单片机设计报告温度传感器.docx

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一、设计题目温度传感器二、设计背景温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中，有特别重要的意义。目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计，这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。本文所介绍与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要供测温要求准确的场所和科研实验室使用。二、设计目的利用单片机及其外围电路完成远程温度检测系统设计。通过本课题设计，学生能够掌握单片机硬件设计及其编程语言，掌握利用protel软件绘制电路图，提高根据实际情况进行单片机开发能力。在电气工程及其自动化学科的培养方向上，提高针对具体问题的资料收集、自我学习、分析及处理能力。学习protel软件，并绘制本课题的硬件电路图；熟悉单片机编程语言，并能用单片机C语言进行本课题的编程；通过本课题的设计，学习根据实际情况进行合理设计的方法，并能选择合适的器件实现系统功能。三、设计原理本设计是以51单片机为核心的温度传感器设计，该系统以STC89C516RD单片机为中心控制单元，由数码管显示模块，蜂鸣器警报模块组成,并预设温度报警上下限，系统启动后可以实时采集环境中的温度，并且当温度超出上下限的值以后蜂鸣器报警. 五、设计要求与内容 1.用Protel等软件绘制原理图SCH的绘制； 2.画出电路原理图，并对元件进行正确的封装、合理布局、布线，完成PCB图。 3.小组成员掌握相关操作，完成各自的演示实验； 4.进行单片机仿真实验，按照设计任务书的要求对基础实验进行创新，达到预期目的。六、主要过程 1.由老师布置设计任务，并对相关知识进行了讲述，并领取工具； 2.在老师的指导下，安装相关软件，对软件的常用操作进行学习； 3小组成员按照分配的任务展开工作。主要是：搜集相关资料，绘制SCH和PCB图，对程序进行修改完成相关创新； 4.进行仿真实验，对问题进行反馈，小组成员内展开讨论； 5.递交设计结果及设计报告。七、相关结果 1、设计原理图 2、由protel绘制的SCH图 3、由protel绘制的PCB图 4、基础设计仿真结果图 5、创新之后的仿真结果（1）、程序见附录 1 （2）、结果八、设计总结这次课程设计的完成真的挺不容易的。有的知识不太清楚，网上找的不符合课程设计要求，我们几个又跑到图书馆去找相关书籍，结果还是不太满意，最后还是求教于老师，还好老师有足够的耐心帮助我们完成课题设计。虽然这次课程设计的完成有点吃力，但我还是挺珍惜课程设计的机会，因为它可以暴漏我自身的问题，让我更清楚的认识自己，同时，与组员之间讨论的时间多了，与老师接触的机会多了，锻炼了自己各个方面的能力。而且，它是我们在校期间难得的实践机会。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上，不断收获喜悦，得到社会及他人对你的认可! 九、参考文献电子CAD（Protel）教程中南大学出版社十、附录附录1 C++算法仿真程序 (main.c) /******************************************************************************* * * 普中科技 * 实验名 : 18B20温度显示试验 * 实验说明 : LCD1602显示温度值。 * 连接方式 : 见连接图 * 注意 : ******************************************************************************/ #include<reg51.h> #include"lcd.h" #include"temp.h" void LcdDisplay(int); void delay(unsigned int i) ;//延迟 sbit Beep = P1^5 ; //定义全局变量 unsigned char datas[] = {0, 0, 0, 0, 0}; //定义数组 /******************************************************************************* * 函数名 : main * 函数功能 : 主函数 * 输入 : 无 * 输出 : 无 ******************************************************************************/ void main() { LcdInit(); //初始化LCD1602 LcdWriteCom(0x88); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('C'); while(1) { LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp()); // Delay1ms(1000);//1s钟刷一次 if(datas[1]==2&&datas[2]>=5||datas[1]>2) { Beep= 1; delay(5); Beep= 0; delay(5); } } } /******************************************************************************* * 函数名 : delay() * 函数功能 : 延迟程序 * 输入 : i * 输出 : 无 *******************************************************************************/ void delay(unsigned int i) { char j; for(i; i > 0; i--) for(j = 200; j > 0; j--); } /******************************************************************************* * 函数名 : LcdDisplay() * 函数功能 : LCD显示读取到的温度 * 输入 : v * 输出 : 无 *******************************************************************************/ void LcdDisplay(int temp) //lcd显示 { float tp; if(temp< 0) //当温度值为负数 { LcdWriteCom(0x80); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('-'); //显示负 //因为读取的温度是实际温度的补码，所以减1，再取反求出原码 temp=temp-1; temp=~temp; tp=temp; temp=tp*0.0625*100+0.5; //留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点 //后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就 //算由?.5，还是在小数点后面。 } else { LcdWriteCom(0x80); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('+'); //显示正 tp=temp;//因为数据处理有小数点所以将温度赋给一个浮点型变量 //如果温度是正的那么，那么正数的原码就是补码它本身 temp=tp*0.0625*100+0.5; //留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点 //后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就 //算加上0.5，还是在小数点后面。 } datas[0] = temp / 10000; datas[1] = temp % 10000 / 1000; datas[2] = temp % 1000 / 100; datas[3] = temp % 100 / 10; datas[4] = temp % 10; LcdWriteCom(0x82); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[0]); //百位 LcdWriteCom(0x83); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[1]); //十位 LcdWriteCom(0x84); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[2]); //个位 LcdWriteCom(0x85); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('.'); //显示 ‘.’ LcdWriteCom(0x86); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[3]); //显示小数点 LcdWriteCom(0x87); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[4]); //显示小数点 } 附录 2 C++算法仿真程序 (lcd.c) /******************************************************************************* * 普中科技 ------------------------------------------------------------------------------- * 实验名 : 18B20温度显示试验 * 实验说明 : LCD1602显示温度值。 * 连接方式 : 见连接图 * 注意 : *******************************************************************************/ #include<reg51.h> #include"lcd.h" #include"temp.h" void LcdDisplay(int); void delay(unsigned int i) ;//延迟 sbit Beep = P1^5 ; //定义全局变量 unsigned char datas[] = {0, 0, 0, 0, 0}; //定义数组 /******************************************************************************* * 函数名 : main * 函数功能 : 主函数 * 输入 : 无 * 输出 : 无 *******************************************************************************/ void main() { LcdInit(); //初始化LCD1602 LcdWriteCom(0x88); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('C'); while(1) { LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp()); // Delay1ms(1000);//1s钟刷一次 if(datas[1]==2&&datas[2]>=5||datas[1]>2) { Beep= 1; delay(5); Beep= 0; delay(5); } } } /******************************************************************************* * 函数名 : delay() * 函数功能 :延迟程序 * 输入 : i * 输出 : 无 *******************************************************************************/ void delay(unsigned int i) { char j; for(i; i > 0; i--) for(j = 200; j > 0; j--); } /******************************************************************************* * 函数名 : LcdDisplay() * 函数功能 : LCD显示读取到的温度 * 输入 : v * 输出 : 无 *******************************************************************************/ void LcdDisplay(int temp) //lcd显示 { float tp; if(temp< 0) //当温度值为负数 { LcdWriteCom(0x80); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('-'); //显示负 //因为读取的温度是实际温度的补码，所以减1，再取反求出原码 temp=temp-1; temp=~temp; tp=temp; temp=tp*0.0625*100+0.5; //留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点 //后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就 //算由?.5，还是在小数点后面。 } else { LcdWriteCom(0x80); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('+'); //显示正 tp=temp;//因为数据处理有小数点所以将温度赋给一个浮点型变量 //如果温度是正的那么，那么正数的原码就是补码它本身 temp=tp*0.0625*100+0.5; //留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点 //后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就 //算加上0.5，还是在小数点后面。 } datas[0] = temp / 10000; datas[1] = temp % 10000 / 1000; datas[2] = temp % 1000 / 100; datas[3] = temp % 100 / 10; datas[4] = temp % 10; LcdWriteCom(0x82); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[0]); //百位 LcdWriteCom(0x83); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[1]); //十位 LcdWriteCom(0x84); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[2]); //个位 LcdWriteCom(0x85); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('.'); //显示 ‘.’ LcdWriteCom(0x86); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[3]); //显示小数点 LcdWriteCom(0x87); //写地址 80表示初始地址 LcdWriteData('0'+datas[4]); //显示小数点 } 第 14 页共 13 页目录一、设计题目 1 二、设计背景 1 三、设计目的 1 四、设计原理 1 五、设计要求与内容 2 六、设计主要过程 2 七、相关结果 2 1.设计原理图 3 2.SCH原理图 4 3.PCB图 5 4.基础实验仿真结果 5 5.创新仿真结果 5 八、设计总结 6 1.组内分工 6 2.自我总结 6 3.组内评分 7 4.组长总结 8 九、参考文献 8 十、附录 9

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