单片机设计报告温度传感器.docx

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
#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
LcdWriteCom0x84); //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
#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  
}

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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