多路温度巡回检测系统

东北石油大学课程设计

2015年7月6日

东北石油大学课程设计任务书

课程电子技术课程设计

题目多路温度巡回检测系统

专业自动化姓名李昊洋学号130601140506 主要内容：

设计一个以单片机为核心的多路温度巡回检测显示仪表系统。

基本要求：

（1）温度检测点8个；

（2）温度检测范围：-10～+80℃；

（3）检测误差±0.1℃；

（4）采用LED数码显示，显示位数3位；

（5）能人工控制通道转换和显示通道号及相应的温度值；

（6）能自动巡回检测各点，每点观察时间至少5秒，并且可调

参考资料：

[1]张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，2013.5

[2]康华光.电子技术基础[M]..北京：高等教育出版社，2000.

[3]彭介华.电子技术课程设计指导[J].北京:高等教育出版社,1997.

[4] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].山东:石油大学出版社,2003

[5] 杨志忠.数字电子技术[M].北京：北京希望电子出版社，2002.

[6] 李哲英等．实用电子电路设计[M]．北京：电子工业出版社,2014.8

完成期限2015.7.6-2015.7.12

指导教师刘小斌陶国彬

专业负责人

2015年7 月5 日

目录

1课程简介 (1)

2任务和要求 (1)

3方案设计 (1)

3.1设计思路 (1)

3.2总体方案方框图 (2)

4 总体方案的选择和设计 (2)

4.1可编程并行接口芯片8255A (2)

4.2 8255A的工作方式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 (4)

4.3芯片ADC0809 (5)

5单元电路的设计 (6)

5.1接口实验单元中的ADC0809芯片线路 (6)

6总流程图 (6)

7焊接调试过程 (7)

7.1焊接 (7)

7.2调试 (7)

8验证 (7)

9设计总结 (7)

参考文献 (9)

1课程简介

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立进行温度检测和显示的系统已经应用于各个领域。进入21世纪后，微型计算机技术的飞速发展给人们的生产生活带来极大的方便。加之微型机具有体积小、重量轻、耗电少、价格低廉、可靠性高、结构灵活等特点，所以其深受广大用户和生产厂商的青睐。特别是把数据、文字、声音、图形、图象融为一体的多媒体技术日益成熟，微型机已经发展成融工作、学习、娱乐于一体，集电脑、电视、电话于一身的综合办公设备和新型家用电器。因此掌握一定的微型计算机技术可以说方便终身。我们新一代的大学生除了掌握专业的理论知识外，还要有一定的实践动手能力。为此，学校开设这门微原综合课设。我们课设的题目是一个具有检测功能及显示温度值。温度监测系统在现实生活中有着广泛的应用，其中最典型的是一些重要环境中控制温度的系统。它主要由两部分组成：一、硬件器件及电路：硬件电路由键盘、显示结果部分两部分组成，主要是通过8255A来驱动ADC0809。二、软件程序：主要是通过编写软件来实现数模转换和实现驱动硬件使显示不同的温度值。

2任务和要求

（1）任务：设计一个以单片机为核心的多路温度巡回检测显示仪表系统。

（2）路温度巡回检测显示仪表系统基本要求：

温度检测点8个；

温度检测范围：-10～+80℃；

检测误差±0.1℃；

采用LED数码显示，显示位数3位；

能人工控制通道转换和显示通道号及相应的温度值；

能自动巡回检测各点，每点观察时间至少5秒，并且可调

3方案设计

3.1设计思路

根据任务书的要求本课设主要是要求设计一个具有检测功能的多路温度巡回检测系统。其检测结果可通过显示来实现，数模转换ADC0809由8255A来驱动。编写的程序主要要实现以下功能

