温度采集及显示控制

河北科技大学

课程设计报告

学生姓名：学号：

专业班级：软件工程

课程名称：接口技术课程设计

学年学期：2 0 —2 0 学年第学期指导教师：

20 年月

目录

一、设计题目 (1)

二、设计目的： (1)

三、设计原理及方案： (1)

1原理及方案 (1)

8255简介 (2)

ADC0809主要功能 (2)

七段LED显示器及其接口 (3)

2.实验电路及连接 (4)

四、实现方法 (4)

1.实验程序框图 (4)

2.程序源代码 (7)

五、实施结果 (16)

1操作步骤 (16)

2运行结果 (16)

六、改进意见及建议 (16)

七、设计体会 (17)

一、设计题目

温度采集及显示控制

二、设计目的：

1．了解闭环控制的基本原理。

2．进一步熟悉A/D变换原理和编程方法。

3．进一步了键盘扫描和LED显示原理和编程方法。

三、设计原理及方案：

1原理及方案

利用实验仪上显示电路，键盘电路，A/D变换电路，完成温度显示，可以利用实验仪上的电位器模仿温度变化，加热和致冷可以用发光管代替。用键盘可以设定恒温温度，当温度超过设定温度+/-2℃时，就要启动加热或致冷。

利用AD0809芯片将模拟量的温度转换为数字量，然后将AD采样到的结果进行制式的转换并将结果显示在数码管上。采样的结果与设定的温度限值进行比较，若超温了则让超温指示灯亮。根据需要，需选择的芯片有AD0809 A/D变换芯片，8255可编程并行接口。

通过应用模数转换器AD0809将从模拟电阻上采集的数据通过端口IN0输入，在A/D的转换下，获得8位二进制的数字量（D7—D0），然后输入到8088系统总线上，进而输入到可编程并行接口8255上，选择工作方式0方式，把数据输入到七段数码管上，然后显示出数字信息。同时应用比较程序，设定温度值。温度显示范围-39~49度

如果在小于键盘设定温度-2℃时则使8255C输出00FH值信号让显示灯始终，显示绿色，表示温度过低。

如果温度超过键盘设定温度+2℃则使8255C口输出0F0H值信号让显示灯提示，显示红色灯，表示温度过高。

如果温度在键盘设定温度-/+2℃以内则使8255C口无输出信号让显示灯熄灭，表示温度在正常范围内

8255简介

8255 可编程外围接口芯片是 Intel 公司生产的通用并行I/O 接口芯片，它具有A、B、C 三个并行接口，并行接口是以数据的字节为单位与I/O 设备或被控制对象之间传递信息。CPU 和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8 位、16 位、32 位等。用+5V 单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。8255的内部结构及引脚如图6-4所示：

图3.1 8255内部结构及引脚

ADC0809主要功能

AD0809具有8个通道的模拟输入线(IN0～IN7)，可在程序控制下对任意通道进行A/D转换，获得8位二进制数字量(D7～D0)。模拟输入部分有8路多路开关，可由3位地址输入ADDA、ADDB、ADDC的不同组合来选择，ALE为地址锁存信号，高电平有效，锁存这三条地址输入信号。主体部分是采用逐次逼近式的

A/D转换电路，由CLK控制的内部电路的工作,START为启动命令，高电平有效，启动ADC0809内部的A/D转换，当转换完成，输出信号EOC有效，OE为输出允许信号，高电平有效，打开输出三态缓冲器,把转换后的结果送DB。ADC0809的内部结构和引脚如图3.3所示：

