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

1、基于單片機(jī)的電子式智能溫度計(jì)設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)第 頁(yè)共16頁(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)系課程設(shè)計(jì)報(bào)告環(huán)節(jié)名稱(chēng)：嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：時(shí)間：2011-07-9地點(diǎn)：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(jì)任務(wù)：（1）分組完成一個(gè)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(jìn)行仿真調(diào)試。4）利用ProtelDXP2004設(shè)計(jì)PCB電路圖，并進(jìn)行PCB板子的制作。5）進(jìn)行元器件的焊接、裝配，并進(jìn)行硬件測(cè)試。6）進(jìn)行軟、硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試。7）安裝成產(chǎn)品。2、課程設(shè)計(jì)要求：本設(shè)計(jì)通過(guò)理論學(xué)習(xí)，資料查閱，軟、硬件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)，鞏固和提高

2、所學(xué)的知識(shí)和應(yīng)用水平，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)嵌入式電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法和技巧，提高自己的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。學(xué)會(huì)提出問(wèn)題，觀察和分析問(wèn)題，得到最終的科學(xué)方法。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，務(wù)實(shí)的工作態(tài)度。為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)，及從事嵌入式電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與維護(hù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、內(nèi)容和結(jié)果1、（1）設(shè)計(jì)意義：溫度計(jì)是日常生活、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、化工、石油等領(lǐng)域最常遇到的一個(gè)物理量。測(cè)量溫度的基本方法是使用溫度計(jì)直接讀取溫度。最常見(jiàn)到的測(cè)量溫度的工具是各種各樣的溫度計(jì)，例如，水銀玻璃溫度計(jì)，酒精溫度計(jì)，熱電偶或熱電阻溫度計(jì)等。它們常常以刻度的形式表示溫度的高低，人們必須通過(guò)

3、讀取刻度值的多少來(lái)測(cè)量溫度。但是傳統(tǒng)的溫度計(jì)還不夠準(zhǔn)確，并且不太方便查看，所以數(shù)字的溫度計(jì)開(kāi)始應(yīng)運(yùn)而生，也開(kāi)始擴(kuò)大了使用的范圍，所以這種溫度計(jì)不僅有很大的市場(chǎng)，同時(shí)還有很大的使用價(jià)值。利用單片機(jī)和溫度傳感器構(gòu)成的電子式智能溫度計(jì)就可以直接測(cè)量溫度，得到溫度的數(shù)字，既簡(jiǎn)單方便，又直觀準(zhǔn)確。（2）本人所做工作：1首先是計(jì)劃任務(wù)書(shū)的編寫(xiě)然后進(jìn)行protues原理圖的繪制。2.進(jìn)行電源部分的設(shè)計(jì)。3顯示與溫度計(jì)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(jì)的產(chǎn)品本來(lái)應(yīng)該具有的功能是：首先，具有上下限報(bào)警溫度的調(diào)節(jié)，同時(shí)還具有溫度報(bào)警的功能，但是只有在一定情

4、況下才能夠運(yùn)行報(bào)警的功能，否則只是一個(gè)很普通的溫度計(jì)；然后就是具有斷電后記憶上下限溫度的功能，同時(shí)具有在不掉電的情況下對(duì)調(diào)節(jié)的溫度進(jìn)行復(fù)位；最后就是對(duì)于實(shí)時(shí)溫度的顯示。但是后期的制作過(guò)程中，出現(xiàn)了很多問(wèn)題，不僅有硬件方面的還有軟件方面的問(wèn)題，同時(shí)在最后時(shí)，沒(méi)有了單片機(jī)，電源線也出現(xiàn)了斷裂。實(shí)現(xiàn)的功能就只有：1、上下限報(bào)警溫度的調(diào)節(jié)，同時(shí)還具有溫度報(bào)警的功能。2、在一定情況下才能夠運(yùn)行報(bào)警的功能，否則只是一個(gè)很普通的溫度計(jì)。3、在不掉電的情況下對(duì)調(diào)節(jié)的溫度進(jìn)行復(fù)位。4、對(duì)于實(shí)時(shí)溫度的顯示。2、設(shè)計(jì)方案以及思路：?jiǎn)纹瑱C(jī)的性能不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應(yīng)用場(chǎng)合的需要，加之單片機(jī)具有集成度高、