（1）温度由电压来模拟。

（2）在某特定温度通过8255A驱动ADC0809显示不同的温度值。。

（3) 实现改变电位器时改变显示结果从。

3.2总体方案方框图

图1 基本原理框图

3.3基本原理

基本原理框图如图1所示。

4 总体方案的选择和设计

4.1可编程并行接口芯片8255A

引脚信号可以分为两组：一组是面向CPU的信号，一组是面向外设的信号。

1．面向CPU的引脚信号及功能 D0-D7：8位，双向，三态数据线，用来与系统数据总线相连； RESET：复位信号，高电平有效，输入，用来清除8255A的内部寄存器，并置A口，B口，C口均为输入方式；CS：片选，输入，用来决定芯片是否被选中；RD：读信号，输入，控制8255A将数据或状态信息送给CPU； WR：写信号，输入，控制CPU将数据或控制信息送到8255A；A1，AO：内部口地址的选择，输入。这两个引脚上的信号组合决定对8255A内部的哪一个口或寄存器进行操作。8255A内部共有4个端口：A口，B口，C口和控制口，两个引脚的信号组合选中端口见下表。 CS ，RD ，WR，A1，A0这几个信号的组合决定了8255A的所有具体操作，

图2芯片8825A

2.面向外设的引脚信号及功能 PA0~PA7：A组数据信号，用来连接外设； PB0~PB7：B 组数据信号，用来连接外设；PC0~PC7：C组数据信号，用来连接外设或者作为控制信号。 8255A由以下几部分组成：见图 2

1．三个数据端口A，B，C 这三个端口均可看作是I/O口，但它们的结构和功能也稍有不同。 A口：是一个独立的8位I/O口，它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。B 口：也是一个独立的8位I/O口，仅对输出数据的锁存功能。 C口：可以看作是一个独立的8位I/O口；也可以看作是两个独立的4位I/O口。也是仅对输出数据进行锁存。

2．A组和B组的控制电路这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式的电路，这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据CPU送来的编程命令来控制8255A的工作方式，也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置/复位的操作。 A组控制电路用来控制A口及C口的高4位； B组控制电路用来控制B口及C口。

3.数据总线缓冲器 8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系统总线连接的界面，输入/输出3．数据总线缓冲器 8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系统总线连接的界面，输入/输出

4．读/写控制逻辑读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传输过程。它接收片选信号CS及系统读信号RD、写信号WR、复位信号RESET，还有来自系统地址总线的口地址选择信号A0和A1。

8255A的工作方式 8255A有三种工作方式，用户可以通过编程来设置。方式0――简单输入/输出――查询方式；A，B，C三个端口均可。方式1――选通输入/输出――中断方式；A ，B，两个端口均可。方式2――双向输入/输出――中断方式。只有A端口才有。工作方式的选择可通过向控制端口写入控制字来实现。在不同的工作方式下，8255A 三个输入/输出端口的排列示意图如图所示。

图3芯片8825A工作图

1．方式0：为一种简单的输入/输出方式，没有规定固定的应答联络信号，可用A，B，C三个口的任一位充当查询信号，其余I/O口仍可作为独立的端口和外设相连。方式0的应用场合有两种：一种是同步传送；一种是查询传送。

该方式的特点是：①使8255A分成彼此独立的两8位端口（A口，B口）和两个4位端口（C口高4位和低4位），4个端口的输入/输出可有16种不同的组态，可适用于各种

不同的应用场合。

2．方式1：方式1是一种选通I/O方式，A口和B口仍作为两个独立的8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输出。而C口则要有6位(分成两个3位)分别作为A口和B口的应答联络线，其余2位仍可工作在方式0，可通过编程设置为输入或输出。

方式1的特点是：①有两组选通工作方式的端口，每组包含一个8位数据端口和3条控制线。只有A口和B口可作为数据端口， C口的某些线被固定作为A口或B口与外设之间的联络信号线，其余的线只能定义为基本I/O，即只能工作于方式0。

是通过对端口C的置位/ 复位控制字进行的。

方式1的输入组态和应答信号的功能，图4鲜明生动的给出了8255A的A口和B口方式1的输入组态。

图4芯片8825A工作方式

4.3芯片ADC0809

图5 ADC0809

ADC0809是带有8位A/D转换器、8路模拟开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。它是逐次逼近式A/D转换器，是目前应用比较广泛的A/D转换芯片之一，主要适用于对精度和采样，速率要求不高的场合或一般的工业控制领域，可以和单片机直接相连。它具有8个通道的模拟量输入线，可在程序控制下对任意通道进行A/D转换得到8

