微机课程设计.docx
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微机课程设计
目录
第一章绪论2
1.1电冰箱恒温系统简介2
1.2本设计电冰箱恒温系统模拟2
1.3总体设计方案3
1.3.1总体设计方案简介3
1.3.2电冰箱电控系统的主要功能和要求3
第二章设计任务书4
2.1设计目的4
2.2设计要求4
第三章硬件设计5
3.1系统硬件选择5
3.1.1核心部件8088微处理器5
3.1.2模数转换单元ADC08095
3.1.38255A并行口扩展单元6
3.1.4电子音响驱动电路6
3.1.5三——八译码器74LS1386
3.1.6温度传感器DS18B207
3.2实际电路原理图8
3.3模拟电路原理图9
3.4实际电路连线图10
3.5模拟电路连线图11
第四章软件设计12
4.1流程图12
4.1.1主程序流程图12
4.1.2蜂鸣器子程序流程图13
4.2程序设计14
4.3软件调试18
第五章元器件与设备清单19
设计总结20
致谢21
参考文献22
第一章绪论
1.1电冰箱恒温系统简介
近年来随着计算机在社会领域的渗透,微型计算机的应用已经逐步成熟并应用于各个行业，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的微机应用系统中，8086（8088）往往是作为一个核心部件来使用，仅8086CPU方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
电冰箱温度控制系统是利用温度传感器DS18B20采集电冰箱内部温度，当温度高于设定温度时即启动制冷设备，系统里充灌了一种叫“氟里昂12（CF2Cl2，国际符号R12）”的物质作为制冷剂。
R12在蒸发器里由低压液体汽化为气体，吸收冰箱内的热量，使箱内温度降低。
变成气态的R12被压缩机吸入，靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体，再排入冷凝器。
在冷凝器中R12不断向周围空间放热，逐步凝结成液体。
这些高压液体必须流经毛细管，节流降压才能缓慢流入蒸发器，维持在蒸发器里继续不断地汽化，吸热降温。
就这样，冰箱利用电能做功，借助制冷剂R12的物态变化，把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出，如此周而复始不断地循环，以达到制冷目的。
当采集到得温度达到设定范围即停止制冷器。
1.2本设计电冰箱恒温系统模拟
本课程设计使用Dais实验模拟箱，完成电冰箱恒温控制器的模拟。
具体元器件为8088微处理器芯片，8255并行扩展单元，DAC0809模数转换单元，74LS02芯片，74LS138译码芯片，蜂鸣器，模拟开关和LED灯组。
由于试验箱配置温度传感器灵敏度有限，加之室内温度恒定，故本设计用模拟量调节器模拟电冰箱内温度变化，利用DAC0809模数转换器将此模拟量转换为数字量显示于LED灯。
同时判断此数字量所对应的温度范围，根据不同范围点亮不同灯指示电冰箱的工作状态。
1.3总体设计方案
1.3.1总体设计方案简介
直冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启动与停止，使冰箱内的温度保持在设定的温度范围内。
一般，当蒸发器温度高至3~5°C时，启动压缩机制冷，当温度低于-10°C~-20°C时，停止制冷。
本电冰箱电控系统要完成冷冻室及冷藏室的温度检测和动态显示的功能，霜厚检测及除霜的功能，开门报警功能，温度设置功能，以及电源过欠压保护功能。
此设计的电冰箱电控系统是以8088作为主控芯片，ADC0809为模数转换芯片,AD590温度传感器为温度检测元件，七段数码管显示器,模拟开关等元器件组成,通过软硬件结合实现键盘扫描,液晶显示,I/O口扩展功能。
该系统具有简洁，操作简便，实用方便的特点。
外围电路是8088工作的基础保障——电源电路提供稳定的+5V工作电压；复位电路使8088实现初始化状态复位。
模拟开关输入控制系统的总开关。
通过键盘扫描等程序设计把键盘输入的数据在液晶显示器上显示。
LED电路用来显示键盘输入的数据，AD590实现对冷冻室和冷藏室的温度检测，ADC0809完成对温度的模数转换，将信号上传给单片机，其功能是靠硬件电路的设计和软件程序的结合来实现的。
热敏电阻感测温度，判断霜厚程度，产生中断信号，结合单片机软件程序，控制加热器的启动与停止，完成自动除霜的功能
1.3.2电冰箱电控系统的主要功能和要求
1设定3个测温点，测量范围-26℃~+26℃，精度±0.5℃；
2利用功能键分别控制温度设定、冷藏室和冷冻室温度设定等；
3利用数码管显示冷冻室、冷藏室温度，压缩机启动停止和报警状态；
4制冷压缩机停止机后自动延时3min后方能再启动；
5电冰箱具有自动除霜功能，当霜厚达3mm时自动除霜；
6开门延时超过2min发声报警；
7工作电压176V～240V，当过压或欠压时，禁止启动压缩
第二章设计任务书
2.1设计目的
1.建立微机系统概念，加深对微机系统的理解和认识，提高微机系统的应用能力
2.进一步虚席和掌握微机程序设计方法，通过应用程序的编写和调试学习程序的调试方法
3.进一步熟悉微机典型接口芯片的使用，接口及外部设备与系统的连接方法
2.2设计要求
1.以8086（8088）CPU为主控单元，构建微机应用系统
2.应用系统的硬件设计，画出电路原理图和线路连接图
3.应用系统的软件设计，画出软件流程图，写出主要控制程序
4.根据实验条件，进行微机应用系统的部分模拟调试工作，写出调试说明。
5.整理设计说明书，列出参考文献清单
第三章硬件设计
3.1系统硬件选择
3.1.1核心部件8088微处理器
8088是一个Intel以8086为基础的微处理器，拥有20位地址总线和8位元数据总线。
完成对各个元件命令的控制，数据的运算和存储控制，是整个电冰箱恒温控制器设计中的核心部件
3.1.2模数转换单元ADC0809
ADC0809时逐次逼近型8位A/D转换器，具有8个模拟量输入通道，单极性，输入电压0~5V，转换时间100us，片内带有三态输出锁存器。
ADC0809的工作过程：
首先由CPU发出启动转换信号START，并送出地址选择信号ADDAADDBADDC选定模拟输入通道，地址信号由地址锁存信号ALE控制锁存，发出启动转换后一定时间，转换结束信号EOC有效。
在输出允许信号OE得到有效高电平时，转换结果通过三态输出锁存器输出至数据总线，从而完成一次A/D转换。
图3--18088微处理器与ADC0809数模转换器
3.1.38255A并行口扩展单元
8255A可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V电源供电，能在以下三种方式下工作：
方式0：
基本输入/输出方式
方式1：
选通输入/输出方式
方式2：
双向选通方式
3.1.4电子音响驱动电路
3.1.5三——八译码器74LS138
通过译码器对各个芯片的地址进行选择，切忌地址重叠。
本试验箱内部连线已固定。
8255A的A、B、C、控制口地址分别为：
FFD8H,FFD9H,FFDAH,FFDBH;ADC0809单元A/D地址为FFE0H字位口地址为FFDD,字形口地址为FFDCH.
图3—274LS138译码器
3.1.6温度传感器DS18B20
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。
封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。
耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
DS18B20具有如下特性：
①、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
②、测温范围－55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃。
③、支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。
④、工作电源:
3~5V/DC
⑤、在使用中不需要任何外围元件
⑥、测量结果以9~12位数字量方式串行传送
⑦、不锈钢保护管直径Φ6
⑧、适用于DN15~25,DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温
⑨、标准安装螺纹M10X1,M12X1.5,G1/2”任选
⑩、PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接
本设计电冰箱恒温系统采用DS18B20的外部电源供电方式
在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。
注意：
在外部供电的方式下，DS18B20的GND引脚不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85℃。
3.2实际电路原理图
3.3模拟电路原理图
模拟电路中，主要用一个模拟开关模拟电冰箱的总电源开断，用模拟量调节器模拟储藏室温度的变化。
ADC0809接收到模拟量并将之转化为数字量显示于七段数码管显示器上。
取转换所得数字量，与冷藏室边界温度对应值相比较，以判断电冰箱工作状态，以不同的LED灯指示。
当温度高于+5度时，启动制冷电机，以蜂鸣器模拟；当温度低于-5度时，关闭电机。
3.4实际电路连线图
3.5模拟电路连线图
第四章软件设计
本课程设计利用8255A，ADC0809,74LS173,74LS02等芯片完成电冰箱恒温控制器的设计，用模拟量调节器模拟电冰箱内温度的变化，以驱动程序运行。
4.1流程图
4.1.1主程序流程图
主程序开始，首先检查代表电源总开关的模拟开关K1，若K1开启则启动电冰箱：
置8255A初始值，模拟信号经模数转换后得到数字信号，判断数字信号所处不同范围以启动不同功能，同时以不同颜色的LED灯表示不同的工作状态，所有转化得到的数字量均送数码管显示器显示。
若开关K1处于关断状态，则系统处于等待状态，继续检查开关状态，直至开关启动。
4.1.2蜂鸣器子程序流程图
蜂鸣器用于模拟电机的启动，表示电冰箱工作于制冷状态。
用P3.0连接蜂鸣器。
4.2程序设计
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE
ORG1200H
START:
MOVDX,0FFDAH;判断总开关状态
INAL,DX
TESTAL,80H
JZL5
LEABX,TABLE;总开关开，启动电冰箱，黄灯L4亮
MOVAL,88H;送8255控制字
