溫度傳感器設計報告

1、溫度傳感器設計報告XX工程學院班級姓名一、設計電路1、設計要求2、設計目的二、設計原理1、設計模塊圖2、溫度感測器LM351）、LM35簡介：2）、LM35封裝介紹：3、單片機 AT89C514、ADC080介紹1）主要特性2）.內部結構3）.外部特性（引腳功能）三、原理圖1、溫度采集模塊 2、單片機控制及AD轉換模塊3、顯示模塊4、報警模塊5、電源模塊6、總電路原理圖四、PCB圖五、程序六、實物展示1、_完成品2、接電展示七、元器件清單八、總結亠、設計電路1、設計要求1）、溫度低于或超出設定溫度范圍時發(fā)出報警2）、溫度值可在數(shù)碼管上實時數(shù)字顯示。3）、報警溫度可以由人工自由設定。2、設計目的

2、1）、在學完了電子設計與制作課程的基本理論，基本知識后，能夠綜合運用所學理論知識、拓寬知識面，系統(tǒng)地進行電子電路的工程實踐訓練，鍛煉動手能力，培養(yǎng)工程師的 基本技能，提高分析問題和解決問題的能力。2）、熟悉集成電路的引腳安排，掌握各芯片的邏輯功能及使用方法了解面包板結構及其接線方法，了解數(shù)字鐘的組成及工作原理3）、培養(yǎng)獨立思考、獨立準備資料、獨立設計規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。4）、培養(yǎng)書寫綜合設計實驗報告的能力1、設計原理1、設計模塊圖單rA溫度米集模塊LJ片A顯示模塊機1鍵盤輸入模塊1X.J控A蜂鳴器報警模塊1制圖1:模塊圖2、溫度感測器LM351）、LM35簡介：LM35是由Nationa

3、l Semiconductor 所生產的溫度感測器，其輸出電壓與攝氏溫標 呈線性關系，轉換公式如式（1），0時輸出為0V,每升高1°，輸出電壓增加10mV LM35有 多種不同封裝型式，外觀如圖1所示。在常溫下，LM35不需要額外的校準處理即可達到 C CC41 土的準確率。其電源供應模式有單電源與正負雙電源兩種，其接腳如圖2所示，正負雙電源的供電模式可提供負溫度的量測；兩種接法的靜默電流-溫度關系如圖3所示，單電源模式在25°下靜默電流約50卩A,非常省電。2）、LM35封裝介紹:圖 2：封裝形式 1圖 3 ：封裝形式 2圖 4:封裝形式 4 （此次采用的封裝）3、單片機

4、 AT89C51AT89C5是美國ATME公司生產的低電壓，高性能CMOS位單片機，片內含4k bytes的可 反復擦寫的只讀程序存儲器（PERO）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM，器件采用 ATME公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS-5指令系統(tǒng)，片內置通用8位中 央處理器（CPU和Flash存儲單元，功能強大AT89C5單片機可為您提供許多高性價比的應 用場合，可靈活應用于各種控制領域。功能特性概述:AT89C51提供以下標準功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM 32個I /O 口線，兩個 16位定時計數(shù)器，一個 5向量兩級中斷結構，一個

5、全雙工串行通信口，片內振 蕩器及時鐘電路。同時，AT89C5可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工 作模式?？臻e方式停止CPU勺工作，但允許RAM定時/計數(shù)器，串行通信口及 中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 掉電方式保存RA中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。引腳功能說明：1、Vcc：電源電壓2、GND 地3、P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I /O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動 8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高 阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低

6、8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在FIash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。4、 P1 口： P1是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I /O口，P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或 輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電 平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號 拉低時會輸出一個電流（IIL ）。FIash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。5、 P2 口： P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I /O口，P2的輸出緩沖級可驅動（吸收 或輸出電流）4

7、個TTL邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高 電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信 號拉低時會輸出一個電流 （IIL ）。在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDF指令，時，P2 口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù) 據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXR旨令）時，P2 口線上的內容（也即特殊功能寄存器（SFR 區(qū)中R2寄存器的內容），在整個訪問期間不改變。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位 地址和其它控制信號。6、P3 口： P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8位雙向I /O 口。P3 口輸出緩沖級

8、可驅動（吸 收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3 口寫入“ 1”時，它們被內部上拉電阻拉高 并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL ）。P3 口除了作為一般的I /O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：圖5P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。7、RST復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復 位。8 ALE/PROG當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用 于鎖存地址的低 8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 l 6

9、 輸 出固定的正脈沖信號， 因此它可對外輸出時鐘或用于定時 目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存 儲器時將跳過一個ale脈沖。對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR區(qū)中的8EH單元的DO位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVXMOV指令ALE才會被激活。此外，該引腳會被微弱 拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE無效。9、 PSEN程序儲存允許（PSEN輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51由外部 程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEI有效，即輸出兩個脈沖。在此 期間，當訪問外

10、部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN!號不出現(xiàn)。10、EA/VPP外部訪問允許。欲使CP僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH，EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA 端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VC（端），CP則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。Flash存儲 器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當然這必須是該器件是使用12V編程電 壓 Vppo11、XTAL1振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。12、XTAL2振蕩器反相放大器的輸出端。圖 6 AT89C51 引腳圖4、ADC0809介紹1）主要特性1） 8路8位

11、A/ D轉換器，即分辨率8位。2）具有轉換起停控制端。3）轉換時間為100卩s4）單個+ 5V電源供電5）模擬輸入電壓范圍0+5V,不需零點和滿刻度校準。6）工作溫度范圍為-40+ 85攝氏度7）低功耗，約 15mWo2）內部結構ADC0809是 CMO單片型逐次逼近式A/D轉換器，內部結構如圖13. 22所示，它由8 路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型D/A轉換器、逐次逼近3）.外部特性（引腳功能）圖7 ADC0809引腳圖ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 13. 23所示。下面說明各引腳 功能。IN0IN7: 8路模擬量輸入端。2-1 2-8：8 位

12、數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路ALE地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。START A/D轉換啟動信號，輸入，高電平有效。EOC A/D轉換結束信號，輸出，當A/D轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉 換期間一直為低電平） 。OE數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當 A/D轉換結束時，此端輸入一個 高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于 640KHZREF（+）、REF（- ）：基準電壓。Vcc：電源，單一+ 5V。GND 地。ADC0809勺工作過程是：首先輸入 3位地址，并使ALE=1

13、,將地址存入地址鎖存器 中。此地址經譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START!升沿將逐次逼近寄存器復位。 下降沿啟動A/D轉換，之后EOC俞出信號變低，指示轉換正在進行。直到 A/D轉換完成, EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続/D轉換結束，結果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。 當OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。三、原理圖1、溫度采集模塊圖 8 溫度采集模塊2、單片機控制及 AD 轉換模塊圖9單片機控制及AD轉換模塊3、顯示模塊圖 9 顯示模塊4、報警模塊圖 10 報警模塊5、電源模塊圖 11 電源模塊6、總電路原理圖圖 12-1 總電路原理圖圖 12

14、-2 電路總原理圖四、PCB圖圖 13-1 PCB 封裝圖圖 13-2 PCB 封裝圖五、程序#include <reg51.h>sbit CLK = P2A2;sbit LED_Red =卩2八6;sbit Bee= P2A5;sbit LED_Green = P2A7;sbit ON= P1A0;sbit CLK_164 = P2A0;sbit DATA_164 = P2A1;sbit ST= P3A5;sbit EOC= P3A7;sbit OE = P3A6;sbit PinA= P3A0;sbit PinB = P3A1;sbit PinC= P3A2;sbit S1=

15、P1A1;sbit S2= P1A2;unsigned char code a = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unsigned char b=0x76,0x38,0x3f,0x71,0x73;unsigned int t1,t2,tp1,tp2,tp,i,g,f,z,h=30,l=10;longdelay()for(g=0;g<32600;g+);delayz()delayf()for(f=0;f<2600;f+);void delay(unsigned int t) unsigned char k; whi

16、le(t-)for(k=0; k<125; k+);void write164(unsigned char n)unsigned char i,tmp; for(i=0;i<8;i+) tmp=n;DATA_164=tmp&0x80; CLK_164=0;delayz(); n<<=1;CLK_164=1; void InitIO()P0 = 0xff;PinA = 0;PinB = 0;PinC = 0;ST = 1;OE = 1;EOC = 1;void LongDelay(unsigned int i)unsigned int j; for(;i>0

17、;i-) for(j=100;j>0;j-);void StartADC(unsigned char Address) PinC = (bit) (Address & 0x04);PinB = (bit) (Address & 0x02);PinA = (bit) (Address & 0x01); ST = 0;LongDelay(5);ST = 1;unsigned int ReadData(void) unsigned int temp;while(!EOC);OE = 0;delay(4);temp = P0 & 0xff;return(temp)

18、;void main(void)write164(b3);write164(b3);write164(b2);while(ON=1);while(ON=0);TMOD=0x02;EA =1;ET0 =1;TH0=0xFE;TL0=0xFE;InitIO();TR0=1;while(1)write164(ah%10);write164(ah/10);write164(b0);longdelay();longdelay();write164(al%10);write164(al/10);write164(b1);longdelay();longdelay();if(S1=0)write164(at

19、p1%10);write164(atp1/10);write164(a1);while(S1=1);while(S1=0);if(S2=0)write164(atp2%10);write164(atp2/10); write164(a2); while(S2=1); while(S2=0);StartADC(0);t1=ReadData();tp1=(t1*100/255);StartADC(1);t2=ReadData();tp2=(t2*100/255);tp=(tp1+tp2)/2; write164(atp%10); write164(atp/10); write164(b4);longdelay();longdelay();longdelay();if(tp>h)LED_Red=0;Bee=0; delayf();Bee=1; delayf();