2022年冰箱温度控制系统 .pdf

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1、冰箱温度控制系统1 引言嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 它对实时任务有很强的支持能力，有可扩展的处理器结构，而且功耗很低，由于这些特性，近几年嵌入式系统开始风靡。应用的领域更是广泛，通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式的应用领域。随着技术的迅速发展，家用电器的发展日新月异。家里的冰箱由最初的单门到双门，由有氟到无氟，由手动

2、调节到电脑微控，我是亲眼见证。现在用的冰箱就是带有显示的微电脑自动控制，因此在做设计时考虑自己尝试设计一个简单冰箱温度控制系统。2 系统功能及硬件描述在冰箱温度控制系统中，中央控制器通过总线和各个单元进行实时通讯并完成各项控制和显示功能。单元是温度感应器、手动调节按钮、温度显示器以及温度调节器。他们是系统的终端设备，温度感应器采集温度信息，通过 A/D 转换，经过通道上报给控制器，同时转发给温度显示器和温度调节器，温度调节器根据接收到的温度调节冰箱内的温度，同时也可以手动调节温度，按下手动调节按钮后，发出中断，控制器读取信息后发送给温度调节器和温度显示器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

3、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - Z80ROM温度显示器A/D 转换D/A 转换温度调节器调节按钮(数字键、上升和下降键 )RAM图 1 冰箱温度控制系统结构框图（1）Z80 和内存以及地址分配因为小组合作设计的时候用的是Z80，相对比较熟悉，所以还是选用Z80。CPU 与内存连接示意图如下：Z80A15A14.A0ROMA14.A0D1.D8RAMA14.A0D1.D8MREQORECEOR图 2 CPU 与内存连接图名师资料总结 - - -精品资

4、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 2 表示 CPU 与内存连接情况， 具体地址分配在后面会介绍，用高位地址线 A15 作为片选信号， MERQ 有效情况下， 当 A15 为 0 时， 片选 ROM ，当 A15 为 1 时片选 RAM 。 ROM 和 RAM 分别采用芯片28F256 和 27C256。图 3 Z80 引脚图Z80 是 8 位的微处理器，它是第四代改进的微处理器。有40 个引脚，引脚图如上所示。A0 到 A15 是 16

5、位地址线，其中内存使用16 位，而 I/O只使用低8 位。D0 到 D7 是 8 位数据线， 用于与内存以及I/O 的数据交互。其他几个主要的引脚有：MREQ（Memory Request）为低时表示内存地址有效，因为Z80 中内存地址和I/O 地址是分开的；IORQ（I/O Request）为低时表示I/O 地址有效；INT 和 NMI 分别表示可屏蔽中断和不可屏蔽中断。S1S2S3D1D8ENB74LS138A4A3A2ADC0804DAC08328279temp control名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

6、 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 4 地址连线图在本系统中，地址分配情况为：A15 A14 A1 A0 0 0 0 0/1 0 0 0/1 ROM （ 0000H-7FFFH ）0 0 1 0/1 A15 A14 A1 A0 1 0 0 0/1 1 0 0/1 RAM （ 8000H-FFFFH ）1 0 1 0/1 A15 A14 A1 A0 0 0 0/1 I/O 扩展部分1 1 0/1 （ 0000H-FFFFH ）I/O 端具体地址分配：A/D 转换（ ADC0804 ） ：0000H 0003H D/A 转换

7、（ DAC0832 ） ：0004H 0007H 调节键盘（ 8279）：0008H 000BH 温度调节器：000CH （2）A/D 转换（ ADC0804 ）和 D/A 转换（ DAC0832 ）A/D 转换 ：A/D转换模块比较简单，由温度感应器采集到温度信息后，送给ADC0804 进行 A/D 转换。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 5 ADC0804 芯片引脚图ADC0804 芯片是 8 位芯片，主

8、要引脚功能：CS：片选信号，低电平有效WR、RD：读写信号，低电平有效Vin+、Vin- ：模拟信号输入量，由温度传感器通过电平调整产生。INTR ：中断请求信号，低电平有效，在系统中没有使用DB0 DB7：8 位数据输出信号。D/A 转换 ：实现对数据模拟化，以控制温度调节器。使用 8 位 ADC0832 芯片， 芯片内数据两极缓存， 同时使用并口芯片8055模拟量引脚信号Iout1 和 Iout2。DAC 芯片引脚图如下：图 6：ADC0832 引脚图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -

9、- - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 主要引脚功能：ILE、CS、WR1 ：输入信号，控制DAC0832 中的第一级数据缓存；低电平有效WR2、XFER：输入信号，控制DAC0832 中的第二级数据缓存；低电平有效DI0 DI7：8 位数据输入信号Iout2 、Iout1：D/A转换后的模拟输出信号，通过放大器放大后驱动温度调节器。（3）调节按钮键盘及显示Z80INT8279IRQ键盘显示图 7 按键通信及显示框图系统中采用8279 芯片来实现主机与输入按钮的接口电路。图 8 8279 芯片引脚图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

10、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 8279 芯片是一种通用的可编程的键盘、显示接口器件， 单个芯片就能完成键盘输入和LED 显示控制两种功能。键盘部分提供的扫描方式，可以和 64 个按键或传感器的阵列相连。能自动消除开关抖动以及N 个键同时按下的保护。8279 采用单一5V 电源供电， 40 脚封装。主要引脚功能有：D0 到 D7为双向数据总线， 用来传送 8279 与 CPU 之间的数据和命令；A0 为高电平时，表示数据总线上为命令或状态，为低电平时， 表示数据总线上

11、为数据；SL0 到 SL3 用来扫描按键开关，传感器阵列和显示数字，这些都可以被编程或译码； RL0 到 RL7 是回送线，经过按键或传感器开关与扫描线联接，只有当一个按键闭合时，对应的返回线变为低电平；SHIFT 是换位功能键；CNTL/STB对于键盘输入方式用作控制输入端，在选通输入方式中作选通用。控制键盘如图所示：1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 + - 根据需求采用12 个按键。 数字键用于直接设置温度，+和-用于上升一度和下降一度。对于数字键的处理，如果是一次按键：CPU 解析出数值转为低 4 位 16 进制表示， 并将高四为填零发往指定的端口进行显示控制，且需要暂存此值；如果

12、是二次按键：CPU 解析出数值转为低4 位 16 进制表示，而上一次按键解析出的数值将填充高四位，再发往指定端口显示。+和-键，如果CPU 识别出是这几个键时，只需做简单的送数处理，实现显示控制。3 硬件系统电路原理图CPU 控制部分原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 内存部分原理图A/D 、D/A 转换部分原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

13、 - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 键盘和显示部分原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4 软件设计部分主要数据结构：int temp_get；/采集到的温度值int temp_set；/设定的温度值int kbcode；/键盘操作码int count；/按键次数流程图如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -

14、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 开始初始化各芯片温度采集器采集温度数据与设定温度比较根据比较结果进行温度调节键盘发出中断判断键盘操作码设定温度值加1或减 1是一次按键转为低 4位16进制,高4位置 0,保存此值转为低 4位16进制,将上次保存的值置为高 4位送至显示并调节温度中断返回名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -