天大自动化智能温度巡检仪文档格式.docx
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5.按照设计内容要求测试仪表误差并做分析,给出仪表精度,完成后由教师进行验收检查。
五、实验设备
1.MPLAB-ICD模块与仿真头
2.智能装置实验系统
3.安装了MPLAB-IDE开发软件的计算机
4.数字万用表
5.导线若干
六、实验项目
1.设计智能温度显示仪硬件电路
⑴采用16F877单片机,利用实验板上提供的TMP36温度传感器模拟温度采集。
⑵利用实验板上的可调电位器模拟温度采集。
电位器输出电压为1-5VDC,对应的温度X围为0-100度,1v以下是出错。
⑶采集的温度值循环显示在液晶显示器上,每隔20S显示一路。
⑷可选择一个按键进行不同通道温度定点显示切换。
2.硬件电路连接与检查
⑴将设计好的电路由指导老师检查完毕后,在实验板上用导线将实际的电路连接出来。
⑵接线完成后对照原理图用万用表逐根连线检查电路连接是否正确,特别是电源VCC和VDD有无短路。
⑶检查无误后连接仿真头后通电。
3.编制软件对硬件电路分步调试
⑴首先对显示电路调试,编制简单的程序实现将固定单元的数在液晶显示。
⑵编制A/D转换程序,实现对模拟电压进行转换,并将结果在液晶上显示出来。
⑶编制简单的按键扫描程序,检查按键的硬件连接是否正确。
⑷每部分编制结束并调试通过后,与前面的程序依次连接成大程序并调试出结果,最终完成整个程序的编制与调试。
3.仪表软硬件联调实现要求的功能
⑴将各部分程序进行组合,逐项实现设计要求的功能。
⑵功能完成后用万用表对照液晶的显示数据上、下量程各取10个点检查显示误差并分析。
⑶编制仪表的使用说明。
⑷将误差分析结果、使用说明及运行中的实验板经指导教师验收合格后,完成课程设计。
七、课程设计报告要求
1.课程设计的题目、目的、内容与要求。
2.简单介绍使用的仪器设备与元器件的工作原理。
3.提交完整的硬件原理接线图,并介绍硬件设计的思路。
4.调试的步骤及调试过程中出现的问题和解决的方法。
5.软件设计流程图及带注释的全部程序的清单。
6.完成后的智能温度显示仪的功能操作说明。
7.测试仪表精度的原始数据及误差分析。
8.课程设计中的心得体会、收获。
八、思考题
1.智能装置的实际测量精度受哪些因素影响?
2.系统软件中中断的设计应该注意哪些方面?
3.简要介绍智能装置硬件、软件设计的思路及要点。
附录一仿真模块的连接与仿真软件的使用
1.连接硬件
(1)如图1所示,将扁平电缆连接到MPLAB-ICD模块和仿真头之间,在将仿真头插入到演示板的40芯IC插座里,将USB专用电缆连在PC机和模块之间。
图1硬件连接图
(2)将9V稳压电源一端插入DEMO板上的电源插口上,另一端插入电源插座。
2.连接MPLAB-IDE和MPLAB-ICD模块
(1)双击桌面上的MPLAB图标,进入MPLAB-IDE界面
(2)选择Debugger>
>
SelectTool>
对话框中的MPLAB-ICD2确认后,输出界面显示ConnectingtoMPLABICD2,MPLABICD2readyfornextoperation表示连接成功
3.建立新项目
(1)选择Project>
ProjectWizard,按照下面步骤完成项目的建立
(2)器件选择PIC16F877
(3)项目建立在D:
\ZN目录下,并命名,然后点击保存,项目自动以*.mcp保存
注意:
文件名不要包含中文
(4)step4中Addexistingfilestoyourproject不添加,直接点击下一步,完成项目建立,项目建立后出现*.mcw窗口如图
4.编辑汇编文件、设置工作方式
(1)File>
new建立一个Untitled文件,键入程序,然后选择File>
Save,在D:
\ZN中保存成‘*.asm’文件,该文件与项目文件同名,并与项目文件保存在同一路径下。
程序以大写字母输入
(2)再次检查Debugger>
对话框中的MPLAB-ICD2确认后,输出界面显示
MPLABICD2readyfornextoperation表示连接成功
5、给项目添加汇编文件并编译
(!
