度開始降低時過程相反，依次解除報警。通過觀察二極管點亮的數(shù)目以及聽蜂鳴器發(fā)出的音調(diào)，可以判斷處于哪個溫度范圍。當(dāng)溫度從0開始升高時當(dāng)溫度低于40度時，二極管均不亮且蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度高于40度低于60度時，一個二極管點亮，蜂鳴器發(fā)出較低音調(diào)的聲音；當(dāng)溫度高于60度低于80度時，第二個二極管點亮，此時共有兩個二極管亮，蜂鳴器發(fā)出較高音調(diào)的聲音；當(dāng)溫度高于80度時，第三個二極管點亮，此時共有三個二極管點亮，蜂鳴器發(fā)出更高音調(diào)的聲音。聲光報警模塊——現(xiàn)象描述拓展聲光報警器的實際應(yīng)用聲光報警器（Audibleandvisualalarm）又叫聲光警號，是為了滿足客戶對報警響度和安裝位置的特殊要求而設(shè)置。同時發(fā)出聲、光二種警報信號。產(chǎn)品專用領(lǐng)域：鋼鐵冶金、電信鐵塔、起重機(jī)械、工程機(jī)械、港口碼頭、交通運輸、風(fēng)力發(fā)電、遠(yuǎn)洋船舶等行業(yè)；是工業(yè)報警系統(tǒng)中的一個配件產(chǎn)品。使用風(fēng)扇降溫該種方法最普遍，且最簡單易行?？捎脤嶒炏渫瓿?，因而選用這種方法。使用空調(diào)降溫優(yōu)缺點使用噴霧系統(tǒng)降溫文字信息效果明顯安裝成本和使用成本都較高方便簡單成本低不能用于電路實驗箱降溫模塊——降溫方式的選擇優(yōu)缺點開始8255輸入讀取數(shù)字信號ALAL>80AL>60AL>40電機(jī)快速轉(zhuǎn)動電機(jī)慢速轉(zhuǎn)動電機(jī)中速轉(zhuǎn)動延遲YYYNN電機(jī)停轉(zhuǎn)降溫模塊——大體流程通過電機(jī)轉(zhuǎn)動降溫。類似于風(fēng)扇降溫方式?？焖俎D(zhuǎn)動降溫更快；中速轉(zhuǎn)動降溫較快；慢速轉(zhuǎn)動降溫較慢。這是根據(jù)實際情況決定的。此外，還可以通過觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速從而判斷此時的溫度范圍。LE2LE1RfbAGNDDAC0832VccILEVREF輸入寄存器DGNDDI0～DI7D/A轉(zhuǎn)換器DAC寄存器Iout2Iout1CSWR1WR2XFER8255控制寄存器鎖存信號Vout=-(D/2^8)VREFDAC0832簡述

