微机原理 课设温度表.docx

电信学院微机原理与接口技术课程设计报告2011～2012学年第二学期课程 微型计算机原理与接口技术 课程设计名称数字式温度表学生姓名学号专业班级一、题意分析及解决方案1.1题义需求分析本设计为从温度传感器DS18B20通道采样温度模拟信号，转化成数字信号，并在LED液晶显示器上显示出来.由于DS18B20可以直接将模拟量转换为数字量,因此在并送LED显示时，须通过A/D转换器先将信号送入CPU,然后再选用8255A作为微处理器的输入输出接口芯片,最后将8位数字信号量显示到LED显示器上。可以从四个方面来分析问题，1）采样模拟信号，转化成数字信号。2）接口的连接问题。3）LED显示器如何接入电路。4)如何进行显示控制。1.2 解决问题方法及思路 1.2.1硬件部分(1)温度传感器DS18B20DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。(2)输入输出接口芯片8255A由于考虑到8086接口不足的问题，比如对LED数码管进行位选需要2位，对LED数码管每一位进行段选需要8位，所以必须要用8255进行I/O的扩展,通过8255A，CPU可以直接同外设相连接,将数字量从CPU输出到LED显示器上。(3) 硬件比较8255A芯片8255A芯片是可编程并行接口芯片，不需要附加外部电路便可和大多数并行传输的外设相连，数据可多为同时传输，使用广泛方便。8251A芯片8251A是可编程的串行接口芯片，数据一位一位地顺序传送，电路简单，传输距离远。表1-1 8255A芯片与8251A芯片比较LED与LCD相比，LED在亮度，功耗可视角度和刷新速率等方面更具有优势，其最显著的特点是使用寿命长，光电转换效能高。LCDLCD占用空间小，功耗低，低辐射，能降低视觉疲劳，但会出现闪烁现象。表1-2　ＬＥＤ和ＬＣＤ比较1.2.2软件部分该程序主要应分为两大部分，(1)对DS18B20进行设置如何赋初始温度值,如何保存读出的数字量,如何获取当前温度值,如何将温度值显示出来等问题进行编程.(2)对8255的初始化对方式选择控制字的赋值问题，也就是解决8255A的A口、B口分别工作在方式几，A口、B口、C口高位、C口低位分别是作为输出口还是输入口的问题。1.2.3 基本工作原理二、硬件设计（1）温度传感器温度是最普通最基本的物理量，用电测法测量温度时，首先要通过温度传感器将温度转换成电量，温度传感器有好多种方式，这里选择AD590，它是一种半导体感受式的，由测温电阻、二极管和集成电路器件组成。 AD590是一种单片集成的两端式温度敏感电流源，它有金属壳，小型的扁平封装芯片和不锈钢等几种封装形式，实验平台利用IC温度传感器AD590作为测温器，AD590是一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器，其输出电流与绝对温度有关，对于电源电压从5-10V变化只引起1? A最大电流的变化或1摄氏度等效误差。上图给出了用于获得正比于绝对温度的输出电流的基本温度敏感电路，当温度有10℃的变化时输出电压变化为20mV，即该电路M点电压随温度变化为2mV/℃。将温度传感器输出的小信号跟随放大19.2倍左右后，送至8位A/D转换器转换成数字量。（2）．A/D转换 模数转换采用ADC0809，它是芯片输出端具有可控的三态门，这种芯片的输出端可以直接和系统总线相连，由读信号控制三态门，转换结束后，CPU执行一条输入指令，从而产生读信号，将数据从A/D转换器取出。ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存译码电路，其转换时间为100μs左右。ADC0809内部结构如图所示，图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换，地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择。8位A/D转换器是逐次逼近式，由控制与时序电路、逐次逼近寄存器、树状开关以及256R电阻阶梯网络等组成。输出器用于存放和输出转换得到的数字量。下面具体说一下A/D转换的原理。因为所选的AD0809所转换的电压范围不大,这样一来,当所采集的温度是0℃时,所转换的电压量是0V,通过A/D转换后所对应的数字量当采集的温度是255℃时,所转换的电压量是10V, 通过A/D转换后所对应的数字量这样看来,从A/D输出的数字量和显示的温度是一一对应的。假如数字量