计算机硬件技术大作业报告

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 测控技术与仪器

班级

学号

上海电力学院自动化工程学院

目录:

(1) 设计题目

() 开发目的

(3) 小组成员分工及成果

(4) 设计方案以及论证

(5) 硬件原理图(包括芯片的选型介绍)

(6) 程序流程图(包括各个子系统和子过程的程序流程)

(7) 程序清单，要有适当的注释

(8) 程序运行结果分析与预测

(9) 结果评述或总结(对实验结果进行分析，对实验过程进行总结，系统改进升级建议或者提出新的方案等。)

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。

因为温度传感器在仿真中无法使用，故用一滑动变阻器代替。

硬件原理图

系统器件选择

1 系统扩展接口的选择

本次设计采用的是8086微处理器，选择8255A可编程并行接口作为系统的扩展接口，8255A的通用性强，适应灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。

2温度传感器与A\D转换器的选择

系统选用温度传感器AD590构成测温系统。AD590是一种电压输入、电流输出型集成温度传感器，测温范围为-55℃~150℃，非线性误差在±0。30℃，其输出电流与温度成正比，温度没升高1K(K为开尔文温度)，输出电流就增加1uA。其输出电流I=(273+T)uA。设计中串联电阻的阻值选用2KΩ，所以输出电压V+=(2730 + 10T)MV.另外，为满足系统输入模拟量进行处理的功能，对其再扩展一片ADC0809，以进行模拟—数字量转化。但是在proteus中AD590无法选取，所以通过使用滑动变阻器来实现。

3 显示接口芯片

为满足本次设计温度显示的需要，我们选择了8279芯片，INTEL8279芯片是一种通用的可编程的键盘、显示接口器件，单个芯片就能完成键盘键入和LED显示控制两种功能。

备注：系统硬件接线应尽量以插接形式连接，这样便于多用途使用和故障的检查和排除。

8086微处理器及其体系结构

8086CPU的编程结构

编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)EU(Execution Unit)

图2-1 8086/8088CPU内部功能结构图

执行部件(EU)ALU(算术逻辑单元)、②通用寄存器组和③标志寄存器等，主要进行8位及16位的各种运算。

总线接口部件(BIU)

I/O接口之间的数据传送操作。具体来看，完成取指令送指令队列，配合执行部件的动作，从内存单元或I/O端口取操作数，或者将操作结果送内存单元或者I/O端口。

组成：它由①段寄存器(DS、CS、ES、SS)、②16位指令指针寄存器IP(指向下一条要取出的指令代码)、③20位地址加法器(用来产生20位地址)和④6字节(8088为4字节)指令队列缓冲器组成。

系统各部分功能模块介绍

温度测量电路设计

温度测量电路要实现的目标是：将0～120度通过传感器测量，运算放大器放大的0～5V的电压信号。

温度传感器选用Pa-t传感器，放大器采用OP07E放大器，温度信号输入采用差动放大形式，放大器输出为：

即放大倍数为100倍。

在Proteus中实测放大器输出数据为：

温度0102030405060708090100110120电压0.000.430.831.241.662.072.492.913.333.754.174.585.00从测试数据来看，本设计符合0～120对应输出0～5V电压要求。

图 3-1输出电流的基本温度敏感电路模拟输入通道地址A,B,C直接接地，因此ADC0809只对通道IN0输入的电压进行模数转换。为了减少输入噪声其他通道直接接地。ADC0809的数据线D0-D7与8255的PB0-PB7相连接。其片选CS与8086的地址/数据总线AD14相连接。图 3-3 ADC0809与8255的连接图

8086的可编程外设接口电路

8255的数据口D0-D7与CPU的6根控制线相连接，控制8255A内部的各种操作。控制线RESET用来使8255A复位。CS和地址线A1及A0用于芯片选择和通道寻址。

，1对应的输入电压