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计算机硬件技术实践报告

题目 温度测量系统设计

姓名

专业 测控(电站)

班级

学号

上海电力学院自动化工程学院

第一章 温度采集系统软硬件设计

1.1实验目的

通过本项课程设计，对计算机硬件课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解计算机硬件课程中讲述的基本原理和概念。

进行计算机硬件课程设计前，应学习并掌握了8086/8088汇编语言编程方法，掌握了8255、8253、8259、存储器等芯片的基本结构和工作原理，掌握了芯片编程控制的方法。

本课程设计要求学生设计一个汇编语言或微机应用系统，完成相对完整的测试、控制任务。学生可自主选择规定的参考题目，也可以自定题目(须经指导老师审查)。在下面的参考题目中，只提出最基本设计内容，学生也可以下面的题目为基础，进一步构思，完成有特色的个性化设计。课程设计的参考选题如下(参见《计算机硬件技术实践指导》)：

课题：温度测量系统设计。

要求：1)利用热敏电阻和电桥电路测量温度变化信号；2)经过放大后送到ADC0809转换成数字信号；3)计算后在LED数码管显示其温度值；4)采用红绿灯指示温度范围，温度在给定范围内绿灯亮，温度超过指定范围时红灯显示警告。扩展功能：实现上位机显示。

1.2 实验方案

本实验我们经过讨论后决定设计如下：温度采集电路我们通过一个热敏电阻和电桥去实现。由于热敏电阻的阻值会碎温度改变而改变，这也就导致了电桥两端的电压不同，然后通过一个差动放大器，把这个电压放大，由于压差较小。接着，我们将经过放大之后的电压接入AD0809进行A/D转换，最后通过LED屏读出温度。另外，我们还设计 了一个报警电路。此电路将我们采集到的电压与临界电压相比较：温度较低的时候，热敏电阻阻值变化较小，所以压差不大，报警电路亮绿灯；温度较高的时候，热敏电阻阻值变化大，所以压差大，当大于临界电压的时候，报警电路亮红灯。

1.3 实验设备

l．8088系列微机一台

2．微机硬件实验平台。

3．定时/计数器、并行接口芯片

4. ADC0809

5. 8255并口控制器

1.4 实验内容及要求

以8088 CPU 为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位LED显示器上显示当前温度。

本设计所用器件主要有传感器，A/D转换器，8088CPU，可编程并行接口8255，LED显示器等。首先传感器把所测的温度转换为电压，输入A/D转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过CPU在LED上显示出来。

本设计共分以下几个模块：8088主控模块、A/D转换模块、并行接口模块、显示模块。

1.5 模块分工

余磊负责整个电路的硬件连接；李昭明负责电路的调试以及相关事宜；程森负责8089，8255以及0809.

第二章 总体设计方案

2.1 设计思想

在许多传统行业中，多路高温度采集系统是不可或缺的。电厂，石化行业及制药厂等企业生产过程中，普遍存在着需要进行温度测量的场合。因为温度是生产过程和科学实验中普遍且重要的物理参数。在工业生产中，为了高效生产，必须对生产过程的主要参数，如温度，压力，速度等进行有效的检测并控制。其中温度检测在生产过程中占有相当大的比例。

而我们所做的课题正是以8086cpu为核心设计一个温度巡回监测系统(A/D采用ADC0809).系统可实现温度信号的采集，在3位LED显示器上显示当前的温度。经标度变换后送LED显示器显示，只进行一路采集。

该系统主要用于温度检测，并在LED上显示当前的温度值。当温度信号改变时，LED显示的值也随之改变。

2.2 原理框图

温度传感器

温度传感器

LED显示

LED显示

8088控制器并行接口8255ADC0809

8088控制器

并行接口8255

ADC0809

图 2.2 原理框图

第三章 硬件设计

3.1 测温以及放大电路

铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器，由于其测量准确度高，测量范围大，复现性和稳定性好，被广泛应用于中温(-200℃-650℃)范围的温度测量中。

PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系 数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示：

在0～600℃范围内：

Rt =R0 (1+At+Bt2