課程設(shè)計---溫度測量顯示電路設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程名稱 測控電路 </p><p>　　課題名稱 溫度測量顯示電路設(shè)計 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　姓 名 </

2、p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程名稱 測控電路 </p><p>　　

3、課題名稱 溫度測量顯示電路設(shè)計 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師

4、 </p><p>　　任務(wù)書下達日期 2011年 6月 22 日</p><p>　　任務(wù)完成日期 2011年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一．摘 要5</b></p><p&

5、gt;　　二． 設(shè)計目的與意義6</p><p>　　三． 方案論證與確定7</p><p>　　3.1系統(tǒng)方案的確定7</p><p>　　3.1.1方案一7</p><p>　　3.1.2方案二8</p><p>　　3.1.3方案三8</p><p>　　3.2傳感器方案的確定

6、8</p><p>　　3.2.1方案一8</p><p>　　3.2.2方案二9</p><p>　　3.3測量顯示方案的確定9</p><p>　　3.3.1方案一9</p><p>　　3.3.2方案二9</p><p>　　四． 系統(tǒng)工作原理分析10</p>

7、<p>　　4.1微控制器原理10</p><p>　　4.2傳感器原理11</p><p>　　4.2.1DS18B20簡介11</p><p>　　4.2.2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)11</p><p>　　4.2.3DS18B20測溫原理14</p><p>　　4.3溫度數(shù)值分析14<

8、/p><p>　　五． 電路制作與軟件調(diào)試15</p><p>　　5.1硬件制作15</p><p>　　5.2軟件調(diào)試15</p><p>　　5.2.1主程序流程15</p><p>　　5.2.2子程序流程16</p><p><b>　　六． 附錄20</b&g

9、t;</p><p>　　6.1課程設(shè)計心得體會20</p><p>　　6.2系統(tǒng)電路原理圖21</p><p>　　6.3PCB圖22</p><p>　　6.4數(shù)字溫度計實物圖22</p><p>　　6.5程序代碼23</p><p>　　七． 參考文獻30</p>

10、;<p><b>　　八． 致謝31</b></p><p><b>　　一．摘 要</b></p><p>　　在現(xiàn)今科技高速發(fā)展的時代，各行各業(yè)對控制和測量的要求越來越高，其中，溫度測量和控制在很多行業(yè)中都有比較重要的應(yīng)用，尤其在工業(yè)上，如煉鋼時對溫度高低的控制。要控制好溫度，測量是前提，測量的精度影響著后續(xù)工序的進行，因此

11、溫度測量的方法和選取就顯得相當重要了。</p><p>　　針對各種溫度測量方案的討論分析后，我們組決定以AT89S52為核心，采用DS18B20溫度傳感器進行溫度信號的檢測，并通過LCD液晶顯示測量所得溫度，外加紅外遙控調(diào)節(jié)設(shè)置溫度測量的上下限數(shù)值（默認溫度上下限為10℃～24℃），在所測溫度到達所設(shè)上下限數(shù)值時，蜂鳴器啟動報警提示。</p><p>　　本報告是我們組所設(shè)計的數(shù)字溫度計

12、的說明書，包括方案論證選取、工作原理、所用元件介紹和設(shè)計電路原理圖、調(diào)試程序等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89S52、DS18B20、LCD液晶顯示、紅外遙控</p><p><b>　　設(shè)計目的與意義</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，對電子方面人才的要求越來越高，不僅要求其具備相關(guān)的專業(yè)理論知識，還要求其具有較強的

13、設(shè)計、制作等實踐動手能力。此次課程設(shè)計無疑是對從事測控專業(yè)的人的一次很好的鍛煉和考驗，是培養(yǎng)測控技術(shù)的人才的一次良好的機會，為其提供了一個理論知識與實踐相結(jié)合的平臺。通過本次課程設(shè)計，引導學生結(jié)合所學的測控電路理論知識，思考設(shè)計方案，以小組合作方式，分工完成各個部分，從而掌握相關(guān)的測量顯示電路的設(shè)計和調(diào)試技術(shù)，一方面提高了學生的實踐動手和協(xié)作能力，另一方面培養(yǎng)了學生綜合運用所學理論知識進行工程設(shè)計的能力。</p><