MOVDX,0FFDBH
OUTDX,AL
MOVAL,0FFH
MOVDX,0FFD8H
OUTDX,AL
MOVDX,0FFE0H;启动ADC0809进行模数转换
MOVAL,0
OUTDX,AL
N1:
INAL,DX;判断此时温度所处范围
CMPAL,0CCH;0CC时对应温度为+5度
JAL1;温度高于5度，执行L1
CMPAL,66H;66时对应温度为-5度
JAL3;温度在-5~+5之间，执行L3
JMPL2;温度低于-5度执行L2
L1:
MOVAL,0F3H;指示灯红灯L3点亮，工作在制冷状态
MOVDX,0FFD8H
OUTDX,AL
CALLFM;蜂鸣器工作，模拟制冷电机的工作
JMPL4
L2:
MOVDX,0FFDBH;蜂鸣器停止工作
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVAL,0F5H;指示灯绿灯L2亮，表示工作在恒温范围
MOVDX,0FFD8H
OUTDX,AL
JMPL4
L3:
MOVDX,0FFDBH;清除蜂鸣器工作状态
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVAL,0F6H;指示灯黄灯L1亮
MOVDX,0FFD8H
OUTDX,AL
L4:
MOVDX,0FFE0H;显示模数转换得到的数字量
INAL,DX
MOVAH,AL
ANDAL,0FH
XLAT
MOVDX,0FFDCH
OUTDX,Al
MOVAL,01H
MOVDX,0FFDDH
OUTDX,AL
PUSHCX
MOVCX,0FFFH
DELAY:
LOOP$
POPCX
MOVAL,AH
ANDAL,0F0H
MOVCL,4
SHRAL,CL
XLAT
MOVDX,0FFDCH
OUTDX,AL
MOVDX,0FFDDH
MOVAL,02H
OUTDX,AL
MOVCX,0FFFH
N2:
LOOPN2
JMPSTART
L5:
MOVAL,0FFH;总开关关断，所有指示灯熄灭
MOVDX,0FFD8H
OUTDX,AL
JMPSTART;重新检测总开关状态
FMPROC;蜂鸣器启动子程序
L6:
PUSHCX
L7:
MOVDX,0FFDBH
MOVAL,01H
OUTDX,AL
MOVCX,00FFH
LOOP$
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVCX,00FFH
LOOP$
POPCX
RET
FMENDP
4.3软件调试
1、按实验图连接线路，置所有开关“1”。
2、打开电源，双击“Intel8088微机实验系统”，把把编好的程序输入进去。
3、进行编译、连接、装载，如果有错误，根据提示返回源程序修改，直到没有错误为止
4、运行程序：
1）启动后，调节模拟量调节器，观察LED灯组和蜂鸣器工作。
2）拨动开关1，LED灯组关闭，系统停运。
第五章元器件与设备清单
1、8088微处理器
2、ADC0809数模转换单元
3、74LS02门电路
4、74LS138三八译码器
5、音响驱动单元
6、模拟开关1只
7、LED显示数码管
8、发光二极管显示单元
9、导线若干
设计总结
历时两周的课程设计已接近尾声，由于课程设计过程中夹杂了一些其他科目的考试，使得整个设计过程紧张而忙碌。
九天的时间晃眼即过，在这个过程中，我受益匪浅，感触颇深。
平时我们所做的实验是分块对实验箱上的资源进行学习和应用，本次课程设计要求我们先有总体的设计方案，然后再进行部分功能的模拟，这就要去我们不仅要了解和掌握各芯片的功能和使用方式，而且要求我们考虑到各芯片之间的连接和综合使用。
编程过程中，也要求我们考虑到各芯片的执行过程，时延以及各子程序的配合使用。
本次课程设计中使用到了许多芯片，不仅有已经学过的8088，而且还有未学过的音响驱动设备，这使得我不仅仅加深了对微机原理中已学习到的知识的理解，而且还拓宽了我在微机原理领域的视野，综合了单片机课程的指示，充分考察了我的自学能力。
本次课程设计对于以后的学习将有很重要的帮助，我将更加注重实际动手能力的加强。
致谢
首先要诚挚地感谢陈老师和孙老师这几天对我的谆谆教导和无私帮助。
整个课程设计过程中，我遇到了很多由于专业知识理解不深和动手能力不强而不易察觉甚至解决的问题，每当这个时候询问老师，老师都耐心为我们答疑解惑，但并不是直接告诉我们答案而是间接引导我们一步一步向成功靠拢。
可以说，没有老师的指引，我没有办法在几天以内就看到所期盼的效果，所以我要再次向老师表达我最诚挚的谢意。
其次，感谢系里老师为我们安排了这样的实践环节，让我们脱离单纯的课本学习式模式，重视实践能力和知识的应用能力。
最后，感谢学校给我们这样的一次机会，能够动手设计电冰箱恒温控制器，让我们学以致用，获益良多。
参考文献
[1]许立梓、何小敏、陈玮、高明琴《微型计算机原理及应用》机械工业出版社
[2]胥保文《微型计算机原理与接口实验指导书》2004.9.2江苏大学测控系出版社
[3]何克忠《计算机控制系统》2002清华大学出版社
[4]朱善君《汇编语言程序设计》1998.3清华大学出版社
[5]颜永军《protel99电路设计与应用》2001.1国防工业出版社
[6]刘迎春、叶湘滨.现代新型传感器原理与应用[M].北京：
国防工业出版社，1998.
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