《微机接口技术》课程设计报告--温度闭环控制系统

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1、《微机接口技术》课程设计报告题目：温度闭环控制系统班级：电子0902班学号：20091400572009140061姓名：张家淼张志华计算机科学与技术学院系电子信息科学与技术专业2010年12月13日-14-温度闭环控制系统的设计前言我们小组选择的是十六题：温度闭环控制系统。本系统分为基本输入输出模块，定时计数模块，A/D转换模块，温控模块，报警模块五大模块。系统：由8255A提供脉冲信号给温控单元；温控单元中通过电流时，芯片发热，温度升高，用热敏电阻测量温度，通过PID算法进行温度闭环控制，实现温控单元

2、温度达到人为设定的温度值；由计数/定时器输出方波，作为系统的采样时钟；并且系统可实现超出特定温度发出报警信号的功能。关于此次课程设计，我们首先参考了《微机接口实验指导书》，根据实验指导书确定了大体思路以及小组分工情况。分工如下：张家淼负责AD转换以及数码管显示模块；张志华负责8254模块和8255模块；主程序以及硬件调试由小组成员共同完成。然后我们开始上网收集相关资料。参考资料如下：PID算法原理，唐都td51实验指导手册。共同学习完相关资料后，我们开始着手写程序，首先各自完成各自的模块，然后共同探讨主程

3、序，最后进行硬件调试。-14-目录一、系统概述-3-1.系统设计思想-3-2.可行性论证-5-二、单元电路设计与分析-5-1．并行接口模块-5-2.定时器/计数器模块-5-3．A/D转换模块-5-4．温控模块-6-5.报警模块-6-6.LED显示模块-6-三、软件编程与调试-6-1.AD574的使用-6-2.定时时间是否到达-6-3．温度控制算法的选定-6-4.PID算法中各种系数的确定-7-5.是否运用中断-7-6．LED模块及MTC模块的使用-7-四、结束语-7-附录-8-1．元器件明细表-8-2.电

4、路原理图-8-3．源程序清单及注释-9-参考文献-14--14-一、系统概述1.系统设计思想系统由并行接口模块，定时器计数器模块，A/D转换模块，温控模块，报警模块，前段数码管显示模块六大部分组成。并行接口模块实现对温控模块和数码管显示模块的控制和信号的输入，定时器计数器模块可完成对温度采样频率和报警模块报警信号的控制，A/D转换模块把温度转换成系统易处理的数字信号，温控模块可通过输入高低电平对芯片温度进行调节，并把当前温度通过七段数码管显示出来，报警模块可以在系统温度超过设定温度时发出报警信号。设计流程

5、图见下页-14-YNYNNNYY开始初始化8254定时器0定时时间到？显示采样值>17H?报警PID<设定值？发热CK=0LED显示（CK-1）不发热Y结束？退出-14-2.可行性论证由8255A提供脉冲信号（此脉冲信号由控制量CK控制）给温控单元，控制热敏电阻发热与否（若当前温度小于预设温度则发热，反之则不发热），同时采集8254的采样信号是否发出，以便及时采样；由AD574实现模数转换，并在屏幕终端显示当前温度所对应的电压值（由LED显示）经过AD转换对应的十六进制数，通过查表可得当前温度值；由825

6、4的计数器0提供采样脉冲，计数器1控制扬声器报警与否（当当前温度超过报警温度时则报警，反之不报警）。二、单元电路设计与分析1．并行接口模块本模块采用8255A芯片。8255A是Intel系列的并行接口芯片，由于它是可编程的，可通过软件来设置芯片的工作方式，所以，用8255A连接外设时，通常不需要附加外部电路，给使用带来很大的方便。8255A的控制字设定为81H（10000001B），A、B、C口均为方式0，C的低四位为输入其余均为输出。C口的低四位接8254的OUT0（提供采样脉冲），当定时时间到达后，启

7、动AD转换并在屏幕终端显示YK。A口接驱动电路，提供脉冲信号给温控单元控制热敏电阻发热与否。B口接LED显示当前温度所对应的电压值。2.定时器/计数器模块本模块采用8254新芯片实现。可编程计数器/定时器的功能体现在两个方面。一是作为计数器，即在设置好计数初值（即定时常数后），便开始减一计数，减为0时，输出一个信号；二是作为定时器，即在设置好定时常数后，便进行减1计数，并按定时常数不断地输出为时钟周期整数倍的定时间隔。计数器0：控制字为14H（00010010B）读/写低八位，方式2（分频器）。CLK0接

8、100KHZ，GATE0接+5V，OUT0接8255A的C口。提供采样脉冲信号。计数器1：控制字为76H（01110110B）先读/写低八位，再读/写高八位，方式3（产生方波）。CLK1接1MHZ，GATE1接+5V，OUT1接SPK（扬声器）。由表格查出每个音符对应的时间常数送给计数器1，以确定音调，驱动扬声器产生音乐报警。3．A/D转换模块AD574A是美国模拟数字公司（Analog）推出的单片高速12位逐次比较型A/D转