14、p>　　通過此次課程設(shè)計，可以培養(yǎng)學生的工程設(shè)計能力，包括動手能力、獨立思考設(shè)計能力、解決實際設(shè)計過程中遇到的問題以及團隊協(xié)作能力等，為今后的專業(yè)學習和工程實踐打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　方案論證與確定</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)方案的確定</p><p><b>　　3.1.1方案一</b&

15、gt;</p><p>　　該方案為ICL7107 A/D轉(zhuǎn)換&譯碼方案。</p><p>　　常見A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方式有非積分式和積分式兩類，如逐次逼近比較式A/D轉(zhuǎn)換、斜坡電壓式A/D轉(zhuǎn)換等屬于非積分式，其特點是轉(zhuǎn)換速度快，但抗干擾能力差。電壓反饋型V-F變換、雙積分式A/D轉(zhuǎn)換則屬于積分式，其特點是抗干擾能力強、測量精度高，但轉(zhuǎn)換速度低，在轉(zhuǎn)換速度要求不太高的情況下，獲得

16、廣泛應(yīng)用。</p><p>　　工作方框圖如圖1所示：</p><p>　　電路原理圖如圖2所示：</p><p><b>　　3.1.2方案二</b></p><p>　　該方案利用AVR單片機對輸入信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號控制數(shù)碼管顯示溫度值。并且可以通過編寫程序?qū)斎胄盘栠M行分段線性化處理，使得測量精度大大提高

17、，而且該電路無須外接譯碼器，結(jié)構(gòu)簡單。</p><p>　　工作框圖如圖3所示：</p><p><b>　　3.1.3方案三</b></p><p>　　該方案以AT89S52為控制器，采用DS18B20溫度傳感器檢測溫度信號，利用紅外遙控設(shè)置溫度測量的上下限數(shù)值，并通過LCD液晶顯示。</p><p>　　工作框圖如

18、圖4所示：</p><p>　　經(jīng)過綜合研究分析，考慮整個設(shè)計和成本，方案三成本低，測量溫度方便簡單，故此次數(shù)字溫度計課程設(shè)計選取方案三。</p><p>　　3.2傳感器方案的確定</p><p><b>　　3.2.1方案一</b></p><p>　　該方案采用熱敏電阻。</p><p>　

19、　熱敏電阻價格比較便宜、靈敏度比較好，在實際應(yīng)用的時候線性度較差，另外調(diào)試比較困難。不適合使用。故不使用熱敏電阻。</p><p><b>　　3.2.2方案二</b></p><p>　　該方案采用AD590。</p><p>　　AD590擁有良好的線性關(guān)系，靈敏度較高、使用簡單方便。但是這種傳感器的價格比其他的兩種都貴很多。故不選用。&l

20、t;/p><p>　　方案三：DS18B20數(shù)字溫度傳感器</p><p>　　DS18B20是美國DALLAS半導體公司智能溫度傳感器，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精

21、度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面擁有很大優(yōu)勢，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。</p><p>　　經(jīng)過上述三種方案的論證比較，綜合考慮成本、性能等因素，最終選取方案三。</p><p>　　3.3測量顯示方案的確定</p><p><b>　　3.3.1方案一</b></p><p>　　該方案采用L

22、ED顯示。</p><p>　　LED數(shù)碼顯示中每一個像素單元就是一個發(fā)光二極管，如果是單色，一般是紅色發(fā)光二級管。如果是彩色，一般是三個三原色小二極管組成的一個大二級管。這些二級管組成的矩陣由數(shù)碼控制實時顯示文字或者圖像，造價相對低廉，組成的顯像面積大。</p><p><b>　　3.3.2方案二</b></p><p>　　該方案采用LC