)在Windows选项找到建好的*.mcw窗口选中,在SourceFiles单击右键选择AddFiles,出现如图对话框后,选中上面步骤编好的汇编文件*.asm后打开。
(2)编译汇编文件:
选择Project>
BuildAll,,或直接点击图示图标直接编译。
编译出现AbsoluteorRelocatable选项栏,选择Relocatable
(3)完成编译后。
如果程序没有语法错误,输出窗口中将出现BUILDSUCCEEDED字样,否则可根据提示修改程序中的错误,再重新编译,直到编译成功
(4)设置工作方式:
选择Configure>
ConfigurationBits选项,去掉勾选,按照下图设置好工作方式后,点击勾选后关闭
6.仿真并运行程序
(1)单击Debugger>
Program按钮或直接点击图示图标,将编译好的程序写入仿真头上的单片机PIC16F877中。
(3)在输出窗口出现MPLABICD2readyfornextoperation字样后,选择Debugger>
Run即可运行程序,也可以直接点击如下图标
.
(4)调试过程中,也可以使用单步运行或通过断点设置来控制程序的进展。
附录二TMP36温度传感器
TMP36温度传感器特性:
1.2.7~5.5V低电压工作
2.确保0.5℃的精度(25℃)
3.高精度±
0.2℃
4.低功耗,小于0.5µ
A
5.工作温度X围为-40℃到+125℃
在0℃时,传感器输出电压为0.5V;
在25℃时输出电压为750mV。
温度每增加1℃输出电压增加10mV,即:
温度的变化量与输出电压的增量成线性关系。
根
据此线性关系,可以由电压计算得出温度值。
图10TMP36结构图
附录三MAX7219
MAX7219为紧凑型、串行输入输出共阴极显示驱动器。
用来把微处理器接口到多达8位的7段数码管显示器、条形图显示或64个单个LED。
其片内包含有一个BCD码到B码译码器、存储每个数字的8*8固态RAM等。
方便的3线串行接口可连接到各种微处理器上,各个数字可被寻址和更新,而不用重写整个显示器。
1.管脚图、典型应用图与内部结构图
2.功能表
表1.寄存器地址表
表2.功能描述
功能
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
HEX
译码方式(DecodeMode)
每1位均可选择译码方式
为0位无译码,为1位B码译码
00--FF
亮度控制(Intensity)
分16级,1/32--31/32
X0--XF
扫描X围(ScanLimit)
数码管的点亮X围,从1个到8个
X0—X7
关闭方式(Shutdown)
高7位任意,D0=0掉电,D0=1正常显示
X0—X1
显示测试(DisplayTest)
测试方式不改变其他寄存器状态,点亮所有数码管,D0=1测试方式,D0=0正常显示
表3.显示字型表(B码译码方式\无译码方式)
表4管脚说明
管脚
名称
1
DIN
串行数据输入
2,3,5–8,
10,11,
DIG0–DIG7
8位数码管位驱动,关闭时,芯片内部将其输出拉至高电平V+
4、9
GND
地(两个管脚必须相连)
12
LOAD,
输入数据锁存,LOAD的上升沿,串行数据的最后16位被锁存。
13
CLK
串行时钟输入
14–17,20–23
SEGA–SEGGDP
七段码及小数点驱动,关闭时,芯片内部将段驱动输出拉至地GND
18
ISET
与地之间用电阻Rset连接,设置段电流的强弱
19
V+
正电源,接5V
24
DOUT
串行数据输出,用于芯片级连
3.控制时序
时钟输入(CLK)最高频率为10MHz,在CLK的上升沿,数据由引脚DIN被移入到内部移位寄存器中,在CLK下降沿,数据从引脚DOUT输出。
在引脚LOAD的上升沿,串行输入数据被锁存。
4.数据格式(16位)
5.MAX7219的控制流程图
MAX7219控制流程图七段数码管管脚图
附录四七段数码管
1.七段数码管管脚图(如右上图)
2.段码格式
DP
B
C
D
E
F
G
附录五智能装置实验系统原理图
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