基于單片機的電子式智能溫度計設(shè)計 嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計

1、基于單片機的電子式智能溫度計設(shè)計嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計第 頁共16頁計算機科學系課程設(shè)計報告環(huán)節(jié)名稱：嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計姓名：學號：班級：時間：2011-07-9地點：1408/科技制作中心指導(dǎo)教師：一、任務(wù)和要求1、課程設(shè)計任務(wù)：（1）分組完成一個課題的制作。（2）按要求完成課題的功能。（3）繪制電路的原理圖，使用Protues仿真軟件進行仿真調(diào)試。4）利用ProtelDXP2004設(shè)計PCB電路圖，并進行PCB板子的制作。5）進行元器件的焊接、裝配，并進行硬件測試。6）進行軟、硬件聯(lián)機調(diào)試。7）安裝成產(chǎn)品。2、課程設(shè)計要求：本設(shè)計通過理論學習，資料查閱，軟、硬件設(shè)計，系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)，鞏固和提高

2、所學的知識和應(yīng)用水平，進一步學習和領(lǐng)會嵌入式電子產(chǎn)品開發(fā)方法和技巧，提高自己的分析問題和解決問題的能力，提高學生的實際動手能力。學會提出問題，觀察和分析問題，得到最終的科學方法。培養(yǎng)團隊合作精神，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，務(wù)實的工作態(tài)度。為今后的畢業(yè)設(shè)計，及從事嵌入式電子產(chǎn)品的設(shè)計與維護奠定堅實的基礎(chǔ)。二、內(nèi)容和結(jié)果1、（1）設(shè)計意義：溫度計是日常生活、工業(yè)、醫(yī)學、環(huán)境保護、化工、石油等領(lǐng)域最常遇到的一個物理量。測量溫度的基本方法是使用溫度計直接讀取溫度。最常見到的測量溫度的工具是各種各樣的溫度計，例如，水銀玻璃溫度計，酒精溫度計，熱電偶或熱電阻溫度計等。它們常常以刻度的形式表示溫度的高低，人們必須通過

3、讀取刻度值的多少來測量溫度。但是傳統(tǒng)的溫度計還不夠準確，并且不太方便查看，所以數(shù)字的溫度計開始應(yīng)運而生，也開始擴大了使用的范圍，所以這種溫度計不僅有很大的市場，同時還有很大的使用價值。利用單片機和溫度傳感器構(gòu)成的電子式智能溫度計就可以直接測量溫度，得到溫度的數(shù)字，既簡單方便，又直觀準確。（2）本人所做工作：1首先是計劃任務(wù)書的編寫然后進行protues原理圖的繪制。2.進行電源部分的設(shè)計。3顯示與溫度計算和主函數(shù)部分的程序編輯。4后續(xù)的PCB轉(zhuǎn)印、焊接、調(diào)試修改。（3）主要功能：本次的課程設(shè)計的產(chǎn)品本來應(yīng)該具有的功能是：首先，具有上下限報警溫度的調(diào)節(jié)，同時還具有溫度報警的功能，但是只有在一定情

4、況下才能夠運行報警的功能，否則只是一個很普通的溫度計；然后就是具有斷電后記憶上下限溫度的功能，同時具有在不掉電的情況下對調(diào)節(jié)的溫度進行復(fù)位；最后就是對于實時溫度的顯示。但是后期的制作過程中，出現(xiàn)了很多問題，不僅有硬件方面的還有軟件方面的問題，同時在最后時，沒有了單片機，電源線也出現(xiàn)了斷裂。實現(xiàn)的功能就只有：1、上下限報警溫度的調(diào)節(jié)，同時還具有溫度報警的功能。2、在一定情況下才能夠運行報警的功能，否則只是一個很普通的溫度計。3、在不掉電的情況下對調(diào)節(jié)的溫度進行復(fù)位。4、對于實時溫度的顯示。2、設(shè)計方案以及思路：單片機的性能不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應(yīng)用場合的需要，加之單片機具有集成度高、

5、功能強、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等特點，當前用CMOS工藝制成的各種單片機，由于功耗低，使用的溫度范圍大，抗干擾能力強、能滿足一些特殊要求的應(yīng)用場合，更加擴大了單片機的應(yīng)用范圍，也進一步促使單片機性能的發(fā)展。而現(xiàn)在單片機在農(nóng)業(yè)上也有了很多的應(yīng)用。所以此次的課程設(shè)計的東西還可以運用在農(nóng)業(yè)上，特別是對于溫度濕度要求較高的大棚當中，這樣的一個溫度報警就是非常實用的。同時單片機控制的方便，快捷。3、1）電路原理1Protues仿真.aiii-spsT-uau.mRh003SW1XTALIPDfLAD口PD.1.AD1PD2-AD2:;CTHL2PD.n,ADiPD.tADiPa.SA

