通信机房温度监控系统的设计与汇编文档格式.docx
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3系统程序调试12
3.1调试准备12
3.2调试步骤12
结论与谢辞16
参考文献17
附件1程序清单18
通信机房温度监控系统的设计与制作——软件部分
信息工程学院通信网络与设备专业黄宗党
摘要:
本文以单片机89C51为核心,设计了一个通信机房温度监控系统。
该系统可显示通信机房实时环境温度,并通过与上、下限的温度值进行比较,判断是否启动升温设备或降温设备。
系统设有4个独立按键,第一个按键为显示上、下限的温度值,第二个按键为加1功能,第三个按键为位选功能,第四个按键为设置门限值功能。
系统具有温度采集准确,控制性强,可扩展性好等优点。
关键词:
单片机AD590温度监控报警
CommunicationRoomTemperatureMonitoringSystemDesignandProduction-TheSoftwarePart
(MajorofCommunicationNetworkandEquipment,InformationandEngineeringcollege,JinHuaCollegeofVocationAndTechnology,HUANGZong-dang)
Abstract:
Thispaperdiscusseson89C51microcontrollerasthecore,anddesignatelecommunicationroomtemperaturemonitoringsystem.Thissystemcandisplayreal-timecommunicationcomputerrooms,andthroughtheenvironmenttemperatureandtemperatureonthefloor,comparison,determinewhetherheatingequipmentorcoolingequipment.Systemhasfourindependentbutton,thefirstbuttontodisplaytheupperandlowerlimitfortemperature,thesecondbuttonandthethirdadd1functionkeysforaselectedfunction,thefourthbuttonforsettingthresholdfunction.Accuratetemperaturegatheringsystemhasstrongscalability,controllingtheadvantages.
Keywords:
MonolithicintegratedcircuitAD590TemperatureMonitoringAlarm
引言
随着市场经济的快速发展和人们对信息交流需求的日益增加,通信机房的地位和作用越来越重要。
为保证通信机房正常有效的运转,温度控制是十分必要的。
电信设备尤其是交换机等设备对机房的温度有着较高的要求。
温度偏高,易使机器散热不畅,使晶体管的工作参数产生漂移,影响电路的稳定性和可靠性,严重时还可造成元器件的击穿损坏。
通信设备在长期运行工作期间,机器温度控制在18℃~25℃之间较为适宜。
本文主要内容是以AT89C51单片机为核心控制模块,通过温度传感器采集温度送入A/D转换模块进行模数转换后将信号送入单片机进行显示并通过与上、下限的温度值进行比较,最后判断是否启动升温设备或降温设备。
系统设有4个独立按键,第一个按键为显示上、下限的温度值,第二个按键为加1功能,第三个按键为减1功能,第四个按键为设置门限值功能。
软件编程采用模块化主要分为主程序、A/D转换子程序、计算子程序、按键子程序、显示子程序。
课题的主要任务是完成环境温度检测,利用单片机实现温度调节并通过计算机调节实施监控,设计后系统具有操作方便,控制灵活等优点。
本设计包括温度采集模块,A/D转换模块,温度显示模块,报警模块四个部分。
文中对每个部分功能实现过程作了详细的介绍,整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题的要求。
1系统概述
1.1设计内容及要求
该系统的设计的要求,编写完成通信机房温度监控系统的程序,能实时显示测量的温度值,并当温度超出设定范围时,启动声光报警。
温度范围0-99℃,分辨率0.1℃,测量误差≤1℃。
温度显示格式为:
xx.x,显示器每隔10s刷新一次温度值。
当温度值超过设定的报警限值时,可用蜂鸣器和发光管实现声光报警。
当温度低于设定值时开启加温设备。
当温度高于设定值时开启降温设备。
以温度传感器AD590、ADC0809、OP07等为主要元件,设计一个通信机房温度监控系统。
该系统通过AD590温度传感器采集通信机房的温度信号然后由OP07组成的集成运算放大器放大后送入ADC0809进行模/数转换,转换完成后将数字信号送入单片机89C51进行显示并通过与上、下限的温度值进行比较,最后判断是否启动升温设备或降温设备。
1.2系统方案
温度控制系统主要由单片机系统、按键、采集电路、A/D转换、显示、报警电路等组成,其系统框图如图所示。
图1系统框图
该系统通过温度传感器AD590采集温度信号,采集到的温度经过集成运放OP07放大后送入模/数转换芯片ADC0809将采集到的温度信号转换成数字信号送入单片机89C51进行显示,并通过按键来设置门限值,当温度高于上限值时驱动报警电路启动电风扇进行降温,当温度低于下限值时驱动报警电路启动点暖机进行升温。
1.3系统硬件电路
图2系统硬件原理图
2系统程序设计
2.1单片机89C51介绍及端口分配
该设计用到的单片机89C51,AT89C51是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89C51具有如下特点:
40个引脚,4kBytesFlash片内程序存储器,128bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。
图3单片机89C51管脚分布图
系统管脚分布,如下表所示:
表1单片机管脚分布
P0
显示段选码
P1
A/D信号输入
P2.0~P2.3
显示位选码
P2.4,P2.5
按键1,按键2
P2.6
报警电路
P3.0,P3.1
下载程序
P3.4,P3.5
按键3,按键4
P3.6,P3.7,P3.2,P2.7,ALE
A/D控制端口
2.2设计思路
以单片机89C51为核心、以温度传感器AD590、ADC0809、OP07等为主要元件,设计一个通信机房温度监控系统。
软件编程采用模块化主要分为主程序、A/D转换子程序、按键子程序、显示子程序。
图4系统程序流程图
2.3A/D转换子程序设计
A/D转换主要利用芯片ADC0809进行。
ADC0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。
其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
ADC0809的工作过程是:
首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
START上升沿将逐次逼近寄存器复位。
下降沿启动A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。
直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。
当OE输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。
ADC0809时序图如下所示:
图5ADC0809时序图
表2ADC0809通道选择表
被选通的通道
CBA
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
100
001
010
011
110
111
ADC0809与单片机的接口一般采用两种方式:
查询方式与中断方式。
设计中我使用的是中断的方式,采用中断方式可以大大节省CPU的时间,当转换结束时,EOC发出一个脉冲向单片机提出中断请求,单片机响应中断请求,当外部中断1的中断服务程序读AD转换结果,并启动0809的下一次转换,外部中断1采用边沿触发方式。
ADC0809转换时间为128us,系统使用的12MHz的MCS-51单片机,故需要128个机器周期。
AD用到单片机P1口作为转换结果输入口,另外用到单片机的ALE,RD,WR,P2.7,INT0。
A/D转换子程序流程图如下所示。
图6AD转换流程图
程序如下:
ZHUANHUAN:
MOVDPTR,#7FF8H;
指向通道IN_0,且P2.7=0
MOVA,#00H
MOVX@DPTR,A;
锁定通道IN_0,并启动转化
RET
中断服务程序:
INT_0:
PUSHPSW;
保护现场
PUSHACC
PUSHDPH
PUSHDPL
CLREA;
关闭中断
MOVDPTR,#7FF8H;
MOVXA,@DPTR;
读取AD转换结果到A
MOVADJIEGUO,A;
将AD转换结果保存至AD结果寄存器
2.4显示子程序设计
显示部分设计采用4位一体的共阳数码管,段选接在单片机的P0口上,位选接在单片机的P2口的高4位上。
采用LED动态显示方式,显示时轮流向各位数码管送出各字型的段码和相应的位选,位选选中的LED则显示段码对应的字符,没选中的LED则不显示新的内容,利用发光二极管的余辉和人眼视觉的暂留作用,使人感觉各个LED数码管好像同时都在显示。
动态扫描显示的优点是电路简单,占用I/O资源少,成本低;
缺点是占用CPU,软件稍复杂。
显示用到寄存器分配情况如下所示:
表3寄存器
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- 通信 机房 温度 监控 系统 设计 汇编