位二进制数字量，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的模拟信号，分时进行A/D转换，再多点巡回监测、过程控制等领域中使用非常广泛。 ADC0809的主要技术指标为：分辨率：8位单电源：+5V 总的不可调误差：±1LSB转换时间：取决于时钟频率模拟输入范围：单极性0～5V 时钟频率范围：10KHZ～1280KHZ ADC0809芯片的内部结构和引脚如图1-1所示，地址信号与选中通道的关系如图5示。

5单元电路的设计

5.1接口实验单元中的ADC0809芯片线路

图6 ADC0809芯片线路

6总流程图

把上述各部分电路连接起来便构成了完整的多路温度巡回检测电路。其流程图如中图7所示。

图7总流程图

7焊接调试过程

7.1 焊接

1、焊接前清点各元器件清单，检查是否有缺损现象。

2、通过书刊、网络查找元器件的管脚等信息，为实际焊接做好必要的准备。

3、按照电路图进行实物焊接。

7.2 调试

根据各部分设计电路，计算并选择元器件之后，按电路进行搭接，搭接完毕要进行复查。特别要注意是否有短路现象，各元器件的电源引脚和地（GND）引脚是否有错接和漏接之处，确信检查无误后方可调试。

单元电路调试要分部分调试，将各部分之间的信号连线断开。

调试时应先调试各部分电路，不要进行整体综合调试。分部分调试可以将故障局限于一个小的范围内，有利于查找和排除故障。将各部分进行调试时一定按照各部分的功能及指标要求进行调试，逐步排除故障，首先调试电源，然后再调试其他部分。

8验证

在0℃至100℃温度范围（测量范围）内找一个温度点，比如用一杯50℃的热水（但是要保持50℃不变），用传感器（8255A）测量水温，则应显示50℃（七段LED数码管上显示为050.0）。还可以让传感器悬空，这时显示应为室温。若用手捏住传感器，这时显示应为人的体温。（本系统调试温度点设置在室温27℃。）

9设计总结

本次课程设计要求设计一种多路温度巡回检测系统。应用所学的知识及在图书馆搜集的资料，对题目所要求的电路进行了设计。作息时间控制钟的程序的主要功能是1、温度由电压来模拟。2、在某特定温度通过8255A驱动ADC0809显示不同的温度值。3、实现改变电位器时改变显示结果。本次课程设计让我们受益非浅，我们不仅从中学到了很多原来不动的知识，还深刻的体会到理论结合实践的重要性，为今后更好的学习这门课程奠定了

坚实的基础。以前我一直这样认为，我们只要学好课本的专业知识就行，但我们并不一定要知道如何利用利用课本知识来完成某些设计，并实现它的功能。而通过这次的课程设计让我大大改变了自己以前错误的想法。学以致用，这句话是说：为了实际应用而学习。脱离了实际，学习再多的东西，也无用武之地，今后学习过程中要特别注意这点。

通过这次电子设计，使我对电子工艺的理论有了更深的了解。了解到了焊普通元件与电路元件的技巧等。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次实习培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力，比如：熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围。增强了我对实际工艺技术、电子技术和设备技术等方面的认识，掌握了分析和处理方法，调试、计算等基本技能的训练，具有一定程度的实际工作能力。

面对如此激烈的市场竞争体系，只有努力掌握好电子技能知识方可在竞争中立于不败之地，我对从事电子产品的开发和研究充满了兴趣。总之，通过这次课程设计，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。使我的综合能力有了一个很大的提高。

希望自己以后通过自己的不断努力获得更多的工艺和电子技术。所以我将更加努力学习科学知识，发挥我主观能动性和在学校学到的一切知识，为自己的前程奋斗！学会理论与实践相结合。最后还要感谢各位老师对我的指导！

参考文献

[1]张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，2013.5

[2]康华光.电子技术基础[M]..北京：高等教育出版社，2000.

[3]彭介华.电子技术课程设计指导[J].北京:高等教育出版社,1997.

[4] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].山东:石油大学出版社,2003

[5] 杨志忠.数字电子技术[M].北京：北京希望电子出版社，2002.

[6] 李哲英等．实用电子电路设计[M]．北京：电子工业出版社,2014.8

东北石油大学课程设计成绩评价表

指导教师：年月日