环境温度自动测量与报警系统课程设计

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1、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，ADC080

2、9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

3、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

4、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

5、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

6、转换——AN0ß-->ADIN0；8255AA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EOCß-->P1.0；BUSYß-->P1.1；置位/复位标志REQß-->P1.2。5、系统软件设计本次设计的温度采样和报警系统以上已经介绍，要实现的功能是：温度的采样、滤波、报警显示、LCD的实时温度显示、LED灯报警显示。根据系统实现的各个功能，为使程序具有较好的可操作性和高效性，且易于调试，在软件设计时将系统的各个功能进行拆分和模块化，形成诸多个不同功能的子程序模块便于

7、对不同模块的功能进行检验和调试。最后通过程序功能之间的调用实现整个系统的有序运行。各模块介绍如下：5.1、主程序模块5.1.1主程序主程序是整个程序的主干，负责调用初始化子程序和其他数据处理子程序，程序如下：voidmain(){TMOD=0x01;//定时器初始化，工作在方式一下TL0=0xB0;TH0=0x3C;ET0=1;//选用定时器0EA=1;//开启单片机中断功能TR0=1;/******清屏**