嵌入式系统-冰箱温度控制系统精选.doc

冰箱温度控制系统 引言 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁 剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。它对实时任务有很强的支持能力，有可扩展的处理器结构，而且功耗很低，由于这些特性，近几年嵌入式系统开始风靡。应用的领域更是广泛，通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式的应用领域。 随着技术的迅速发展，家用电器的发展日新月异。家里的冰箱由最初的单门到双门，由有氟到无氟，由手动调节到电脑微控，我是亲眼见证。现在用的冰箱就是带有显示的微电脑自动控制，因此在做设计时考虑自己尝试设计一个简单冰箱温度控制系统。 系统功能及硬件描述 在冰箱温度控制系统中，中央控制器通过总线和各个单元进行实时通 讯并完成各项控制和显示功能。单元是温度感应器、手动调节按钮、温度显示器以及温度调节器。他们是系统的终端设备，温度感应器采集温度信息，通过A/D转换，经过通道上报给控制器，同时转发给温度显示器和温度调节器，温度调节器根据接收到的温度调节冰箱内的温度，同时也可以手动调节温度，按下手动调节按钮后，发出中断，控制器读取信息后发送给温度调节器和温度显示器。 图1 冰箱温度控制系统结构框图 Z80和内存以及地址分配 因为小组合作设计的时候用的是Z80，相对比较熟悉，所以还是选用Z80。 CPU与内存连接示意图如下： 图2 CPU与内存连接图 图2表示CPU与内存连接情况，具体地址分配在后面会介绍，用高位地址线A15作为片选信号，MERQ有效情况下，当A15为0时，片选ROM，当A15为1时片选RAM。ROM和RAM分别采用芯片28F256和27C256。 图3 Z80引脚图 Z80是8位的微处理器，它是第四代改进的微处理器。有40个引脚，引脚图如上所示。A0到A15是16位地址线，其中内存使用16位，而I/O只使用低8位。D0到D7是8位数据线，用于与内存以及I/O的数据交互。其他几个主要的引脚有：MREQ（Memory Request）为低时表示内存地址有效，因为Z80中内存地址和I/O地址是分开的；IORQ（I/O Request）为低时表示I/O地址有效；INT和NMI分别表示可屏蔽中断和不可屏蔽中断。 图4 地址连线图 在本系统中，地址分配情况为： A15 A14 …………………… A1 A0 0 0 …………………… 0 0/1 0 0 ………………………… 0/1 ROM （ 0000H---7FFFH ） 0 0 …………………… 1 0/1 A15 A14 …………………… A1 A0 1 0 …………………… 0 0/1 1 0 ………………………… 0/1 RAM （ 8000H---FFFFH ） 1 0 …………………… 1 0/1 A15 A14 …………………… A1 A0 0 0 ………………………… 0/1 I/O扩展部分 1 1 ………………………… 0/1 （ 0000H---FFFFH ） I/O端具体地址分配： A/D转换（ADC0804）：0000H——0003H D/A转换（DAC0832）：0004H——0007H 调节键盘（8279） ：0008H——000BH 温度调节器 ：000CH A/D转换（ADC0804）和D/A转换（DAC0832） A/D转换： A/D转换模块比较简单，由温度感应器采集到温度信息后，送给ADC0804进行A/D转换。 图5 ADC0804芯片引脚图 ADC0804芯片是8位芯片，主要引脚功能： CS：片选信号，低电平有效 WR、RD：读写信号，低电平有效 Vin+、Vin-：模拟信号输入量，由温度传感器通过电平调整产生。 INTR：中断请求信号，低电平有效，在系统中没有使用 DB0——DB7：8位数据输出信号。 D/A转换： 实现对数据模拟化，以控制温度调节器。 使用8位ADC0832芯片，芯片内数据两极缓存，同时使用并口芯片8055模拟量引脚信号Iout1和Iout2。DAC芯片引脚图如下： 图6：ADC0832引脚图 主要引脚功能： ILE、CS、WR1 ：输入信号，控制DAC0832中的第一级数据缓存；低电平有效 WR2、XFER：