烘箱温度控制系统设计.pdfVIP

第一部分设计题目及设计要求

设计内容：在烘箱内部装有一个1000W的电加热丝和一个PT100铂

热敏电阻温度传感器，用8088CPU设计一个温度控制器，对烘箱温

度（室温-100度）进行控制。要求系统可对控制温度进行设置（键

盘），对当前温度进行显示（7段LED显示器）（设已知PT100的温

度系数为0.01/度）。

第二部分设计要求

设计要求：画出电路原理图，说明工作原理，编写相应程序，其控

制为简单控制，即当温度超过设定温度1度时停止加热，当低于设定

温度1度时开始加热。

第三部分设计总体方案

设计总体方案：本系统是以8088微处理器为核心，是一个典型的

温度闭环控制系统，需要完成的功能是温度的设定、温度的采集与显

示以及温度的自动控制等。系统采用最简单的开关通断控制方式，即

当烘箱温度大于设置值1度时断开加热电阻丝，当温度低于设定值1

度值时接通电阻丝开始加热，从而保持恒温控制。

根据设计的要求，可将系统分为如下几个子模块：温度检测模块，

AD转换模块，键盘输入模块，接口扩展模块，温度显示模块，温度

控制模块。

由于本系统需要的接口较多，我们使用了两片可编程并行接口8255

以提高系统的工作效率。第一片8255（1）用于连接键盘和十位和个

位数码管显示；第二片8255（2）用于连接十分位的数码管显示，AD

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转换器和温度控制系统。系统原理图如下图所示：

其详细原理是：温度的传感和放大部分通过PT100热敏电阻温

度传感器和运算放大器来实现温度的检测与电压放大，通过温度检测

与信号调理模块来实现。该模块将得到的电压信号送到ADC0809进行

模数转换。8088从ADC0809读转换后的数字量，由温度与数字量的

转换关系，调用相应子程序将数字量转换成温度的BCD码。这时

CPU8088将该温度值（即实际温度值）与先前通过键盘输入的值（即

设定值）进行比较，若实际温度值高于设定温度值的1度时，调用停

止加热子程序，若实际值低于设定值的1度时，则调用开始加热子程

序。这两个子程序执行完毕之后，检测一次按键，若无按键被按下，

则返回到温度采集模块重新采集新的温度值与设定值进行比较；若有

按键被按下，则回到按键检测过程重新开始执行程序。

系统硬件连接示意图：

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系统总流程图：

第四部分主要元件

主要元件介绍：

⑴8088CPU简介及其总线形成原理

1979年，INTEL公司推出了8088芯片，它仍旧是属于16位微处

理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20

位，可使用1MB内存。8088内部数据总线是16位，外部数据总线是

8位。作为微处理器,再加上必须的支持芯片,如时钟发生器,地址锁

存器,总线驱动器,存储器和I/O接口等,才能构成一台完整的微型

计算机。

根据外部设备的数量和系统复杂程度,8088可以选用两种系统总

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线构成模式,最小模式和最大模式。最小模式是单CPU系统,在这种系

统中,8088的MN/MX引脚接高电平,系统全部的控制信号都直接由CPU

提供。最大模式是多CPU系统,此时MN/MX引脚接低电平,必须通过

8288总线控制器对CPU的状态信息进行译码才能产生系统必须的控

制信号。

最小模式系统构成如图1所示。这时8088的MN/MX引脚接至VCC,

它直接产生存储器和I/O端口的读写命令,如IO/M,RD,WR,INTA,直接

产生地址锁定信号ALE,控制数据收发器的控制信号DT/R,DEN。

图18088的最小总线模式

⑵8255简介及其工作方式

8255是Intel公司生产的为x86系列CPU配套的可编程并行接

口芯片，其通用性较强，使用灵活。8255内部