数字式温度计课程设计论文.docx

电子信息工程实验教学中心

《电子技术课程设计》设计报告

设计题目数字式温度计的设计年级专业学号姓名成绩电子信息工程电子信息工程电子信息工程评语：
目录
TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc391566849"目录 PAGEREF_Toc391566849\h1
HYPERLINK\l"_Toc391566850"⒈原理分析 PAGEREF_Toc391566850\h1
HYPERLINK\l"_Toc391566851"⒉方案选择 PAGEREF_Toc391566851\h1
HYPERLINK\l"_Toc391566852"⒊电路原理图绘制及仿真（Mutilsim） PAGEREF_Toc391566852\h1
HYPERLINK\l"_Toc391566853"⒋PCB图（protel）绘制 PAGEREF_Toc391566853\h1
HYPERLINK\l"_Toc391566854"5．综合调试 PAGEREF_Toc391566854\h1
HYPERLINK\l"_Toc391566855"6.课程设计体会 PAGEREF_Toc391566855\h1

原理分析（小组所有成员共同完成）

DS18B20是一种数字温度传感器，它把温度转换成数字量以后存贮在自身内部，和单片机通过连接一个I/O口连接，单片机把数据读出，然后在数码管或者液晶屏上显示。

按照系统设计的功能和要求，确定系统由3个模块组成：主控制器，测温电路和显示电路。

1）主控模块AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4K的可反复擦写的FLASH只读存储器和128BYTES的随机存取数据存储器，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口。AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

图1AT89C52引脚图

2）DS18B20是美国DALLAS半导体公司近年推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻相比,它能够直接读出被测温度,并可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式,无需外加测量电路及A/D转换器,简化了电路;而且从DS18B20读出或写入信息仅需一根口线,大大降低了单片机的硬件资源占用。基于DS18B20的单片机温度控制器具有电路简单、可靠性高的优点。

图2DS18B20内部构图

性能特点
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
●无须外部器件；
●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；
●零待机功耗；
●温度以9或12位数字；
●用户可定义报警设置；
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；
●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

3）显示电路采用4位共阳LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.0~P3.3来实现，列驱动用9012三极管。

方案选择（小组所有成员共同完成）

图3方案设计框图

系统电路由电源电路、温度信号产生电路、单片机控制电路和液晶显示电路等四部分组成。由两节1.5V干电池为系统电路提供工作电压。温度信号产生电路采用DS18B20单总线系统电路，实时检测环境温度，并在内部处理后产生数字温度信号，输出到单片机进行显示处理。单片机控制电路由单片机最小系统电路组成，用于实时检测并处理数字温度信号，输出数码管控制命令，进而控制共阴极数码管实时显示当前的温度值。本电路方案结构简单，技术成熟，具有功能扩展空间特点。
本数字式温度计对温度进行实时测量并显示，其主要功能介绍：
（1）实时测量温度，采用DS18B20传感器。
（2）采集测温范围为-50～+120℃.
（3）温度精度在0.1℃；误差±0.2℃以内.
（4）显示模块，采用4个LED数码管显示.
（5）供电采用电池供电方式。
至此，设计目的已全部实现。

⒊电路原理图绘制及仿真（Mutilsim）（谭海燕）
1）元件型号

图4元件清单

2）电路原理图及仿真结果

图5电路原理图

图6仿真结果

⒋PCB图（protel）绘制（郑冰倩）
1）PCB设计步骤

（1）绘制电路原理图
首先将所有元件都从库中