基于8086的温度系统

目录

1引言 (1)

2 设计方案与论证 (1)

3 设计内容 (2)

3.1系统扩展接口的选择 (2)

3.2温度传感器与A\D转换器的选择 (2)

3.3显示接口芯片 (3)

3.4设计原理及功能说明 (3)

3.5系统软件设计 (4)

3.6单元电路的设计（计算与说明） (5)

4.8086微处理器及其体系结构 (8)

4.18086微处理器的一般性能特点 (8)

4.2.8086CPU的编程结构 (9)

4.38255A并行I\O接口 (9)

4.4ADC0809概述 (11)

4.5ADC0809与8255的连接 (13)

4.6键盘/显示方式设置命令字 (13)

4.7LED显示器 (14)

5硬件的制作与调试 (14)

6 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 (20)

1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8088 CPU 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

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=(2730 + 10T)MV.另外，为满足系统输入模拟量进行处出电压V

+

理的功能，对其再扩展一片ADC0809，以进行模拟—数字量转化。

3.3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。

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。

（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