6、DSPO.WAD6RSTPa.T.ADTP2.1JMP22JP.10PSENP23ft11ALEP2.4,A12EAP2J5fl13P2.h,-A1lP1DP2.T15P3IVRXDP3.1/TXDIUP14FJJVIN11P3.4/TOP3J5/T1P16HJJbflJUnP1.T39pmPH2PQ1PD133?PEEPEE*S；PD3PD35王PD4皿6PKPfE?31PD61卩圧g32PD7PQ79flFiRFiF：icibuuonbuuon2buttan37SE14、原器件清單：元件備元件名稱元件數(shù)值元件數(shù)量元件價格單片機AT89C5240引腳電源連接線USB接口充電器220V交流輸入

7、5V直流輸出不帶線數(shù)碼管共陰極蜂鳴器電阻100Q180Q200Q1K10K四位一直流兩腳各一個0.50.5瓷片電容30PF30PF0.1UF兩腳各一個0.3晶振12MHZ兩腳10.5極性電容470uF/16v150uF/5v兩腳各一個1溫度傳感器DS18B20三腳15存儲器24C02八腳11.5排阻內(nèi)8電阻1K共9針10.3發(fā)光一極管最好是兩種顏色（05mm）兩腳20.5三極管NPNPNP三腳各一個0.2按鍵按下自動恢復(fù)（四腳）50.2運行開關(guān)按下不恢復(fù)（六腳）10.1八腳底座八腳11.5四十腳底座四十腳13PCB版覆銅板9*10CM29*10CM22塑料板10*11CM210*11CM20.

8、5螺絲釘40.5總價：35.15、（1）程序思路：程序利用單片機89C52來控制，同時輔助的還有獨立按鍵，溫度傳感器DS18B20,共陰極數(shù)碼管顯示。開啟本產(chǎn)品就進行溫度的測試并且還進行溫度的實時顯示。當運行按鍵按下時，進行報警的查找，當達到報警的條件就報警，否則就只是對實時溫度的檢測和對實時溫度的顯示。（2）功能模塊：電源部分：（220V交流輸入5V直流輸出）示部分：共陰極數(shù)碼管）ASCDEFGDF31己日斗GND500kLJLLLLLLLLLLLL.COCN-ILL0_控制部分：20U1.-XEXLS-tf.a.SW-SPST-MOM.200.D1.SW1/XTAL1P0.0/AD0P0.

9、1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1HXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4PM4HTP1.5P3.5/T1P1.6P3.6JWRP1.7P3.7/RDdtJJ-sJiJfJf報警部分：（-個LED燈一個蜂鳴器）II-2uu|jqLJ-130.譏工引oop9338P0137P0236P0335P0434P

10、0533P0632P0721P2022P2123P2224P23natNALEEA-MOM.LED-BIRY.1.=曾加鍵S0C51net=P27VCCDQGNDYC.cc第1U鑒共16頁1U頁R3470Q1TklOOlDS18B20H(3)流程圖：主程序(DS18B20C):宏定義端口定義voiddelay(uintnum)延時DATA=1;初始化傳感器把DATA數(shù)據(jù)傳給DQKEYSCANH宏定義端口定義voiddelayl(uintz)延時Jif(shangxian0)上限顯示處Jshang_fl=shangxianf%100/l0；第11頁共16頁shang_f2=shangxianf%

11、10;第 頁共16頁第 頁共16頁6、（1）外觀設(shè)計圖：temp二ReadTemperature();讀溫度if（set_st二=0）狀態(tài)標志位為0按鍵這是最開始的外觀設(shè)計圖，本來是想做一個體溫計，但是由于某些原因改為了現(xiàn)在的。2）制作工藝：外觀利用塑料的板子和螺絲釘制作而成，但是由于具體的情況限制，只是做了一邊，還不算得上是外殼。首先裁剪一塊大小和電路板差不多大小的塑料板子，然后用打磨的方式把邊距弄得平整光滑，最后依次上螺絲釘。7、產(chǎn)品樣圖：寬電壓范圍3.0采用單總線接口，只需要一個I/O口即可。一n-匚其他：S18B20：.5V，在寄生電源下可由數(shù)據(jù)線供電。多點組網(wǎng)，多個DS18B20可以

12、同時掛接在總線上。測量溫度范在一55到+125C在一10到+85C的時候精度為05C?？删幊谭直媛剩?12位對應(yīng)的可分辨溫度為0.5CO25C.0125C和0.0625C。在9位分辨率時，最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，在12位分辨率時，最多在750ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字。測量結(jié)果以數(shù)字信號輸出，以單總線進行串行傳送。并且可以傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但是不能夠正常工作。三、課程設(shè)計體會：本次的課程設(shè)計對我的提高很大，可以說是第一次制作這樣的東西，不見你要考慮到產(chǎn)品的功能，同時還應(yīng)該考慮到產(chǎn)品的外觀設(shè)計，可以說是比較全面的設(shè)計了。最主要還有就是要合理的布局硬件電路才能夠做到一個好的產(chǎn)品。當然在這次的課程設(shè)計當中遇到的困難對得多，首先對于課題的任務(wù)分配和設(shè)計方案就是一大難題。在后期的制作當中，仿真的電路倒還是不難，但是就程序而言還是有一定的難度。在制作PCB板的過程當中，由于有四位一體