23、D液晶顯示。</p><p>　　液晶顯示器是一種被動式的顯示器，即液晶本身并不發(fā)光，而是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線通過方向的特性，而達到白底黑字或黑底白字顯示的目的。LCD液晶的像素單元是整合在同一塊液晶版當中分隔出來的小方格。通過數(shù)碼控制這些極小的方格進行顯像。造價高但是顯示非常細膩。</p><p>　　經(jīng)過研究分析，選擇方案二。</p><p><b

24、>　　系統(tǒng)工作原理分析</b></p><p>　　本系統(tǒng)由溫度傳感器DS18B20、AT89S52、LCD顯示電路、軟件構(gòu)成。DS18B20輸出表示攝氏溫度的數(shù)字量，然后用51單片機進行數(shù)據(jù)處理、譯碼、顯示、報警等，</p><p>　　系統(tǒng)框圖如圖5所示：</p><p><b>　　4.1微控制器原理</b></p

25、><p>　　AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8K Bytes ISP的可反復擦寫100000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，其具有如下特點：40個引腳，8K Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，256 bytes的隨機存取數(shù)

26、據(jù)存儲器，32個外部雙向輸入/輸出口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。</p><p>　　單片機引腳如圖6所示：</p><p><b>　　4.2傳感器原理</b></p><p>　　4.2.1DS18B20簡介</p><p>　　DS

27、18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。</p><p>　　DS18B20元件圖如圖7所示：</p><p>　　DS18B20的性能特點如下：</p><p>　　●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行

28、通信；</p><p>　　●多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；</p><p><b>　　●無須外部器件；</b></p><p>　　●可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；</p><p><b>　　●零待機功耗；</b></p><p

29、>　　●溫度以９或１２位數(shù)字；</p><p>　　●用戶可定義報警設(shè)置；</p><p>　　●報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；</p><p>　　●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； </p><p>　　4.2.2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><

30、;p>　　DS18B20采用３腳PR－35封裝或８腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖8所示。</p><p>　　64位ROM的結(jié)構(gòu)開始８位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后８位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。</p><p>　　DS18B20溫度傳感器

31、的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如圖9所示。頭２個字節(jié)包含測得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第５個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作

32、模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設(shè)置為０，用戶要去改動，R1和Ｒ0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。</p><p>　　由表1可見，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。</p><p>　　高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。第９字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的C

33、RC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。</p><p>　　當DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第１、２字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625℃／LSB形式表示。</p><p>　　當符號位Ｓ＝０時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將

34、二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當符號位Ｓ＝１時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。表2是一部分溫度值對應(yīng)的二進制溫度數(shù)據(jù)。</p><p>　　DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TＬ字節(jié)內(nèi)容作比較。若Ｔ＞TH或T＜TL，則將該器件內(nèi)的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20同時測量溫度并進行報警搜索。</p>

35、<p>　　在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）。主機ROM的前56位來計算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。</p><p>　　DS18B20的測溫原理是這這樣的,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器１；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器

36、２的脈沖輸入。器件中還有一個計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器１、溫度寄存器中，計數(shù)器１和溫度寄存器被預置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。</p><p>　　減法計數(shù)器１對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器１的預置值減到０時，溫度

37、寄存器的值將加１，減法計數(shù)器１的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器１重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器計數(shù)到０時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。 </p><p>　　另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫

38、時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。</p><p>　　4.2.3DS18B20測溫原理</p><p>　　DS18B20低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)

39、器2的脈沖輸入。當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 ℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在-55 ℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器

40、1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。此外，用斜率累加器補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，</p><p><b>　　4.3溫度數(shù)值分析</b></p><p>　

41、　利用的單片機的一個IO口，讀取DS18B20的溫度高位，溫度低位。由上面的分析可知：溫度高位的高5位的符號位、低3位是整數(shù)部分的高四位（整數(shù)部分的最高位永遠為0），溫度低溫的高四位為整數(shù)部分的低四位，溫度地位的低四位是小數(shù)部分用以下公式計算：</p><p>　　整數(shù)部分＝溫度低位/16＋溫度高位×16</p><p>　　小數(shù)部分十分位＝(溫度低位&0x0f)

