計算機硬件技術大作業報告

計算機硬件技術實踐報告

題目 溫度測量系統設計

姓名

專業 測控技術與儀器

班級

學號

上海電力學院自動化工程學院

目錄:

(1) 設計題目

() 開發目的

(3) 小組成員分工及成果

(4) 設計方案以及論證

(5) 硬件原理圖(包括芯片的選型介紹)

(6) 程序流程圖(包括各個子系統和子過程的程序流程)

(7) 程序清單，要有適當的注釋

(8) 程序運行結果分析與預測

(9) 結果評述或總結(對實驗結果進行分析，對實驗過程進行總結，系統改進升級建議或者提出新的方案等。)

1)利用熱敏電阻和電橋電路測量溫度變化信號；2)經過放大后送到ADC0809轉換成數字信號；3)計算后在LED數碼管顯示其溫度值；4)采用紅綠燈指示溫度范圍，溫度在給定范圍內綠燈亮，溫度超過指定范圍時紅燈顯示警告。擴展功能：實現上位機顯示。

因為溫度傳感器在仿真中無法使用，故用一滑動變阻器代替。

硬件原理圖

系統器件選擇

1 系統擴展接口的選擇

本次設計采用的是8086微處理器，選擇8255A可編程并行接口作為系統的擴展接口，8255A的通用性強，適應靈活，通過它CPU可直接與外設相連接。

2溫度傳感器與A\D轉換器的選擇

系統選用溫度傳感器AD590構成測溫系統。AD590是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫度傳感器，測溫范圍為-55℃~150℃，非線性誤差在±0。30℃，其輸出電流與溫度成正比，溫度沒升高1K(K為開爾文溫度)，輸出電流就增加1uA。其輸出電流I=(273+T)uA。設計中串聯電阻的阻值選用2KΩ，所以輸出電壓V+=(2730 + 10T)MV.另外，為滿足系統輸入模擬量進行處理的功能，對其再擴展一片ADC0809，以進行模擬—數字量轉化。但是在proteus中AD590無法選取，所以通過使用滑動變阻器來實現。

3 顯示接口芯片

為滿足本次設計溫度顯示的需要，我們選擇了8279芯片，INTEL8279芯片是一種通用的可編程的鍵盤、顯示接口器件，單個芯片就能完成鍵盤鍵入和LED顯示控制兩種功能。

備注：系統硬件接線應盡量以插接形式連接，這樣便于多用途使用和故障的檢查和排除。

8086微處理器及其體系結構

8086CPU的編程結構

編程結構：是指從程序員和使用者的角度看到的結構，亦可稱為功能結構。從功能上來看，8086CPU可分為兩部分，即總線接口部件BIU(Bus Interface Unit)EU(Execution Unit)

圖2-1 8086/8088CPU內部功能結構圖

執行部件(EU)ALU(算術邏輯單元)、②通用寄存器組和③標志寄存器等，主要進行8位及16位的各種運算。

總線接口部件(BIU)

I/O接口之間的數據傳送操作。具體來看，完成取指令送指令隊列，配合執行部件的動作，從內存單元或I/O端口取操作數，或者將操作結果送內存單元或者I/O端口。

組成：它由①段寄存器(DS、CS、ES、SS)、②16位指令指針寄存器IP(指向下一條要取出的指令代碼)、③20位地址加法器(用來產生20位地址)和④6字節(8088為4字節)指令隊列緩沖器組成。

系統各部分功能模塊介紹

溫度測量電路設計

溫度測量電路要實現的目標是：將0～120度通過傳感器測量，運算放大器放大的0～5V的電壓信號。

溫度傳感器選用Pa-t傳感器，放大器采用OP07E放大器，溫度信號輸入采用差動放大形式，放大器輸出為：

即放大倍數為100倍。

在Proteus中實測放大器輸出數據為：

溫度0102030405060708090100110120電壓0.000.430.831.241.662.072.492.913.333.754.174.585.00從測試數據來看，本設計符合0～120對應輸出0～5V電壓要求。

圖 3-1輸出電流的基本溫度敏感電路模擬輸入通道地址A,B,C直接接地，因此ADC0809只對通道IN0輸入的電壓進行模數轉換。為了減少輸入噪聲其他通道直接接地。ADC0809的數據線D0-D7與8255的PB0-PB7相連接。其片選CS與8086的地址/數據總線AD14相連接。圖 3-3 ADC0809與8255的連接圖

8086的可編程外設接口電路

8255的數據口D0-D7與CPU的6根控制線相連接，控制8255A內部的各種操作。控制線RESET用來使8255A復位。CS和地址線A1及A0用于芯片選擇和通道尋址。

，1對應的輸入電壓

總結

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