《环境温度自动测量与报警系统课程设计word格式》.doc

计算机控制系统课程设计 ------环境温度自动测量与报警系统 院 系 班 级 指导教师 小组成员 分工情况 时 间 环境温度自动测量与报警系统 摘要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。 本文从硬件和软件两方面介绍了80C51单片机为主控器的温度控制与报警系统的设计，对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。  关键字: 单片机80C51; 温度 ; 测量 ; A/D转换 ；控制 ；报警 1、设计内容 本课程设计以8051CPU为主控制器，设计出具有测量和报警功能的温度模拟控制系统，由A/D 转换电路模拟测量外部空间环境温度信号。运用所学基础知识，由实验箱电位器旋钮模拟外部温度传感器，ADC0809转换芯片实现模拟量与数字量的转换，选通8255A接口芯片扩展CPU并行接口，判断温度信号是否报警，根据结果驱动指示灯同时在LCD 上显示输出；结合中文液晶显示模块OCMJ2*8LCD实现温度可观性,且采用C51作为开发语言进行软件编程，将各环节连贯实现。 2、设计要求 （1）完成测量与报警系统的硬件原理图设计（在Protel等电子设计自动化软件下进行，完成最小系统和外部扩展电路设计）； （2）、完成相关软件程序的设计。由实验箱电位器旋钮模拟外部温度传感器（温度测量范围为0-100 摄氏度，输出0-5V 电压信号）； （3）在LCD 屏上显示当前系统状态（报警或正常、如报警是何种类型报警）和当前温度（精确到0.1 度）； （4）要求在测量过程中至少采用一种数字滤波算法； （5）由发光二极管显示当前系统状态报警或正常、如报警是何种类型报警。 （6）在LCD 屏上显示温度参数报警上、下限； （7）使用越限报警方式； （8）在LCD 屏上显示系统累计运行时间； 3、系统开发环境简介 本系统采用北京达盛科技有限公司提供的EL-MUT多CPU单片机/微机原理实验开发系统进行开发。该系统采用开放式、模块化、积木式的结构，不仅能完全满足相关课程的基本教学实验要求，而且可以开设全开放的设计性系统实验。 4、系统硬件设计 4.1、系统硬件图组成 如上所介绍本系统设计是基于EL-MUT多CPU单片机/微机原理的开发环境，应用51CPU处理器作为本系统的CPU对各功能模块进行控制。其中利用并行接口芯片8255A作为CPU与外界数据进行交换的主要通道，利用ADC0809芯片作为数据采集器对外部温度信号进行采样和模数转换。显示结果利用LCD显示点位模拟的实时温度、温度上下限值、系统运行时间及温度越限情况。并且利用LED作为报警情况只是灯。 4.2、各硬件功能介绍 4.2.1、51CPU处理器 作为本系统的CPU对各功能模块进行控制；8051CPU板如下图所示： 4.2.2、 8255A 可编程通用并行接口芯片,它具有3个8位的并行口,有三种工作方式,可作为单片机与各种外部设备连接的接口电路。8255A芯片硬件图如下： 4.2.3、ADC0809 带有8位A/D转换器，8位多路开关以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS组件。 ADC0809硬件图如下图所示： 4.2.4、 OCMJ2*8 液晶LCD 利用液晶的扭曲—向列效应制成，具有低功耗，抗干扰，体积小，价格低等优点。内部是32*128的点阵可以显示2行8列的汉字，以及2行16*8的字符和4行8*8的字符。LCD硬件图如下图所示： 4.3、硬件原理图 硬件原理图如下： 4.4、硬件连接方块图及连接介绍 硬件连接方块图如下： 如上连接图所示： 并行接口芯片8255A片选端——CS0(0xO4a0-0x04af)；A/D转换芯ADC0809 片选端——CS1(0x04b0-0x04bf)；采用通道0进行AD转换——AN0(--ADIN0；8255A A口接LCD数据输入DB0-DB7；B口接LED灯：PB0---LED1(上限报警)；PB1---LED2（下限报警）；PB2---LED3（正常显示）；A/D转换结束标志EOC(--