微机原理与接口技术报告-模拟热水器

课程设计报告院（系）:____专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位）______________________设计题目:模拟电热水器控制器的设计__完成日期：年月日指导教师评语:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:________________指导教师（签字）:________________重庆科技学院课程设计任务书设计题目：模拟电热水器控制器的设计学生姓名课程名称微机原理与接口技术课程设计专业班级地点起止时间设计内容及要求设计内容：家用电热淋浴器控制器的设计要求：打开电源后，先设定水温，水温分为八档（30℃~100℃，每10℃为一档）；按下启动键后，开始测量水温并显示，控制电热管加热。设计要求：（1）控制系统硬件用8086系统构成：CPU8086，定时器/计数器芯片，并行接口芯片，中断控制器，键盘单元，4位7段数码管单元，模数单元，蜂鸣器等单元。（2）设计控制系统应用软件。（3）系统功能：智能启动电热管加热和停止加热、上下限水位报警等功能。设计参数（1）设定两个按键，其中一个用来增加温度，另一个用来降低温度；（2）超过上限水位和低于下限水位发出不同的报警音；（3）系统分析、设计正确；（4）报告格式规范。进度要求6月29日--6月30日明确设计任务，学习相关知识；6月31日--7月3日查阅相关资料，进行基础练习；7月5日--7月7日根据题目要求，进行设计和实现；7月8日--7月9日撰写课程设计报告，进行答辩。参考资料[1]赵树升，赵雪梅.现代微机原理及接口技术[M]，北京：清华大学出版社，2008年8月[2]戴梅萼.微型计算机技术及应用——从16位到32位(第2版)[M]，北京：清华大学出版社，2003年2月其它说明１.本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，院系审批后交院系办备案，一份由负责教师留用。２.若填写内容较多可另纸附后。3.一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。教研室主任：指导教师：年月日重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告I摘要随着社会和科学技术的日益发展，家用电热淋浴器也受到了广大家庭用户的信睐。本次课程设计设计的项目就是模拟电热水器控制器的设计，本项目的设计可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于各模块电路内部已经连接，用户在使用时只要设计模块间电路的连接。因此，硬件电路的设计及实现相对简单。控制系统的硬件用8086系统构成：CPU8086，8254定时器/计数器芯片，8255并行接口芯片，键盘单元，4位7段数码管单元，A/D转换单元，电子发声器等单元。关键字：8254定时器/计数器8255并行接口A/D转换电子发声器等重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告II目录1概述..............................................................11.1设计内容....................................................11.2设计要求....................................................11.3设备需求....................................................12概要设计..........................................................22.1硬件设计....................................................22.2总体流程图..................................................22.3硬件连线图..................................................43详细设计..........................................................53.1A/D转换设计.................................................53.2电子发声设计................................................63.3键盘扫描及数码管显示设计....................................84系统测试.........................................................12总结..............................................................13参考文献...........................................................14附件...............................................................15重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告11概述到2003年，我国城市家庭热水器产品的普及率已达到71.5%。中国家电市场调查研究课题组经过近4年的连续性调查发现，中国城市家庭热水器产品的普及率基本稳定在70%左右，城市家庭较高的普及率说明热水器市场总体上已进入成熟阶段。然而家用电热淋浴器控制器的设计也是相当重要的，是值得引起关注的。1.1设计内容要求打开电源后，先设定水温，水温分为八档（30℃~100℃，每10℃为一档）；按下启动键后，开始测量水温并显示，控制电热管加热。1.2设计要求1）控制系统硬件用8086系统构成：CPU8086，定时器/计数器芯片，并行接口芯片，中断控制器，键盘单元，4位7段数码管单元，模数单元，蜂鸣器等单元。