42、5;10/16</p><p>　　由于DS18B30的集成度很高，使得設(shè)計的原理還是比較簡單，設(shè)計的關(guān)鍵是了解DS18B20的時序，準確地獲得溫度高位和溫度低位。</p><p><b>　　電路制作與軟件調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1硬件制作</b></p><p>　　本次設(shè)

43、計應(yīng)用Protel DXP繪制電路原理圖，生成PCB圖，然后用雕刻機刻板，焊接電路元件，最后用程序調(diào)試系統(tǒng)功能。</p><p>　　硬件電路主要由單片機最小系統(tǒng)、DS18B20為核心的傳感器電路、液晶顯示電路、報警電路、紅外遙控電路和供電電路組成。</p><p>　　單片機最小系統(tǒng)：提供一個上電復位高電平，和12MHZ時鐘振蕩。</p><p>　　DS18B2

44、0傳感器電路：加電即可工作，DATA端加4.7K電阻作上拉電阻保證有足夠大的灌拉電流。</p><p><b>　　液晶顯示電路：</b></p><p>　　報警電路：利用5V蜂鳴器作報警提示。</p><p>　　供電電路：利用7805組成線性穩(wěn)壓電源為整個系統(tǒng)供電。</p><p>　　具體電路連接見附錄SCH電路

45、原理圖，硬件接線正確，單片機能構(gòu)正常工作，硬件調(diào)試成功。</p><p><b>　　5.2軟件調(diào)試</b></p><p>　　首先用Proteus進行仿真，調(diào)試程序，然后在制作好的電路板上調(diào)試程序。測溫精度可取到小數(shù)點后三位。</p><p>　　5.2.1主程序流程</p><p>　　主程序說明：小于10度，亮黃

46、色LED，表示較涼，開蜂鳴器；</p><p>　　大于24度，亮綠色LED，表示溫度較熱，開蜂鳴器；</p><p>　　遙控遠程控制，改變上下限報警溫度。</p><p>　　主程序流程圖如圖10所示：</p><p>　　5.2.2子程序流程</p><p>　　DS18B20工作流程圖如圖11所示；</p

47、><p>　　計算溫度流程圖如圖12、圖13所示；</p><p>　　溫度讀取流程圖如圖14所示。</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　6.1課程設(shè)計心得體會</p><p>　　本次課程設(shè)計，我們組成功完成了數(shù)字溫度計的設(shè)計、制作與調(diào)試。三天的時間里，我們分工合作，組長全

48、瑞負責寫程序，我和景存負責電路部分（主要繪制電路、焊接電路），安榮負責刻板、包裝。最后的調(diào)試工作我們共同參與，遇到了不少問題，大家從電路、程序中尋找出錯的原因（負責檢查自己負責的那部分，并作相應(yīng)修改），經(jīng)過討論、思考找到解決的方法，使得最終用程序調(diào)試電路顯示成功。</p><p>　　在這里，很感謝與我共同奮斗的我們組的成員，尤其是景存，在我繪制電路原理圖和PCB圖時給予我很多幫助。這次課程設(shè)計，我嘗試用Prot

49、el DXP繪制電路圖，因為我們在討論方案是確定了電路制作方面采用刻板方式。雖然以前有學過Protel 99，但從未接觸過DXP，所以還是去圖書館借了相關(guān)的書籍，邊學邊繪制。這次用DXP而不用99，主要是考慮到對以后學習FPGA等會有更大的幫助。</p><p>　　繪制電路圖的過程中，的確遇到了不少問題。雖然這次設(shè)計的電路并不復雜，（主要由單片機最小系統(tǒng)、DS18B20測溫電路、液晶顯示電路、紅外遙控電路、報警

