基于8086微处理器的温度测控系统设计

目录

摘要关键词 (2)

1.绪论 (2)

2.方案设计 (2)

2.1 方案一 (2)

2.2 方案二 (3)

3.模块电路设计 (4)

3.1 温度控制系统的总体机构 (4)

3.2 系统硬件选择和设计 (4)

3.3 系统主要元件功能与原理介绍 (5)

4.软件设计 (6)

4.1 系统工作原理 (6)

4.2 系统软件设计 (6)

4.3 系统流程图 (7)

4.4 系统调试...................................... . (11)

5.结论 (12)

6.参考文献 (12)

基于8086微处理器的温度测控系统设计

摘要温度是与人类生活密切相关的物理量，在众多的行业中都需要对温度进行测控。本文介绍了一种基于8086微处理器的温度测控系统，采用温度传感器AD590采集温度数据，用CPU控制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，当这个温度高于预设温度值时断开电加热器。

系统操作简便、自动化程度高、扩展方便且具有良好的人机交互的能力。该系统通过实验，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。为了降低整个系统的成本，在满足性能的要求下，选择低成本器件，简化系统设计。

关键词：8086微处理器；温度传感器；A/D转换器；温度测控系统

1绪论

随着科技的不断发展，传统的温度监测方法由于工作量大，操作不方便，测量准确度低，难以满足各个领域的要求。目前，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得到了广泛应用。由于模拟温度传感器输出为模拟信号，需要经A/D转换后获得数字信号传输给微处理器接口，使得硬件电路结构复杂，成本较高。而新型单总线数字式温度传感器将温度测量和A/D 集合成一体，直接输出数字量，使得硬件电路结构简单，8086微处理器具有丰富的外设且功耗很低，工作稳定，方便调试。本文设计了一种基于8086微处理器单片机和温度传感器AD590采集温度数据的温度测控系统，具有较强的推广应用价值。

2 方案设计

2.1 方案一

设计一种温度控制方法将温度控制在某一设定值。

在该实验利用PC机键盘输入设定温度值。当系统采集的温度值低于设定值时，开通加热系统，反之，当温度高于设定值时，关闭加热系统。仍然利用8255的PC6控制加热系统。

其流程图如图2-1所示：

图 2-1

分析和讨论：

该系统实现了将温度控制到一设定值，并保持稳定，但温度值只能设定一次。当在控制过程中，如果有时想将温度再调高点就办不到了，为此引入了方案二。

2.2 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

开始

显示提示信息

设置温度

设置温度大

于实际温度

加热

显示温度

有键按下？

返回

停止加热

N

Y

N

Y

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76℃。当设置温度大于76℃时，系统就会报错并退出系统。

经过对以上两方案得分析、比较，我觉得方案二比较完善些，于是我采用方案二作为本场次设计的总体方案。其流程图如图4-1所示

3 模块电路设计

3.1 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（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。其温度控制系统的原理框图如图3-1所示。

图 3-1 系统原理框图

3.2 系统硬件选择和设计

3.2.1 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。 3.2.2 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，温度没升高1K （K 为开尔文温度），输出电流就增加

电压跟随器 运算放大电路 温度传感器 A\D 转换器

微

处 理 器

加热控制电路 报警

译码

显示

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。

3.2.3 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LED 显示控制两种功能。

备注：系统硬件接线应尽量以插接形式连接，这样便于多用途使用和故障的检查和排除。

3.3 系统主要元件功能与原理介绍

3.3.1 8086微处理器的一般性能特点

（1）16位的内部结构，16位双向数据信号线；

（2）20位地址信号线，可寻址1M字节存储单元；

（3）较强的指令系统；

（4）利用第16位的地址总线来进行I/O端口寻址，可寻址64K个I/O端口；

（5）中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达256个；

（6）单一的＋5V电源，单相时钟5MHz。

另外，Intel公司同期推出的Intel8088微处理器一种准16位微处理器，其内部寄存器，内部操作等均按16位处理器设计，与Intel8088微处理器基本上相同，不同的是其对外的数据线只有8位，目的是为了方便地与8位I/O接口芯片相兼容。

3.3.2 8086CPU的编程结构

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BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU（Execution Unit）。8086CPU的内部功能结构如图3－2所示: