教函范例綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告電子測(cè)溫計(jì)的制

1、電子測(cè)溫計(jì)的制作姓 名：×××學(xué) 號(hào)：×××課程名稱：電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作綜合實(shí)訓(xùn)提交日期：200×年××月××日概 要本文介紹了以SPI總線器件TMP122為測(cè)溫核心，用單片機(jī)AT89S51構(gòu)造控制電路，利用數(shù)碼管及其它外圍元件組成顯示單元，通過ISP方式進(jìn)行程序的編制和調(diào)試，設(shè)計(jì)、制作了一種電子測(cè)溫計(jì)。目 錄前言. .5第一章 DXP軟件介紹. . 611 DXP的發(fā)展歷史. 612 DXP2004的特點(diǎn). 7第二章 PCB制作. . . 821 PCB的發(fā)展簡(jiǎn)史. 822 PCB的

2、應(yīng)用. . 923 PCB的制造原理. 924 PCB的生產(chǎn)過程. .10第三章 AT89S51單片機(jī)介紹. 12第四章 溫度傳感器.1441 模擬量溫度傳感器熱電偶的應(yīng)用原理.1442 模擬量溫度傳感器熱電阻的應(yīng)用原理.1443 數(shù)字輸出溫度傳感器TMP122. .15第五章 數(shù)碼管簡(jiǎn)介. . .1651 數(shù)碼管的分類. .1652 數(shù)碼管的工作原理. .16第六章 項(xiàng)目制作. . . .1861 方案論證與電路設(shè)計(jì). .18611 供電系統(tǒng). .18612 基于TMP122的測(cè)溫單元. .19613 控制單元電路. .20614 顯示單元電路. .2162 PCB設(shè)計(jì). . . . .22

3、63 程序調(diào)試. . . . .23631 主程序及顯示中斷程序流程圖. .23632 部分程序清單. .2464 系統(tǒng)調(diào)試與分析. .25結(jié)論. . . .27致謝. . .28參考文獻(xiàn). . .29附錄1. . .30附錄2. . .31前 言本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目通過電子測(cè)溫計(jì)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、選擇具有ISP下載方式的AT89S51、繪制電子測(cè)溫計(jì)電路原理圖、繪制電子測(cè)溫計(jì)印制電路板圖、制作電子測(cè)溫計(jì)印制電路板圖、安裝、焊接電子測(cè)溫計(jì)印制電路板、繪制流程圖、上機(jī)調(diào)試電子測(cè)溫計(jì)程序等環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)電子測(cè)溫儀，使之能夠測(cè)量-10125的溫度，并且用數(shù)碼管顯示出來。本報(bào)告正是以實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為載體，對(duì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)

4、目中用到的軟硬件主要技術(shù)、主要芯片特性進(jìn)行闡述。第一章 DXP軟件介紹1.1 DXP的發(fā)展歷史隨著計(jì)算機(jī)業(yè)的發(fā)展，從80年代中期計(jì)算機(jī)應(yīng)用進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域。在這種背景下，87、88年由美國ACCEL Technologies Inc推出了第一個(gè)應(yīng)用于電子線路設(shè)計(jì)軟件包TANGO，這個(gè)軟件包開創(chuàng)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）的先河。隨著電子業(yè)的飛速發(fā)展，TANGO顯示出其不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的弱點(diǎn)，Protel Technology公司以其強(qiáng)大的研發(fā)能力推出了Protel For Dos作為TANGO的升級(jí)版本，從此Protel1這個(gè)名字在業(yè)內(nèi)日益響亮。八十年代末，Protel相繼推出了Protel Fo

5、r Windows 1.0、Protel For Windows1.5等版本。這些版本的可視化功能給用戶設(shè)計(jì)電子線路帶來了很大的方便，設(shè)計(jì)者再也不用記一些繁瑣的命令。九十年代中，Win95開始出現(xiàn)，Protel也緊跟潮流，推出了基于Win95的3.X版本。98年，Prote公司推出了給人全新感覺的Proel98。Protel98以其出眾的自動(dòng)布線能力獲得了業(yè)內(nèi)人士的一直好評(píng)。99年，Protel公司又推出了最新一代的電子線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)Protel99。在Protel99中加入了許多全新的特色。Altium公司作為EDA領(lǐng)域里的一個(gè)領(lǐng)先公司，在原來Protel 99SE的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最先進(jìn)的軟件設(shè)

6、計(jì)方法，率先推出了一款基于Windows2000和Windows XP操作系統(tǒng)的EDA設(shè)計(jì)軟件Protel DXP。Protel DXP是第一個(gè)將所有設(shè)計(jì)工具集于一身的板級(jí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，電子設(shè)計(jì)者從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。12 DXP 2004的特點(diǎn)Protel DXP20042是Altium公司于2004年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì)軟件，該軟件能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理。Protel DXP 2004已不是單純的PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是SCH（原理圖）設(shè)計(jì)、S

7、CH（原理圖）仿真、PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、Auto Router（自動(dòng)布線器）和FPGA設(shè)計(jì)等，覆蓋了以PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。該軟件將項(xiàng)目管理方式、原理圖和PCB圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。第二章 PCB制作2.1 PCB的發(fā)展簡(jiǎn)史印制電路基本概念在本世紀(jì)初已有人在專利中提出過，1947年美國航空局和美國標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)起了印制電路首次技術(shù)討論會(huì),當(dāng)時(shí)列出了26種不同的印制電路制造方法。并歸納為六類:涂料法、噴涂法、化學(xué)沉積法、真空蒸發(fā)法、模壓法和粉壓法.當(dāng)時(shí)這些方法都未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn), 直到五十年代初期，由于銅

8、箔和層壓板的粘合問題得到解決,覆銅層壓板性能穩(wěn)定可靠,并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，銅箔蝕刻法，成為印制板制造技術(shù)的主流，一直發(fā)展至今。六十年代，孔金屬化雙面印制和多層印制板實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn),七十年代收于大規(guī)模集成電路和電子計(jì)算機(jī)和迅速發(fā)展,八十年代表面安裝技術(shù)和九十年代多芯片組裝技術(shù)的迅速發(fā)展推動(dòng)了印制板生產(chǎn)技術(shù)的繼續(xù)進(jìn)步,一批新材料、新設(shè)備、新測(cè)試儀器相繼涌現(xiàn).印制電路生產(chǎn)動(dòng)手術(shù)進(jìn)一步向高密度,細(xì)導(dǎo)線,多層,高可靠性、低成本和自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)的方向發(fā)展. 我國從五十年代中期開始了單面印制板的研制，首先應(yīng)用于半導(dǎo)體收音機(jī)中。六十年代中自力更生地開發(fā)了我國的覆箔板基材,使銅箔蝕刻法成為我國PCB生產(chǎn)

9、的主導(dǎo)工藝，六十年代已能大批量地生產(chǎn)單面板,小批量生產(chǎn)雙面金屬化孔印制 ,并在少數(shù)幾個(gè)單位開始研制多層板。七十年代在國內(nèi)推廣了圖形電鍍蝕刻法工藝,但由于受到各種干擾,印制電路專用材料和專用設(shè)備沒有及時(shí)跟上,整個(gè)生產(chǎn)技術(shù)水平落后于國外先進(jìn)水平。到了八十年代,由于改革開放政策,不僅引進(jìn)了大量具有國外八十年代先進(jìn)水平的單面、雙面、多層印制板生產(chǎn)線,而且經(jīng)過十多年消化、吸收,較快地提高了我國印制電路生產(chǎn)技術(shù)水平.1990年以來香港、臺(tái)灣地區(qū)及日本等外國PCB廠商紛紛來到我國合資或獨(dú)資設(shè)廠，使我國PCB生產(chǎn)產(chǎn)量猛增，發(fā)展很快。2.2 PCB的應(yīng)用 PCB(Printed Circute Board)印制

10、線路板的簡(jiǎn)稱，通常把在絕緣材上，按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。標(biāo)準(zhǔn)的PCB上頭沒有零件，也常被稱為“印刷線路板Printed Wiring Board（PWB）”。2.3 PCB的制造原理撓性銀漿印制線路板使用絲網(wǎng)漏印方法得到圖形。剛性板所用的基材是由紙基（常用于單面）或玻璃布基（常用于雙面及多層），預(yù)浸酚醛或環(huán)氧樹脂，表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成，我們就稱它為剛性印制線路板。單面有印制線路圖形稱單面印制線

11、路板，雙面有印制線路圖形，再通過孔的金屬化進(jìn)行雙面互連形成的印制線路板，稱其為雙面板。如果用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印制線路板，通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印制線路板就成為四層、六層印制電路板了，也稱為多層印制線路板。2.4 PCB的生產(chǎn)過程PCB的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，它涉及的工藝范圍較廣，從簡(jiǎn)單的機(jī)械加工到復(fù)雜的機(jī)械加工，有普通的化學(xué)反應(yīng)還有光化學(xué)電化學(xué)熱化學(xué)等工藝，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAM等多方面的知識(shí)。由于其生產(chǎn)過程是一種非連續(xù)的流水線形式，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題都會(huì)造成全線停產(chǎn)或大量報(bào)廢的后果，印刷線路板如果報(bào)廢是無法

12、回收再利用的。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過程中部份被蝕刻處理掉，留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了這些線路被稱作導(dǎo)線（conductor pattern）或稱布線，并用來提供PCB上零件的電路連接為了將零件固定在PCB上面，我們將它們的接腳直接焊在布線上在最基本的PCB（單面板）上，零件都集中在其中一面，導(dǎo)線則都集中在另一面，PCB的正反面分別被稱為零件面（Component Side）與焊接面（Solder Side）。 如果PCB上頭有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或裝回去，那么該零件

13、安裝時(shí)會(huì)用到插座（Socket）由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝。如果要將兩塊PCB相互連結(jié)，一般我們都會(huì)用到俗稱金手指的邊接頭（edge connector），金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實(shí)上也是PCB布線的一部份。通常連接時(shí)，我們將其中一片PCB上的金手指插進(jìn)另一片PCB上合適的插槽上。PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）的顏色，這層是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方在阻焊層上另外會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silk screen）通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)（大多是白色的），以標(biāo)示出各零件在板子上的位置絲網(wǎng)印刷面也被

14、稱作圖標(biāo)面（legend）。印刷電路板將零件與零件之間復(fù)雜的電路銅線，經(jīng)過細(xì)致整齊的規(guī)劃后，蝕刻在一塊板子上，提供電子零組件在安裝與互連時(shí)的主要支撐體，是所有電子產(chǎn)品不可或缺的基礎(chǔ)零件。印刷電路板以不導(dǎo)電材料所制成的平板，在此平板上通常都有設(shè)計(jì)預(yù)鉆孔以安裝芯片和其它電子組件。組件的孔有助于讓預(yù)先定義在板面上印制之金屬路徑以電子方式連接起來，將電子組件的接腳穿過PCB后，再以導(dǎo)電性的金屬焊條黏附在PCB上而形成電路。本次實(shí)訓(xùn)我們就親自實(shí)踐了整個(gè)PCB板的制作過程，掌握了生產(chǎn)實(shí)際中PCB板的制作技術(shù)，很有成就感，對(duì)鍛煉我們的動(dòng)手能力有極大的幫助，而且在學(xué)校中就學(xué)到了對(duì)我們很實(shí)用的技能，增強(qiáng)了我們的

15、信心，很有意義！第三章 AT89S51單片機(jī)介紹AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器6。其主要特性如下：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ·

16、;壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128×8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AT89S51是市場(chǎng)上開發(fā)工程師應(yīng)用的比較多的一種單片機(jī)，市場(chǎng)份額很大，價(jià)位在6元左右，比較便宜，我們的課程中也是講得它，本次實(shí)訓(xùn)中我們就選用了AT89S51。第四章 溫度傳感器41模擬量溫度傳感器熱電偶的應(yīng)用原理溫度傳感器熱電偶3是工業(yè)上最常

17、用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量精度高。因溫度傳感器熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。測(cè)量范圍廣。常用的溫度傳感器熱電偶從-50+1600均可邊續(xù)測(cè)量，某些特殊溫度傳感器熱電偶最低可測(cè)到-269（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800（如鎢-錸）。構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。溫度傳感器熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。42 模擬量溫度傳感器熱電阻的應(yīng)用原理溫度傳感器熱電阻4是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。溫度傳感器

18、熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。溫度傳感器熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造溫度傳感器熱電阻。4.3 TMP122溫度傳感器TMP12211是一款數(shù)字輸出溫度傳感器，其內(nèi)部的集成電路，帶有與SPI接口并采用微型SOT23封裝技術(shù)。適用于諸如計(jì)算機(jī)外設(shè)熱保護(hù)、筆記本電腦、手機(jī)、恒溫控制器、電池管理與環(huán)境監(jiān)控等對(duì)空間要求極嚴(yán)格的低功耗系統(tǒng)。其工作溫度范圍介于 -55°C至+150°C 之間，其在溫度范圍為 -25°C 至 +85°C 時(shí)，測(cè)量所得溫度的精

19、確度在0.5攝氏度以內(nèi)（最大為1.5°C）。該器件具有50uA的極低電流、僅為 0.1uA的關(guān)斷電流，以及2.7V至5.5V的電源范圍等卓越特性，因而是低功耗應(yīng)用的最佳選擇。此外，TMP122 還可為報(bào)警引腳提供9至12位的可編程精度以及可編程設(shè)置點(diǎn)。TMP122是TI日益壯大的溫度傳感器產(chǎn)品系列的最新成員，是高精度、多功能及低功耗為一體的完美集成。由于 TMP122 具有可編程功能、纖小的封裝以及極大的溫度范圍，因而可廣泛應(yīng)用于各種各樣的應(yīng)用之中。與模擬量輸出的溫度傳感器相比，數(shù)字輸出溫度傳感器可以節(jié)約前端調(diào)理電路，使電路尺寸減小，穩(wěn)定度提高，因此，本次實(shí)訓(xùn)我們就選用了這種傳感器。

20、第五章 數(shù)碼管簡(jiǎn)介51數(shù)碼管的分類數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字0 9、字符A F、H、L、P、R、U、Y、符號(hào)“-”及小數(shù)點(diǎn)“.”。數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。圖5-1 數(shù)碼管引腳圖52 數(shù)碼管的工作原理共陽極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起。通常，公共陽極接高電平（一般接電源），

21、其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。共陰極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起。通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)中我們采用了八段共陰

22、數(shù)碼管。第六章 項(xiàng)目制作6.1方案認(rèn)證與電路設(shè)計(jì)經(jīng)過同組同學(xué)們查閱資料，大家在一起討論，在分析了幾個(gè)方案的基礎(chǔ)上確定了以下方案。本設(shè)計(jì)是制作一個(gè)電子測(cè)溫儀，其整體結(jié)構(gòu)如圖6-1所示，下面就框圖的每一部分作出分析。圖6-1：結(jié)構(gòu)框圖 供電系統(tǒng)因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是采用+5供電，所以從各方面考慮，決定使用性價(jià)比較高的三端穩(wěn)壓器7805作為穩(wěn)壓芯片，相關(guān)電路如圖6-2所示：U2U1圖6-2：直流穩(wěn)壓電源原理圖查電子手冊(cè)得知,7805的輸入電壓是730V，本電路采用12V電壓輸入。即，交流電經(jīng)變壓、整流、濾波（濾波電容C5=470F）變成12V電壓，則有（U2/2）x0.9=12V，即U2=12V/0.9=13

23、.3V。于是U1：U2=220：13.3=16：1（變壓比）；本電路二極管所承受的最大反向電壓為Urm=U2/1.414=19V,即可選用反向擊穿電壓為Ubr>38V的二極管1N4007。圖6-2中：C6主要是輸入電壓的紋波; C8用來消除電路中可能存在的高頻噪聲，即改善負(fù)載的瞬時(shí)響應(yīng)。 基于TMP122的測(cè)溫單元 該單元其實(shí)就是一片TMP122數(shù)字化溫度傳感器芯片， 它是以SPI總線方式與控制單元通信。 TMP122適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量,測(cè)量溫度范圍為 40 +125，在25 +85內(nèi)測(cè)量所得溫度的精確度在0.5°C以內(nèi)（最大為1.5°C）。該器件具有50u

24、A的極低電流、0.1uA的關(guān)斷電流，以及2.7V至5.5V的電源范圍。下面就TMP122讀寫命令及寄存器配置做簡(jiǎn)單說明11。對(duì)于TMP122的使用，必須要了解它的相關(guān)讀、寫命令，下面給出了有關(guān)的寄存器配置及命令時(shí)序圖。復(fù)合命令時(shí)序如圖6-3，TMP122對(duì)于溫度的轉(zhuǎn)換是連續(xù)的，當(dāng)CS 為低電平后，先得到的16位數(shù)據(jù)就是溫度值，先是一個(gè)符號(hào)位，然后是最高位，格式見表6-1，前13個(gè)數(shù)據(jù)是符號(hào)位加12個(gè)位的溫度值，D2是1， D1、D0是高阻態(tài).。表6-3是幾個(gè)溫度數(shù)據(jù)格式的具體例子。在溫度轉(zhuǎn)換完成后，我們可以將CS變?yōu)楦唠娖剑硎巨D(zhuǎn)換完成，此時(shí)不再是復(fù)合命令時(shí)序，只是一個(gè)單一的讀溫度數(shù)據(jù)，命令時(shí)

25、序見圖6-4。若我們讓CS 依然為低電平，表6-2為讀命令。圖6-3：復(fù)合命令時(shí)序表6-1：溫度寄存器數(shù)據(jù)格式表6-2：讀命令表6-3：溫度數(shù)據(jù)格式圖6-4：讀溫度數(shù)據(jù) 控制單元根據(jù)AT89S51單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)即以AT89S51作為控制核心，組成本電路的控制單元模塊。圖6-5為AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)。P1.5,P1.6,P1.7作為ISP下載口，P1.0,P1.1,P1.2作為SPI總線連接口。P0，P2作為顯示信號(hào)輸入輸出端口。圖6-5：最小系統(tǒng) 顯示單元設(shè)計(jì)運(yùn)用四個(gè)八段共陰數(shù)碼管作顯示，但為了增加I/O的

26、驅(qū)動(dòng)能力使用兩片74lS06、達(dá)林頓管UNL2003，所以在編程序時(shí)，我們基本可以把該數(shù)碼管當(dāng)作是共陽數(shù)碼管來給其顯示代碼，同時(shí)八只330電阻作上拉也是增加I/O口的驅(qū)動(dòng)能力。具體電路如圖6-6所示：圖6-6：顯示電路原理圖6.2 PCB設(shè)計(jì)這次實(shí)訓(xùn)我們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，制作了PCB板。在設(shè)計(jì)的過程中我們遇到了一些問題，像SCH庫中并不是每一個(gè)電子元器件都有的，所以在畫原理圖時(shí)，我們首先要用編輯元器件，然后再畫原理圖，有些地方我們使用了總線畫圖，但沒有把對(duì)應(yīng)連接引腳間用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)標(biāo)注，所以在ERC檢查時(shí)怎么也過不去，每每都是一推錯(cuò)誤和警告。再設(shè)計(jì)PCB時(shí)，PCB元器件封裝庫中有許多封裝都沒有，我們一

27、邊看書一邊動(dòng)手操作，還使用了游標(biāo)卡尺等測(cè)量元件的引腳間距。在這次實(shí)訓(xùn)中還遇到的問題是元器件原理圖的引腳標(biāo)號(hào)與封裝引腳標(biāo)號(hào)不一致，在加載網(wǎng)絡(luò)表時(shí)出錯(cuò)，我們用更改其中一個(gè)與另一個(gè)相同的方法來解決。這其中較為典型的就是二極管了，在原理圖中它的兩個(gè)引腳標(biāo)號(hào)是1和2，而在封裝庫中標(biāo)號(hào)是S和K。盡管遇到很多困難，但是還是作出了如圖6-7所示的PCB版圖。圖6-7：PCB版圖6.3 程序調(diào)試 主程序及顯示中斷子程序流程圖 圖6-8是主程序流程圖，對(duì)于TMP122的溫度讀取，直接進(jìn)入溫度的讀狀態(tài)，為了不影響溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)序，在TMP122的溫度的過程中一定要關(guān)斷中斷，轉(zhuǎn)換完成后再打開。圖6-9是顯示中斷子程序流