2）设计控制系统应用软件。3）系统功能：智能启动电热管加热和停止加热、上下限水位报警等功能。4）设定两个按键，其中一个用来增加温度，另一个用来降低温度。5）超过上限水位和低于下限水位发出不同的报警音。1.3设备需求PC微机一台、TD-PIT+实验系统一套重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告22概要设计本设计通过运用8254、8255和ADC0809等芯片来模拟设计一个家用电热淋浴器控制器。通过此模拟电热器，可以在打开电源后，先设定水温，水温分为4档（小于30℃、30℃～60℃、60℃～100℃、大于100为一档）并且这个四个档分别对应四个不同的LED灯；按下启动键后，开始测量水温并显示在相应的显示单元上，启动电热管加热和降温功能，当温度不在设置范围内时，将会启动报警装置，对其进行报警。2.1硬件设计1)水温设定系统主要是通过键盘上的16个按键，选定其中三个键，分别作为加温、减温和确定。首先将X1～X4初始化为07H，这样键盘上就只有一行可以实现按键的输出，然后通过Y1～Y4判断哪一列有键按下，最后通过程序处理判断是否按下了此键。2)分档加热控制系统通过0809芯片的调节旋转按钮来达到加热的控制。首先将温度分为四个档（0～30，30～T0，T0～100，100～255），其中T0为用户自己设置的水温，设置了相应的指示灯来提示档数。还设置了水温不在30～100范围内时，发出声音报警的功能。3)声音警报系统当水温过低时系统会有一种提示灯和一种声音提示，当水温过高时系统也会有另一种提示灯和另一种声音来提示4)LED显示灯的控制使用LED显示灯可以更直接地控制水温，当水温大于100时，一个红灯亮，当水温在100～T0时，两个红灯亮，当水温在T0～30时，两个绿灯亮，当水温低于30时，一个绿灯亮。2.2总体流程图如图2-1。重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告3图2-1总体流程图开始初始化8255，LED显示初值读取键值是否为增加键YN初值+1初值-1为减少键LED显示改变值读取键值读A/D转换单元判断A/D单元值与LED显示值大于小于等于结束红灯显示绿灯显示A/D大于100摄氏度蜂鸣器发出一种提示音A/D小于30摄氏度YY蜂鸣器发出另一种提示音调节A/D单元NN重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告42.3硬件连线图如图2-2图2-2总的硬件接线图重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告53详细设计本项目的设计可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于各模块电路内部已经连接，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简单。硬件电路由A/D转换模块、电子发声模块和键盘扫描及数码管显示模块组成。3.1A/D转换设计ADC0809包括一个8拉的逐次逼近型的ACD部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的模拟信号，分时进行A/D转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。ADC0809的主要技术指标有分辨率、转换时间、电源灵敏度、时钟频率等。其芯片引脚图如图3-2，硬件接线图如图3-3。图3-2ADC0809引脚图图3-3A/D硬件接线图其核心代码如下：MOVDX,AD0809;启动A/D转换OUTDX,ALMOVDX,AD0809;读出转换结果INAL,DXMOVAH,0HMOVAD_N,AXCALLCMP_M;确定安全范围CALLLED;LED显示十进制重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告6MOVAH,1;判断是否有按键按下INT16HJZLOOP1;无按键则跳回继续循环，有则退出QUIT:MOVAX,4C00H;结束程序退出INT21H3.2电子发声设计根据实验提供的音乐频率表和时间表，编写程序控制8254，8254内部结构和引脚图如图3-4所示。使其输出连接到扬声器上能发出相应的乐曲。利用8254的方式3——“方波发生器”，将相应一种频率的计数初值写入计数器，就可产生对应频率方波。频率表和时间表是一一对应的，频率表的最后一项为0，作为重复的标志。根据频率表中的频率算出参应的计数初值，然后依次写入8254的计数器。将时间表中的相对时间值带入延时程序来得到音符演奏时间。其硬件接线图如图3-5所示。图3-48254内部结构图和引脚图图3-5电子发声硬件接线图重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告7其核心代码如下：；扬声器报警发声---------------------------------------------BAOJINGPROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVDX,MY8254_MODE;初始化8254工作方式MOVAL,36H;定时器0、方式3OUTDX,ALMOVDX,0FHMOVDX,0FH;输入时钟为1.0416667MHz，1.0416667M=0FE502HMOVAX,0E502HMOVBX,FREQDIVBX;取出频率值计算计数初值，0F4240H/输出频率MOVDX,MY8254_COUNT0OUTDX,AL;装入计数初值MOVAL,AHOUTDX,ALMOVDL,TIMECALLDELAYMOVDX,MY8254_MODE;退出时设置8254为方式2，OUT0置0MOVAL,10HOUTDX,ALPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETBAOJINGENDP重庆科技学院《微机原理与接口技术》课程设计报告83.3键盘扫描及数码管显示设计实验系统中的键盘及数码管显示单元提供