图3.3 内部结构和引脚

七段LED显示器及其接口

七段LED显示器：由七个发光段构成，每段均为1个LED二极管。通过控制不同段的点亮和熄灭，显示出16进制数字或字符。

七段LED显示器有共阳极和共阴极两种结构，如图6-3所示的七段LED实际上包含8个LED(7段字形加上小数点DP)。

1位LED显示器有1根位选线和8根段选线，段选线控制字符的选择，位选线控制显示位的亮和暗。

图3.4七段LED显示

2.实验电路及连接

LED 显示电路和键盘电路实验仪上已接好。原理图见图1。 A/D 变换电路只要接上模拟量输入和地址选择信号即可。

图1

四、实现方法 1.实验程序框图

A/D 采样子程序框图

LED 显示子程序框图

键盘扫描子程序框图

温度控制主程序框图

2.程序源代码

mode equ 082h ; 方式0，PA，PC输出，PB输入PortAequ 8000h ; Port A

PortBequ 8001h ; Port B

PortCequ 8002h ; Port C

CAddrequ 8003h ; 控制字地址

ADPortequ 0a000h ; AD采样输入片选

CS273 equ 0a000h ; 控制输出片选

UP equ 16h ; Next

DOWN equ 15h ; Last

LowLimitequ 10

HighLimitequ 30

LowTempequ -45 ; A/D 0

HighTempequ 55 ; A/D 255

Heat equ 1 ; 加热控制

Cool equ 2 ; 致冷控制

OUTBIT equ 09002h ; 位控制口

OUTSEG equ 09004h ; 段控制口

IN_KEY equ 09001h ; 键盘读入口

data segment

LEDBufdb 6 dup(?) ; 显示缓冲

Numdb 1 dup(?) ; 显示的数据

DelayTdb 1 dup(?)

CurTempdb 1 dup(?)

SetTempdb 1 dup(?)

PortABufdb 1 dup(?)

LEDMAP: ; 八段管显示码db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h KeyTable: ; 键码定义

db 16h, 15h, 14h, 0ffh

db 13h, 12h, 11h, 10h

db 0dh, 0ch, 0bh, 0ah

db 0eh, 03h, 06h, 09h

db 0fh, 02h, 05h, 08h

db 00h, 01h, 04h, 07h

data ends

code segment

assumecs:code, ds:data

Delay proc near

push ax ; 延时子程序push cx

mov al, 0

movcx,ax

loop $

pop cx

pop ax

ret

Delay endp

DisplayLEDproc near

movbx, offset LEDBuf

mov cl, 6 ; 共6个八段管

mov ah, 00100000b ; 从左边开始显示DLoop:

mov dx, OUTBIT

mov al, 0

out dx,al ; 关所有八段管mov al, [bx]

mov dx, OUTSEG

outdx,al

mov dx, OUTBIT

mov al, ah

out dx, al ; 显示一位八段管push ax

mov ah, 1

call Delay

pop ax

shr ah, 1

incbx

dec cl

jnzDLoop

mov dx, OUTBIT

mov al, 0

out dx,al ; 关所有八段管ret

DisplayLEDendp

TestKeyproc near

mov dx, OUTBIT

mov al, 0

out dx, al ; 输出线置为0

mov dx, IN_KEY

in al, dx ; 读入键状态not al

and al, 0fh ; 高四位不用ret

TestKeyendp

GetKeyproc near

movch, 00100000b

mov cl, 6

KLoop:

mov dx, OUTBIT

mov al, ch ; 找出键所在列not al

out dx, al

shrch, 1

mov dx, IN_KEY

inal, dx

not al

and al, 0fh

jne Goon_ ; 该列有键入

dec cl

jnzKLoop

mov cl, 0ffh ; 没有键按下, 返回0ffh jmp Exit1

Goon_:dec cl

shl cl, 2 ; 键值= 列X 4 + 行movch, 4

LoopC:

test al, 1

jnz Exit1

inc cl

decch

jnzLoopC

Exit1:

mov dx, OUTBIT

mov al, 0

out dx, al

movch, 0

movbx, offset KeyTable

addbx, cx

mov al, [bx] ; 取出键码movbl, al

WaitRelease:

mov dx, OUTBIT

mov al, 0

out dx, al ; 等键释放mov ah, 10

call Delay

call TestKey

jneWaitRelease

mov al, bl

ret

GetKeyendp

; =================================== DisplayResultproc near

mov al, CurTemp

test al, 80h

jz GE0

movLEDBuf, 40h ; '-'

not al

jmp Goon

GE0:

movLEDBuf, 0 ; ' ' Goon:mov cl, 10

mov ah, 0

div cl

movbl, al

movbh, 0

addbx, offset LEDMAP mov al, [bx]

mov LEDBuf+1, al movbl, ah

movbh, 0

addbx, offset LEDMAP mov al, [bx]

mov LEDBuf+2, al

mov LEDBuf+3, 0 ; ' ' mov al, SetTemp

mov ah, 0

mov cl, 10

div cl

movbl, al

movbh, 0

addbx, offset LEDMAP mov al, [bx]

