《自动化工程训练设计报告-温度测控系统的设计》.doc

自动化工程训练 设 计 报 告 2007.09 目 录 第一章 微控制器应用系统综合设计的目的意义 1 1.1 实验目的 1 1.2 课程设计在教学计划中的地位和作用 1 第二章 温度测控系统软硬件设计任务 2 2.1 设计内容及要求 2 2.2 课程设计的要求 2 第三章 总体设计方案 3 3.1 设计思想 3 3.2 总体设计流程图 4 第四章 硬件设计 5 4.1 硬件设计概要 5 4.2 所用到的芯片及其各自功能说明 5 4.2.1 芯片列表 5 4.2.2 80C32的功能简介 5 4.2.3 ADC0809的功能简介 6 4.2.4 8279的功能简介 8 4.2.5 液晶显示LCD的功能简介 10 4.3 硬件电路设计系统原理图及其说明 10 第五章 软件设计 11 5.1 流程图及其说明 11 5.1.1 A/D转换子程序 11 5.1.2 键盘扫描子程序 12 5.1.3 液晶显示子程序 13 5.1.4 比较报警子程序 15 5.1.5 控制子程序 16 5.2 源程序及其说明 17 第六章 系统调试及使用说明 18 第七章 收获、体会 19 附录一：硬件原理图 20 附录二：源程序清单 21 参考文献 49 第一章 微控制器应用系统综合设计的目的意义 1.1 实验目的 《微控制器应用系统综合设计》是为测控专业《微控制器技术》课程而开设的课程设计教学环节，其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，是通过设计以微控制器为核心的单片机检测系统，加深学生对微控制器技术的了解，进一步掌握其程序设计与硬件接口技术。 本课程的主要任务是运用所学微控制器技术、微机原理等方面的知识，设计出一台以80C32MCU为核心的单片机数据采集、通讯或测控系统，完成信息的采集、处理、输出及人机接口电路等部分的软、硬件设计。 1.2 课程设计在教学计划中的地位和作用 本课程设计涉及《微控制器技术》课程的基本概念和理论，主要要求学生掌握微控制器的指令系统、中断技术、总线扩展、模拟与数字I/O接口技术与通讯技术等，重点是培养学生利用微控制器的硬、软件开发技术进行微控制器系统的设计与开发能力及掌握微控制器在自动化测控应用系统中的设计与开发法。通过课程设计，使学生能够更加了解单片机这种高科技技术，增加学习的积极性，也为今后进一步的学习打下坚实的基础。 第二章 温度测控系统软硬件设计任务 2.1 设计内容及要求 题目是温度测控系统的设计。要求设计相应的A/D、D/A、键盘、显示接口和热电偶测温及冷端补偿电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示、报警，其中控制输出采用二位式控制，输出部分采用开关量进行控制。 具体要求是: ADC0809采样，LCD 4位显示，喇叭报警，开关量输出 2.2 课程设计的要求 课程设计的基本要求如下： 1．掌握单片微控制器硬件结构和工作原理、中断与定时系统、嵌入式应用、现场总线等基本概念和原理； 2．熟悉8/16位单片微控制器（8X51/196系列）的主要功能单元和指令系统； 3．熟悉测控网络中嵌入式微控制器的应用和现场总线应用技术。 4．利用微控制器的接口技术进行简单的测控及自动化应用系统设计； 5．每人提交系统设计报告一份，现场演示验收设计系统。 第三章 总体设计方案 3.1 设计思想 这次课程设计的系统是一个温度测量与控制系统。它可以测量0~~9999度范围内的温度。在硬件上它由三部分构成，即测量部分、数字转换与处理部分和控制部分。第一部分主要由温度传感器（本设计使用AD590），滤波电路和放大电路组成，其主要功能是把温度信号转换成0—5V以内的电压信号，为后面的电路所使用。第二部分的核心是单片机，另外还有A/D转换器，键盘接口电路，显示接口电路及报警电路。其主要功能是把从放大电路送来的0—5V的电压信号转换成0—255的数字量，然后经过标度转换，转换成实际的温度值在液晶显示器上显示出来，而且可以通过键盘设置报警值，对超过给定范围的温度，系统喇叭报警。第三部分是通过开关量输出控制加热和降温，使温度值维持在设定的范围内。而所有的这些操作都是在单片机的控制下有序进行的。所以，其总体结构图如图3.1所示： 根据前面讲述的系统结构图可以确定整个系统的信号流向和设计思路。根据系统的结构和各部分的功能可知信号的流向是自左向右的，因此我们的设计应该也是从左到右一步一个地进行。被测量的温度信号首先应该转换为电信号才能被处理。因此首先要选择合适的传感器，将温度信号转换为电信号。从传感器来的电信好很微弱，且含有高频噪声，所以应在后面设计一个低通滤波器和一个放大电路，来滤除噪声，并且把电信号放大到