50、電路和供電電路組成），但里面的元件查找和封裝很繁瑣，導入PCB后有些封裝太大，要做相應(yīng)的替換。通過這次繪制電路，認識了不少元件的各種封裝，更學會了刻板時用到的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，例如焊盤、布線等參數(shù)的設(shè)置。因為是第一次刻板，在設(shè)置這些參數(shù)時還請教了我們513實驗室的師兄，在這里非常感謝他們給予的幫助。導入PCB后，更頭痛的是布局。剛開始嘗試用自動布局功能，但是出來的效果不是很理想，有不少跳線，所以還是用手動布局。對應(yīng)著電路原理圖，初步調(diào)整元

51、件的位置，在盡量避免線路的交叉。在布局過程中，景存和我一起思考討論布局方案，可是第一次自動布線后，還是有不少跳線。我們研究自動布線時線路的走向，討論怎樣移動一下元件的位置能讓這里的跳線消除，讓線路有空間繞過去而不必跳線。另外結(jié)合刻板的實際（例如雕刻機的刀有些鈍），線的大小和焊盤孔徑的大小的修改也相當考驗我。當安榮把第一塊板刻出來時，發(fā)現(xiàn)線太細，有些幾乎要斷了，孔徑太小，根本無法鉆孔。就這樣，我結(jié)合師兄給予的建</p>&l

52、t;p>　　出來自己負責的繪制電路原理圖和PCB圖外，我還學會了雕刻電路板（例如如何定位雕刻刀、如何調(diào)整進刀的大小等），在電路調(diào)試中更是深有感慨。一個作品無論大小、復雜或簡單，在軟硬件相結(jié)合的過程中總會出現(xiàn)一些問題，要我們?nèi)フ{(diào)試，去檢查，才能使結(jié)果更精確。而且調(diào)試時讓我著實體會到前期電路制作部分很重要，電路制作得好，會減少調(diào)試中出現(xiàn)問題的可能性。</p><p>　　這次課程設(shè)計我受益匪淺，也是進實驗室以來

53、的又一次不錯的經(jīng)歷。團隊協(xié)作做出來的作品，每一部分都不可或缺，既要分工又要合作，這樣才能有更佳的效果。</p><p>　　6.2系統(tǒng)電路原理圖</p><p><b>　　6.3PCB圖</b></p><p><b>　　6.5程序代碼</b></p><p>　　***************

54、*********************LCD1602模塊**********************************************/</p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned

55、int</p><p>　　sbit rs=P2^7;//液晶使能端口</p><p>　　sbit rw=P2^6;</p><p>　　sbit e=P2^5;</p><p>　　sbit P3_6=P3^6;</p><p>　　sbit P1_0=P1^0;</p><p&g

56、t;　　sbit P1_1=P1^1;</p><p>　　//sbit P1_0 = P1^0;</p><p>　　//sbit P1_1 = P1^1;</p><p>　　void delay_ms(uchar ms){ //延時</p><p><b>　　uint i,j;</b></p>

57、<p>　　for(i=0;i<ms;i++)</p><p>　　for(j=0;j<120;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void lcd_wcmd(uchar cmd){ //液晶寫指令</p><p>　　rs=0;rw=0;</p>

58、;<p><b>　　e=0;</b></p><p><b>　　P0=cmd;</b></p><p><b>　　e=1;</b></p><p><b>　　e=0;</b></p><p>　　delay_ms(5);</p&

59、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　void lcd_wdat(uchar dat){ //液晶寫數(shù)據(jù)</p><p>　　rs=1;rw=0;</p><p><b>　　e=0;</b></p><p><b>　　P0=dat;</b>

60、;</p><p><b>　　e=1;</b></p><p><b>　　e=0;</b></p><p>　　delay_ms(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void lcd_dis(uchar post,u

61、char *p){</p><p>　　lcd_wcmd(0x80 | post);//設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針顯示</p><p>　　while(*p!='\0'){</p><p>　　lcd_wdat(*p++);</p><p><b>　　}</b></p><p>&

62、lt;b>　　}</b></p><p>　　uchar code def_char0[]={0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00}; //字符℃</p><p>　　void lcd_wcgram(uchar adress,uchar tmp[]){</p><p><b>　　uchar i;