mov LEDBuf+4, al movbl, ah

movbh, 0

addbx, offset LEDMAP

mov al, [bx]

mov LEDBuf+5, al

ret

DisplayResultendp ReadADproc near

mov dx, ADPort

mov al, 0

out dx, al

mov al, 60

rr:dec al ; delay jnzrr

mov dx, ADPort

inal, dx

ret

ReadADendp ReadTempproc near

movbx, 0

mov cl, 16

RLoop:

call ReadAD

mov ah, 0

addbx, ax

dec cl

jnzRLoop

shrbx, 4

mov ax, bx

mov cl, HighTemp - LowTemp mul cl

mov al, ah ; /256

add al, LowTemp

movCurTemp, al

ret

ReadTempendp

Start proc near

mov ax, data

mov ds, ax

mov al, mode

mov dx, CAddr

out dx, al ; 输出控制字movSetTemp, 20

MLoop:

call TestKey

jneKeyPressed

call DisplayResult

call DisplayLED

call ReadTemp

mov al, SetTemp

dec al

dec al

cmpCurTemp, al

jge GN2

orPortABuf, Heat

andPortABuf, not Cool

jmp GN4

GN2:

mov al, SetTemp

inc al

cmpCurTemp, al

jle GN3

orPortABuf, Cool andPortABuf, not Heat

jmp GN4

GN3:

andPortABuf, not (Cool+Heat) GN4:

mov dx, PortA

mov al, PortABuf

out dx, al

jmpMLoop

KeyPressed:

call GetKey

cmp al, DOWN

jne Key0 cmpSetTemp, LowLimit

je Key1

decSetTemp

jmp Key1

Key0:

cmp al, UP

jne Key1 cmpSetTemp, HighLimit

je Key1

incSetTemp

Key1:

startendp

codeends

end start

五、实施结果

1操作步骤

1）.按照电路图链接电路，完成电路链接。

2）.打开计算机电源，执行WAVE集成调试程序源代码。

3）.执行程序源代码，改变电位器，进行实验并记录实验结果。

2运行结果

调整电位器，LED显示温度范围在-39℃到49℃，分辨率为 2℃。当采集的温度值超过设定温度时，能点亮发光二极管。小于设定温度-2℃时显示绿色；温度超过设定温度+2℃，显示红色灯；温度在设定温度-/+2℃以内显示灯熄灭，表示温度。按键盘向上键，LED显示设定温度+1℃,按向下键LED显示设定温度-1℃。

六、改进意见及建议

这次设计基本的完成了课程设计的要求，实现了温度的采集及显控制示。通过测试表明系统的设计是正确的，可行的。但是由于设计经验和知识水平有限，系统还存在许多不足和缺陷。

改进意见：在原有的设计中可以加入了报警，如果所设计的系统是监控某一设备，当设备的温度达到我们所设定的温度值时，系统会产生报警.。报警时驱动扬声器发出声音，以便操作员来维护，从而达到报警的目的。

七、设计体会

在此次课程设计过程中，我经历了失败的痛苦，也尝到了成功的喜悦。同时也检查了自己的知识水平，使我对自己有一个全新的认识。而且我在巩固了平时所学习的知识的同时，也通过不断查阅相关资料，学习新的知识。

通过此次课设，我明白了很多，理论指导实践，但是理论也需要实践给予证明，凡事都要通过自己的思考推敲，否则自己不会取的大的进步。而且在平时的学习生活中，应该多和周围的同学相互学习，交流经验。遇到不会的问题时，切忌焦躁！首先要经过自己的独立思考，有了一定想法后，可以去查找相关的资料书刊或者找同学讨论。在遇到问题，解决问题的过程中，不断加强自我的动手，动脑能力，也只有这样，在思路清晰，条理顺畅的时候，再去进行软件编写和硬件操作工作，才有可能起到事半功倍的效果。

这次课程设计，不仅锻炼我的分析问题、处理问题的能力，还提高了自己的动手能力以及沟通协作的能力。也让我更加明确了日后的学习目标，那就是学东西一定要扎实，绝不能一知半解。这次课程设计使我受益匪浅，在课程设计中，培养的能力和锻炼对于我今后的学习和生活来说，是很重要的经历与经验，它将积极地影响我。