直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過Ub輸出脈沖的占空比來決定，正向占空比越大，轉(zhuǎn)速越快，反之越慢。本模塊中，模擬量輸出Ub雙極性，當(dāng)輸入數(shù)字量小于80H時輸出為負(fù)，輸入等于80H時輸出為0V，輸入大于80H時輸出為正。因此，對DAC0832輸入數(shù)字量只有80H、FFH兩個，通過不同的延遲時間達(dá)到達(dá)到改變小電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。0V0V5V5V快轉(zhuǎn)慢轉(zhuǎn)DAC0832簡述callshowpopaxcmpal,0C8h;大于80度，跳轉(zhuǎn)k3jak3cmpal,96h;大于60度，跳轉(zhuǎn)k2jak2cmpal,64h;大于40度，跳轉(zhuǎn)k1jak1jmpk0；控制報警模塊，降溫模塊的開閉k0: callsoundoff ;關(guān)閉報警系統(tǒng) callcooloff ;關(guān)閉降溫系統(tǒng) jmpstart1 ;繼續(xù)測量溫度k1: movbuf1,2000h movbuf2,0200h ;控制電機(jī)轉(zhuǎn)速 movbuf3,1908h ;控制開啟報警喇叭 movbuf4,03h ;控制開啟報警燈 jmpjjk2: movbuf1,2000h movbuf2,0400h movbuf3,1276h movbuf4,07h jmpjjk3: movbuf1,2000h movbuf2,0800h movbuf3,954h movbuf4,1fh jmpjjjj: callcoolon;開啟降溫系統(tǒng) callsoundon;開啟報警系統(tǒng) jmpstart1聲光報警模塊及降溫模塊——代碼實現(xiàn)；燈光報警模塊與降溫模塊跳轉(zhuǎn)子程序soundonprocnear movdx,io8254a movax,buf3 outdx,al ;低八位輸出 moval,ah outdx,al ;高八位輸出 movdx,io8255c ;8255c端口輸出 movax,buf4 outdx,ax retsoundonendpsoundoffprocnear movdx,io8255c moval,00h;關(guān)閉報警 outdx,al retsoundoffendpcoolonprocnear moval,80h movdx,io0832a outdx,al movcx,buf1delay3: loopdelay3 ;低電平延遲 moval,0ffh movdx,io0832a outdx,al movcx,buf2delay4: loopdelay4 ;高電平延遲 retcoolonendpcooloffprocnear moval,80h movdx,io0832a ;0832輸出低電平 outdx,al ;關(guān)閉降溫系統(tǒng) retcooloffendp聲光報警模塊及降溫模塊——代碼實現(xiàn)軟件實現(xiàn)溫度顯示方案選擇顯示原理溫度顯示模塊顯示模塊選擇1.只需三位數(shù)碼管2.編程容易3.IO資源較少方案一數(shù)碼管（實驗箱配備）由于只需要顯示三位數(shù)字，若使用顯示屏幕大部分面積都未使用，較為耗能方案二128*64顯示屏需要三片級聯(lián)才能顯示三位數(shù)字的溫度，實驗箱只配備一塊，編程較復(fù)雜方案三8*8雙色LED

（實驗箱配備）溫度顯示方案選擇（實驗箱配備）開始系統(tǒng)初始化調(diào)用顯示程序選擇數(shù)碼管輸出溫度值方案一設(shè)計流程及電路結(jié)構(gòu)方案一8255A端口選擇表之8255A的端口選擇及連接&8255A芯片示意圖方案一將8255A的A口PA0~PA7分別與七段數(shù)碼管的段碼驅(qū)動輸入端a~dp相連，用于輸出。因而A口的工作方式為方式0。同理，B口進(jìn)行輸出，所以也工作在方式0。方式控制字如右圖所示：編程思想di存放要顯示數(shù)字的首地址si存放0~9的七段數(shù)碼管碼制的首地址bh存放位碼開始初始化8255初始化位碼，段碼（bh=01h，di=si+di）利用8255的B端口傳送位碼數(shù)據(jù)至數(shù)碼管延時是否上次顯示已經(jīng)是第三位是否此時為第二位是數(shù)碼管亮利用8255的A端口傳送位碼數(shù)據(jù)至數(shù)碼管段碼最高位置1位碼左移一位，段碼顯示下一位數(shù)字結(jié)束是否是總循環(huán)循環(huán)是否結(jié)束否軟件實現(xiàn)showprocnear movcx,01F4h ;循環(huán)次數(shù)****************更改此處更改刷新頻率******************loop1: pushdi movbh,01hmm: movbyteptrbz,bh movsi,offsetled;si為顯示代碼的偏移地址

movbl,[di];bl為要顯示的數(shù)

andbh,0 ;置led數(shù)碼表偏移地址si addsi,bx ;求出對應(yīng)的led數(shù)碼si為顯示數(shù)的代碼

movdx,io8255b ;自8255的A口輸出

moval,byteptrbz ;位碼

outdx,al cmpal,02h jnzmm1 moval,byteptr[si] oral,80h ;點亮小數(shù)點

jmpmm2 mm1: moval,byteptr[si] mm2: movdx,io8255a outdx,al pushcx movcx,200;延時delay2: loopdelay2 popcx incdi ;di++ moval,00h outdx,al movbh,byteptrbz shlbh,1 cmpbh,08h jnzmm;若bh不等于08h，繼續(xù)mm循環(huán)