63、</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_wcmd(adress+i);</p><p>　　lcd_wdat(tmp[i]);</p><p><b>　　}</b>

64、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void lcd_inti(){</p><p>　　delay_ms(15);</p><p>　　lcd_wcmd(0x38);//16X2字符，5X7點陣，8位數(shù)據(jù)接口</p><p>　　lcd_wcmd(0x38);<

65、;/p><p>　　lcd_wcmd(0x08);//關(guān)閉顯示</p><p>　　lcd_wcmd(0x01);//清屏</p><p>　　lcd_wcmd(0x06);//設(shè)置光標工作方式</p><p>　　lcd_wcmd(0x0c);//開顯示，設(shè)置光標顯示方式</p><p>　　lcd_wcgram

66、(0x48,def_char0); //載入用戶自定義字符</p><p><b>　　}</b></p><p>　　sbit DQ=P3^7; //18B20數(shù)據(jù)管腳</p><p>　　/*************************ds18b20延遲子函數(shù)（晶振12MHz ）*************************

67、********/ </p><p>　　void delay_18B20(unsigned int i){</p><p>　　while(i--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void reset() {</p><p>　　uchar x=0;</p&

68、gt;<p>　　DQ = 1; //DQ復位</p><p>　　delay_18B20(8); //稍做延時</p><p>　　DQ = 0; //單片機將DQ拉低</p><p>　　delay_18B20(80); //精確延時 大于 480us</p><p>　　DQ = 1;

69、 //拉高總線</p><p>　　delay_18B20(14);</p><p>　　x=DQ; //稍做延時后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗</p><p>　　delay_18B20(20);</p><p><b>　　}</b></p>&l

70、t;p>　　unsigned char rbyte(){</p><p>　　uchar i=0;</p><p>　　uchar dat = 0;</p><p>　　for (i=8;i>0;i--){</p><p>　　DQ = 0; // 給脈沖信號</p><p><b>　　dat&

71、gt;>=1;</b></p><p>　　DQ = 1; // 給脈沖信號</p><p><b>　　if(DQ)</b></p><p>　　dat|=0x80;</p><p>　　delay_18B20(4);</p><p><b>　　}</b>

72、;</p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void wbyte(uchar dat){</p><p>　　uchar i=0;</p><p>　　for (i=8; i>0; i--){</p><p

73、><b>　　DQ = 0;</b></p><p>　　DQ = dat&0x01;</p><p>　　delay_18B20(5);</p><p><b>　　DQ = 1;</b></p><p><b>　　dat>>=1;</b><

74、/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar rTempetuare(uchar tmp[]){</p><p>　　uchar a=0,b=0,temp,decimal;</p><p>　　uint uival

75、;</p><p><b>　　reset();</b></p><p>　　wbyte(0xCC); //跳過讀序號列號的操作</p><p>　　wbyte(0x44); //啟動溫度轉(zhuǎn)?</p><p><b>　　reset();</b></p><p>　　wbyt

76、e(0xCC); //跳過讀序號列號的操作</p><p>　　wbyte(0xBE); //讀取溫度寄存器等（共可讀9個寄存器） 前兩個就是溫度</p><p>　　a=rbyte(); //讀取溫度值低位</p><p>　　b=rbyte(); //讀取溫度值高位</p><p><b>　　temp=b;</b

77、></p><p>　　temp&=0xf0;</p><p>　　if(temp){ //負溫</p><p><b>　　if(a==0){</b></p><p>　　a=~a+1; //bit7向bit8位產(chǎn)生進位</p><p><b>　　b=~b+1;

78、 </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else{ </p><p>　　a=~a+1; </p><p><b>　　b=~b;</b></p><p><b>　　}</b></p&g

79、t;<p>　　tmp[0]='-';</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　tmp[0]=' ';</p><p>　　temp=(b<<4)|(a>>4);

