单片机课程设计报告-远程智能温度采集和显示系统

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1、单片机课程设计报告设计课题：远程智能温度采集和显示系统专业班级：08电子工程（2）班学生姓名：xxx指导教师：xxx设计时间：2011.4.7—2011.6.7物理与电子工程学院15远程智能温度采集和显示系统设计一、设计任务与要求1．设计一个小型温度采集系统，具体要求如下：用数字温度传感器检测温度。单片机STC89C52从温度传感器读取温度数据，并送数码管显示，单片机再把数据传给MAX232进行电平转换，MAX232把转换后的数据传给PC机。数据可以双向传送，即PC机可以从单片机接收数据，也可以发送数据给单片机。温度采集系统可以设置温度的上、下限，当温度达到上、下限时能通过

2、蜂鸣器和发光二极管报警。设计一个+5V的稳压电源给温度采集系统供电。2．掌握PCB制板技术、焊接技术、电路检测以及单片机等集成电路的使用方法；3．掌握远程智能温度采集显示系统的设计，组装与调试方法；二、方案设计与论证采用STC89C52芯片,该芯片内部有8K的ROM,STC89C52系列单片机是宏推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，这个系列单片机在片内含有FLAH存储器，因此有十分广泛的用途。特别是在便携式、省电和特殊信息保存的仪器中显得更为有用。由于STC89C52系列单片机的ISP在线编程功能优势在于改写单片机存储器的内的程序而不需要把芯片从工作环境中剥离，这

3、是一个强大易用的功能，易于调试和修改。（2）、电源模块用三端稳压芯片7805，即可为单片机提供稳定的5V电源。且成本低，接线方便。（3）显示模块选用四位数码管作为显示输出。由于本系统仅需要显示温度值，故选用四位数码管作为显示输出，操作方便。相比1602的操作繁琐，对时序要求严格，采用数码管动态扫描方式显示简单数据显得更加方便和灵活。降低了编程的难度，故选择用数码管作为显示输出。（4）温度检测模块采用集成温度传感器DS18B20作为温度测量的核心，具有接线简单，操作简单的优点。DS18B20单线数字温度传感器，即“一线器件”，具有独特的优点：采用单总线的接口方式与微处理器连接

4、时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。测量温度范围宽，测量精度高DS18B20的测量范围为-55℃~+125℃；在-10~+85°C15范围内，精度为±0.5°C。鉴于方案二的电路更简单，成本也低，并且性能较好，故本设计采用此方案。三、硬件电路设计设计的硬件电路主要包括以下几个部分：单片机、DS18B20测温电路、串口通信电路模块、MAX232电平转换电路、蜂鸣器报警及数码管显示电路MAX232电平转换蜂鸣器及发光二极管晶振复位电路DS18B20数码管显示PC机STC89C52图1电路设计总体方框图（1）、测温电路：DS18B20的测温原理：内部计数器

5、内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉冲计数，低温时振荡器的脉冲可以通过门电路，而当到达某一设置高温时，振荡器的脉冲无法通过门电路。计数器设置为－55℃时的值，如果计数器到达0之前门电路未关闭，则温度寄存器的值将增加，这表示当前温度高于－55℃。同时，计数器复位在当前温度值上，电路对振荡器的温度系数进行补偿，计数器重新开始计数直到回零。如果门电路仍然未关闭，则重复以上过程。温度转换所需时间不超过750ms，得到的温度值的位数因分辨率不同而不同。硬件电路图如下：15图2DS18B20测温电路（2）复位电路单片机工作之后，只要在他的RST引线上加载10ms以上的高点平，单片机就

6、能有效地复位。CS-51单片机通常采用自动复位和按键复位两种方式。这里采用按键复位和上电复位两种电路结合，电路图如下：图3复位电路（3）、数码管显示电路使用四位共阳数码管动态扫描的方式来显示温度值，数码管由PNP三级管9012来驱动。单片机与数码管间加限流电阻。电路图如下：15图4、显示电路（4）报警与状态指示电路由蜂鸣器与LED灯组成，指示温度状态及报警，电路图如下：图5报警及状态指示电路四、软件设计本次设计的软件部分主要在于STC89C52，主要包括温度采集，温度显示，串口通信，状态指示等。软件部分主要实现的功能是通过DS18B20将温度值采集进来，并显示在数码管上，同

7、时判断当前的温度状态并指示或报警，同时由PC机通过串口进行温度读取，上下限设置等功能。五、安装与调试1．焊接15查阅各种资料结合所学知识，规划好硬件设计与软件设计以后，就可以根据设计思路画出电路原理图。仔细检查，看是否与设计思路相同。画出原理图，再将原理图生成PCB图，调整元器件的位置，使整块PCB看起来更紧凑一些，尽量缩小板子的空间大小，再把元器件的各个管脚连接在一起，最后在适当的调整PCB图使图看起来更完美[14]。在画PCB图中遇到的最大问题就是：有些元器件的封装形式没有那要需要自己画。电路的可靠性以及抗干扰