智能温度巡检仪—天津重点大学智能装置课设

1、智能装置课程设计指导书、设计题目智能温度巡检仪、设计目的深入了解PIC16F877单片机的工作原理，熟练掌握汇编语言程序设计方法，熟练使用MPLAB-ICD仿真器及MPLAB-IDE仿真调试软件。通过该课程设计使学生初步掌握以单片机为核心的智能装置设计的简单原则、步骤和方法。熟悉智能装置设计中有关的硬件设计调试，如人机界面等。熟悉智能装置设计中相关软件的设计、编程和调试。三、设计内容以16F877单片机为核心，结合给出的其他原器件和智能装智实验系统原有的内容设计智能温度显示仪硬件电路电路。利用实验板上的半导体温度传感器和两个可调电位器提供的信号作为温度信号，温度传感器按其原理介绍采集，电位器1

2、-5v代表0-100Co1v以下是出错将采集的温度值循环显示在液晶显示器上，每隔20S显示一路。可选择一个按键进行通道切换。利用通讯接口进行每个通道上下限报警值设置，并通过LED指示灯进行报警显示（选作）四、设计要求根据实验指导书的设计内容及和智能装智实验系统所给出的元件，设计智能温度显示仪的硬件原理图。按照设计好的硬件原理图在实验系统上用导线搭建硬件电路。用万用表检查硬件电路连接是否正确，检查无误后上电并编制简单的测试程序分步调试各部分功能。在各部分功能实现后，编制完整的智能温度显示仪系统软件，并进行软硬件联调，直到达到设计要求。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

3、师进行验收检查。五、实验设备MPLAB-ICD模块与仿真头智能装置实验系统安装了MPLAB-IDE开发软件的计算机数字万用表导线若干六、实验项目设计智能温度显示仪硬件电路采用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。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,对应的温度范围为0-100度，1v以下是出错。采集的温度值循环显示在液晶显示器上，每隔20S显示一路。可选择一个按键进行不同通道温度定点显示切换。硬件电路连接与检查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。接线完成后对照原理图用万用表逐根连线检查电路连接

4、是否正确，特别是电源VCC和VDD有无短路。检查无误后连接仿真头后通电。编制软件对硬件电路分步调试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。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。编制简单的按键扫描程序，检查按键的硬件连接是否正确。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将各部分程序进行组合，逐项实现设计要求的功能。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。编制仪表的使用说明。将误差分析结果、使用说明及运行中的实验板

5、经指导教师验收合格后，完成课程设计。七、课程设计报告要求课程设计的题目、目的、内容与要求。简单介绍使用的仪器设备与元器件的工作原理。提交完整的硬件原理接线图，并介绍硬件设计的思路。调试的步骤及调试过程中出现的问题和解决的方法。软件设计流程图及带注释的全部程序的清单。完成后的智能温度显示仪的功能操作说明。测试仪表精度的原始数据及误差分析。&课程设计中的心得体会、收获。八、思考题智能装置的实际测量精度受哪些因素影响？系统软件中中断的设计应该注意哪些方面？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、连接硬件如图1所示，将扁平电缆连接到MPLAB-ICD模块和仿真头

6、之间，在将仿真头插入到演示板的40芯IC插座里，将RS232串行口专用电缆连在PC机和模块之间。c1TargelApplicaiionorOemoBoardToRS232回回Powerinoaoooooo图1硬件连接图1连接MPLAB-IDE和MPLAB-ICD模块双击桌面上的MPLAB图标，进入MPLAB-IDE界面选择OptionDevelopmentModeTools对话框中的MPLAB-ICDDebugger,确认后，模块上的红灯将停止闪烁，说明双方已经连接成功。2.建立新项目资源管理器中打开目录实验选择ProjectNewProject,在文件名对话框中输入*.pjt,建立一个新项目

7、EditProject对话框打开后，选择0K,这样就建立了一个项目文件。3.编辑汇编文件选择Filenew建立一个Untitled文件,然后选择FileSave，保存成*.asm文件,该文件可以与项目文件同名.将所编程序键入窗口中，并存盘图44.编译文件选择ProjectEditProject,点击AddNode，在对话框中选择需要编译的汇编文件*.asm，然后单击确定LanguageToolSuite:MicrochipProjectFiles图6选择*.hex文件，点击BuildNode,系统自动完成编译。如果程序没有语法错误,对话框中将出现Buildcompletedsuccessful

8、ly字样，否则可根据提示修改程序中的错误，再重新编译。仿真设置各项设置各项打开MPLAB-ICD选项对话框（该窗口在集成环境初始状态就出现了）内容,包括Device选择PIC16F877,Oscillator选择XT,其他均选择关闭。ConfigurationBits灯二Dff/Di3巴二Off/Dliable二Off/Dis：自blm|DisablejcodeprotectionOfffNoMemoriJwriltentobyEECONCodeProtectionOff|灯二Dff/Di3巴二Off/Dliable二Off/Dis：自blm|DisablejcodeprotectionOff

9、fNoMemoriJwriltentobyEECONCodeProtectionOff|Device:Oscillator;WatchdogTimer:PowerUpTinner:BrownoutDetect:LoVoltageProgram:CodeProtectDataEE:FlashMemoryWrite:CodeProtect图7(2)单击Program按钮，将编译好的程序写入仿真头上的单片机中。第隱菱迖量I*.口1Status:讷口斷二|刃6。1上副Reg冰护二|H白DMH二|Reconnect.二)dpliongFA:图8状态栏出现Waitingforusercommand字样后，

10、选择DebugRunRun即可运行程序.Stalus：Foruvercommand_?1-1|x|二j|Aii血丁二|2丽二阳円丄|ReconnectrProwantOptions.F/W:调试过程中，也可以使用单步执行或断点设置来进行程序的调试。附录二TMP36温度传感器TMP36温度传感器特性：2.75.5V低电压工作2确保0.5C的精度（25C）高精度土0.2C低功耗，小于0.5A工作温度范围为-40C到+125C在0C时，传感器输出电压为0.5V;在25r时输出电压为750mV温度每增加C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

11、温度值。Z.7VVsDR配合/W进行写数据或指令高DRI/O缓冲配合R进行读数据或指令低/低一一高无动作BF标志提供内部工作情况.BF=1表示模块在进行内部操作，此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据利用STATUSRD指令,可以将BF读到DB7总线,从而检验模块之工作状态字型产生ROM（CGRQM字型产生ROMCGRO）提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAYON）,DDRAM的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAYOFF）。DFF的状态是指令DISPLAYON/OFF和RST信号控制

12、的。显示数据RAM（DDRAM模块内部显示数据RAM提供64X2个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示（本模块只用到其中的16*2个），当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRA的字型；此模块可显示三种字型，分别是瘦长的英数字型（16*8）、CGRA字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在000F的编码中将选择CGRAM的字定义字型，107F的编码中将选择瘦长英数字的字型，至于A0以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码（A140D75F）。字型产生RAM（CGRAM）字型产生RAM提供

13、图象定义（造字）功能，可以提供四组16X16点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRA中,便可和CGROI中的定义一般的通过DDRAM!示在荧屏中。地址计数器AC地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRAM一的地址，它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM值时，地址计数器的值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6DB0中。游标/闪烁控制电路此模块提供硬体游标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的游标或闪烁位置。串口接口管脚信号管脚号名称LEVER功能1VSS0V电源地2VDD+

14、5V电源正(3.0V5.5V)3VEE-对比度调整4CLKH/L串行同步时钟：上升沿时读取SID数据5SIDH/L串行数据输入端6CSH/L模组片选端，高电平有效7BL+VDD背光源电压+4.2V+5V8BL-VSS背光源公共端、指令说明模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令和扩充指令如下:指令表1:（RE=O:基本指令）指令指令码功能RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清除显示0000000001将DDRA填满20H,并且设定DDRAM地址计数器（AC倒00H地址归位000000001X设定DDRAI的地址计数器（AC倒00H,并且将游标移到开头原点位置；这个指令不改变DDRAI的内容

15、显示状态开/关0000001DCBD:控制整体显示的开与关，咼电平表示开显示，低电平表示关显示C:控制光标的开与关，咼电平表示有光标，低电干表示无光标B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁进入点设定00000001I/DS指疋在数据的读取与与入时，设疋游标的移动方向及指定显示的移位I/D:光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上所有文子是否左移或者右移，咼电平表示有效，低电平则无效游标或显示移位控制000001S/CR/LXX设定游标的移动与显示的移位控制位；这个指令不改变DDRAM勺内容S/C:高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标功能设定00001DLXREXXDL:高电平

16、时为4位总线，低电平时为8位总线RE=1:扩充指令操作RE=0:基本指令操作设定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定CGRAM地址设定DDRAM地址0010AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定DDRAM地址（显示位址）第一行：80H-87H第二行：90H-97H读取忙标志和地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0读取忙标志（BF）可以确认内部动作是否完成，咼电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。同时可以读出地址计数器（AC）的值写数据至URAM10数据将数据D7D0写入到内部的RA(DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM

17、)读出RAM的值11数据从内部RAM卖取数据D7D0(DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM)指令表2:（RE=1:扩充指令）指令指令码功能RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0待命模式0000000001进入待命模式，执行其他指令都棵终止待命模式卷动地址开关开启000000001SRSR-1允许输入垂直卷动地址SR=0允许输入IRAM和CGRA地址反白选择00000001R1R0选择2行中的任一行作反白显示，并可决定反白与否。初始值R1R0=00,第一次设定为反白显示，再次设定变回正常睡眠0000001SLXXSL=0:进入睡眠模式模式SL=1:脱离睡眠模式扩充功能设定00001CL

18、XREG0CL=0/1:4/8位数据RE=1:扩充指令操作RE=0:基本指令操作G=1/0:绘图开关设定绘图RAM地址0010AC60AC50AC4AC3AC3AC2AC2AC1AC1AC0AC0设定绘图RAM先设定垂直（列）地址AC6AC5-AC0再设定水平（行）地址AC3AC2AC1AC0将以上16位地址连续写入即可备注；当IC1在接受指令前，微处理器必须先确认其内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时,BF需为零，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查BF标志,那么在前一个指令和这个指令中间必须延长一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成。三、时序图串口读写时序:CLKSIDSID11111010-写数尿uiinooyt第一字节第