5、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，當(dāng)前用CMOS工藝制成的各種單片機(jī)，由于功耗低，使用的溫度范圍大，抗干擾能力強(qiáng)、能滿足一些特殊要求的應(yīng)用場(chǎng)合，更加擴(kuò)大了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，也進(jìn)一步促使單片機(jī)性能的發(fā)展。而現(xiàn)在單片機(jī)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(jì)的東西還可以運(yùn)用在農(nóng)業(yè)上，特別是對(duì)于溫度濕度要求較高的大棚當(dāng)中，這樣的一個(gè)溫度報(bào)警就是非常實(shí)用的。同時(shí)單片機(jī)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(chēng)元件數(shù)值元件數(shù)量元件價(jià)格單片機(jī)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(gè)0.50.5瓷片電容30PF30PF0.1UF兩腳各一個(gè)0.3晶振12MHZ兩腳10.5極性電容470uF/16v150uF/5v兩腳各一個(gè)1溫度傳感器DS18B20三腳15存儲(chǔ)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(gè)0.2按鍵按下自動(dòng)恢復(fù)（四腳）50.2運(yùn)行開(kāi)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(jià)：35.15、（1）程序思路：程序利用單片機(jī)89C52來(lái)控制，同時(shí)輔助的還有獨(dú)立按鍵，溫度傳感器DS18B20,共陰極數(shù)碼管顯示。開(kāi)啟本產(chǎn)品就進(jìn)行溫度的測(cè)試并且還進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)運(yùn)行按鍵按下時(shí)，進(jìn)行報(bào)警的查找，當(dāng)達(dá)到報(bào)警的條件就報(bào)警，否則就只是對(duì)實(shí)時(shí)溫度的檢測(cè)和對(duì)實(shí)時(shí)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(bào)警部分：（-個(gè)LED燈一個(gè)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(yè)1U頁(yè)R3470Q1TklOOlDS18B20H(3)流程圖：主程序(DS18B20C):宏定義端口定義voiddelay(uintnum)延時(shí)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(shí)Jif(shangxian0)上限顯示處Jshang_fl=shangxianf%100/l0；第11頁(yè)共16頁(yè)shang_f2=shangxianf%

11、10;第 頁(yè)共16頁(yè)第 頁(yè)共16頁(yè)6、（1）外觀設(shè)計(jì)圖：temp二ReadTemperature();讀溫度if（set_st二=0）狀態(tài)標(biāo)志位為0按鍵這是最開(kāi)始的外觀設(shè)計(jì)圖，本來(lái)是想做一個(gè)體溫計(jì)，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(gè)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(diǎn)組網(wǎng)，多個(gè)DS18B20可以

12、同時(shí)掛接在總線上。測(cè)量溫度范在一55到+125C在一10到+85C的時(shí)候精度為05C?？删幊谭直媛剩?12位對(duì)應(yīng)的可分辨溫度為0.5CO25C.0125C和0.0625C。在9位分辨率時(shí)，最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，在12位分辨率時(shí)，最多在750ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字。測(cè)量結(jié)果以數(shù)字信號(hào)輸出，以單總線進(jìn)行串行傳送。并且可以傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但是不能夠正常工作。三、課程設(shè)計(jì)體會(huì)：本次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我的提高很大，可以說(shuō)是第一次制作這樣的東西，不見(jiàn)你要考慮到產(chǎn)品的功能，同時(shí)還應(yīng)該考慮到產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)，可以說(shuō)是比較全面的設(shè)計(jì)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(gè)好的產(chǎn)品。當(dāng)然在這次的課程設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的困難對(duì)得多，首先對(duì)于課題的任務(wù)分配和設(shè)計(jì)方案就是一大難題。在后期的制作當(dāng)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(guò)程當(dāng)中，由于有四位一體