popdi;若bh為08h，向下執(zhí)行，dl出棧

looploop1showendp子程序：方案一之程序代碼的實現(xiàn)procnearmovcx,0600h;循環(huán)次數(shù)loop1:pushdimovbh,01hmm:movbyteptrbz,bhmovsi,offsetledmovbl,[di];bl為要顯示的數(shù)

andbh,0;置led數(shù)碼表偏移地址為SIaddsi,bx;求出對應(yīng)的led數(shù)碼

movdx,io8255b;自8255A的口輸出

moval,byteptrbz;使相應(yīng)的數(shù)碼管亮

outdx,alcmpal,02h

jnzmm1moval,byteptr[si]oral,80h;使DP置1，點亮小數(shù)點jmpmm2方案一之程序代碼的實現(xiàn)mm1:moval,byteptr[si]mm2:movdx,io8255aoutdx,alpushcxmovcx,200;延時delay2:loopdelay2popcxincdi;di自加1moval,00houtdx,almovbh,byteptrbzshlbh,1;bh右移一位cmpbh,08hjnzmm;若bh不等于08h，繼續(xù)mm循環(huán)

popdi;若bh為08h，向下執(zhí)行，di出棧

looploop1showendp;顯示結(jié)束功能檢測為了檢測該自動溫度系統(tǒng)的聲光報警和降溫控制功能，而實際實驗溫度在30攝氏度以下，并不會達(dá)到報警溫度，所以，直接利用用直流電壓作為ADC0809的輸入，通過0~5V的電壓來模擬溫度采集模塊的電壓輸出，從而測試該自動溫控系統(tǒng)的所有功能。附錄——程序；初始化datasegmentio8255aequ288hio8255bequ289hio8255cequ28ahio8255dequ28bhio8254aequ280hio8254dequ283hio0832aequ290hio0809aequ298hleddb3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh;段碼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;設(shè)置8255abc輸出

outdx,al movdx,io8254d moval,00110110b;計數(shù)器0先低后高讀入，方式三（自動填充)，二進(jìn)制

outdx,al;溫度采集start1: movdx,io0809a outdx,al啟動0809進(jìn)行轉(zhuǎn)換

movcx,0ffhdelay1: loopdelay1等待0809 inal,dx andah,0 pushax shlax,2 movdi,offsetbuffer movbl,64h divbl mov[di+2],al ;將百位放在D2 moval,ah andax,00ffh movbl,0ah divbl mov[di+1],al ;將十位放在d1 mov[di],ah；調(diào)用和跳轉(zhuǎn)代碼callshowpopaxcmpal,0C8h;大于80度，跳轉(zhuǎn)k3********************更改此處更改對應(yīng)關(guān)系***********************jak3cmpal,96h;大于60度，跳轉(zhuǎn)k2jak2cmpal,64h;大于40度，跳轉(zhuǎn)k1jak1jmpk0；控制報警模塊，降溫模塊的開閉k0: callsoundoff ;關(guān)閉報警系統(tǒng)

callcooloff ;關(guān)閉降溫系統(tǒng)

jmpstart1 ;繼續(xù)測量溫度k1: movbuf1,2000h movbuf2,0200h ;控制電機(jī)轉(zhuǎn)速

movbuf3,1908 ;控制開啟報警喇叭

movbuf4,03h ;控制開啟報警燈

jmpjjk2: movbuf1,2000h movbuf2,0400h movbuf3,1276 movbuf4,07h jmpjjk3: movbuf1,2000h movbuf2,0800h movbuf3,954 movbuf4,1fh jmpjjjj: callcoolon;開啟降溫系統(tǒng)

callsoundon;開啟報警系統(tǒng)

jmpstart1；數(shù)碼管顯示代碼showprocnear movcx,01F4h ;循環(huán)次數(shù)****************更改此處更改刷新頻率******************loop1: pushdi movbh,01hmm: movbyteptrbz,bh movsi,offsetled;si為顯示代碼的偏移地址

movbl,[di];bl為要顯示的數(shù)

andbh,0 ;置led數(shù)碼表偏移地址si addsi,bx ;求出對應(yīng)的led數(shù)碼si為顯示數(shù)的代碼

movdx,io8255b ;自8255的A口輸出

moval,byteptrbz ;位碼

outdx,al cmpal,02h jnzmm1 moval,