28、程圖，我們利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的定時(shí)功能，每2ms 進(jìn)一次中斷，然后進(jìn)行顯示。TMP122溫度轉(zhuǎn)換，開中斷從RAM中讀前兩字節(jié)數(shù)據(jù)，得到溫度數(shù)據(jù)處理，得到實(shí)際溫度值初始化，T0中斷定時(shí)賦值2ms，關(guān)中斷圖6-8：主程序流程圖初始化,T0中斷定時(shí)賦值2ms數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū)，依次顯示百位（負(fù)數(shù)顯示 ）、十位、個(gè)位、小數(shù)點(diǎn)位圖6-9：中斷顯示子程序流程圖 部分程序清單/*程序開始部分#include"reg51.h"#include"intrins.h"#include"math.h"sbit cs=P10; /定義數(shù)據(jù)端口sbit sio

29、=P11;sbit sck=P12;code unsigned char disdata=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;int templ=0,temph=0; /定義整型全局變量，分別存放從TMP122讀出數(shù)據(jù)的高字節(jié)位和低字節(jié)位lint temperature=0x8f,T;long float TN;bit flag; /定義標(biāo)志位unsigned char m=0;/*下面是定時(shí)器0的中斷服務(wù)程序*/ void display(void) interrupt 1 using 0 TH0=0xf8; TL0=0x30;

30、 switch(m) case 0:if(flag=1) P0=0xbf; /顯示“” flag=0; /標(biāo)志位值0 else P0=disdataT/10000; P2=0x08; /點(diǎn)亮第一個(gè)數(shù)碼管 break; case 1:P0=disdataT%10000/1000; P2=0x04;break; case 2:P0=disdataT%1000/100&0x7fff; /顯示帶小數(shù)點(diǎn)的個(gè)位 P2=0x02;break; case 3:P0=disdataT%100/10; P2=0x01;break; default: m=0;break; /m>3時(shí)，m值0 m+;/

31、*主函數(shù)*/void main(void) TMOD=0x01; /將定時(shí)器0設(shè)置為模式1定時(shí)方式 TH0=0xf8; /定時(shí)2ms的初值 TL0=0x30; EA=1; /開中斷 ET0=1; /允許定時(shí)器0產(chǎn)生中斷 TR0= 1; /開始計(jì)數(shù) while(1) readtmp122(); /讀溫度 zh(); /轉(zhuǎn)換溫度 6.4 系統(tǒng)調(diào)試與分析調(diào)試工具：穩(wěn)壓源，溫度器，加熱器，PC機(jī)，AT89S51下載線，keil C，Atmel下載軟件。調(diào)試步驟：1.把編譯好的程序下載到單片機(jī)中；2.拔下數(shù)據(jù)線，測(cè)溫并記錄數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)如表4所示）；3.用加熱器加熱，再測(cè)溫記錄數(shù)據(jù)。測(cè)試環(huán)境：一杯95的開水

32、，在室溫為29室內(nèi)自然冷卻，用分辨率為1溫度計(jì)和被測(cè)得溫度器同時(shí)測(cè)量得水得溫度，每隔10分鐘讀一次溫度值，數(shù)據(jù)如下表所示：表6-7：溫度對(duì)比表 123456789溫度計(jì)測(cè)試值957357494239373534作品實(shí)測(cè)值9572.557.54842.53936.53534101112131415161718溫度計(jì)測(cè)試值333130302929292929作品實(shí)測(cè)值33.531.530.53029.529.5292929經(jīng)過三個(gè)小時(shí)的測(cè)試，由上表數(shù)據(jù)可知，溫度下降幅度基本符合溫度曲線，與溫度計(jì)所測(cè)值比較，我們的作品能夠完成精確測(cè)溫。結(jié) 論五周時(shí)間很快就過去了，關(guān)于TMP122溫度計(jì)設(shè)計(jì)制作的綜合實(shí)訓(xùn)已經(jīng)結(jié)束了，在此次實(shí)訓(xùn)中我們完成了從資料收集、確定方案、計(jì)劃制定、電路圖設(shè)計(jì)、焊接到程序的調(diào)試、檢查和評(píng)估等一系列任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了具有ISP在線可編程的電子測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)和制作，收獲很大，圓滿地完成了實(shí)訓(xùn)任務(wù)。致 謝本綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是在×××老師的悉心指導(dǎo)下完成的，他對(duì)本次實(shí)訓(xùn)工作傾注了大量的心血。五