80、 //組合</p><p>　　decimal=a&0x0f; //將小數(shù)點后的數(shù)據(jù)提取出來</p><p>　　uival=decimal*625;</p><p>　　tmp[0]='T';</p><p>　　tmp[1]='=';</p><p>　　t

81、mp[2]=0x20; //空格</p><p>　　tmp[3]=temp/100 | 0x30; //取百位</p><p>　　tmp[4]=temp%100/10 | 0x30; //取十位</p><p>　　tmp[5]=temp%100%10 | 0x30; //取個位<

82、/p><p>　　tmp[6]=0x2e; //小數(shù)點</p><p>　　tmp[7]=uival/1000 | 0x30; //十分位</p><p>　　tmp[8]=uival%1000/100 | 0x30; //百分位</p><p>　　tmp[9]=uival%1000%100/10

83、 | 0x30; //千分位</p><p>　　tmp[10]=uival%1000%100%10 | 0x30; //萬分位</p><p>　　tmp[11]=0x20; //空格</p><p>　　tmp[12]=0x01; //字符℃</p><p>　　tmp

84、[13]='\0';</p><p>　　return temp; //十進制溫度</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************紅外解碼模塊******************************************/</p

85、><p>　　#define c(x) (x*110592/120000)</p><p>　　sbit Ir_Pin=P3^2; //紅外數(shù)據(jù)管腳</p><p>　　unsigned char Ir_Buf[4]; //用于保存解碼結(jié)果</p><p>　　//=======================================

86、=======================</p><p>　　unsigned int Ir_Get_Low() //計數(shù)器1，用于解碼延時</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TL1=0;</b></p><p><b>　　TH1=0;

87、</b></p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>　　while(!Ir_Pin && (TH1&0x80)==0);</p><p><b>　　TR1=0;</b></p><p>　　return TH1*256+TL1;&l

88、t;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　//=============================================================</p><p>　　unsigned int Ir_Get_High() //計數(shù)器1，用于解碼延時</p><p><

89、;b>　　{</b></p><p><b>　　TL1=0;</b></p><p><b>　　TH1=0;</b></p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>　　while(Ir_Pin && (TH1&am

90、p;0x80)==0);</p><p><b>　　TR1=0;</b></p><p>　　return TH1*256+TL1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　char jianche()</p><p>　　{

91、 //解碼程序</p><p><b>　　char i,j;</b></p><p>　　uint temp;</p><p><b>　　restart:</b></p><p>　　while(Ir_Pin);</p><p>　　temp=Ir_Get_Low(

92、);</p><p>　　if(temp<c(8500) || temp>c(9500)) goto restart;//引導脈沖低電平9000</p><p>　　temp=Ir_Get_High();</p><p>　　if(temp<c(4000) || temp>c(5000)) goto restart;//引導脈沖高電平4500

93、</p><p>　　for(i=0;i<4;i++) //4個字節(jié)</p><p>　　for(j=0;j<8;j++) //每個字節(jié)8位</p><p><b>　　{</b></p><p&g

94、t;　　temp=Ir_Get_Low();</p><p>　　if(temp<c(200) || temp>c(800)) goto restart;</p><p>　　temp=Ir_Get_High();</p><p>　　if(temp<c(200) || temp>c(2000)) goto restar

95、t;</p><p>　　Ir_Buf[i]>>=1;</p><p>　　if(temp>c(1120)) Ir_Buf[i]|=0x80;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return Ir_Buf[2]&0x0f; //所得碼</

96、p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********************************時鐘模塊****************************************/</p><p>　　extern uchar minTX; //最小報警溫度</p><

97、p>　　extern uchar maxTX; //最大報警溫度</p><p>　　uchar storeT[14]; //實際溫度的顯示長度</p><p>　　uchar wendu; </p><p>　　void t0ISR() interrupt 1 //T0中斷(50ms)，中斷讀溫度</p><

98、p><b>　　{</b></p><p>　　static uchar timeC = 0;</p><p><b>　　TH0=0x3c;</b></p><p><b>　　TL0=0xb0;</b></p><p>　　if(10==++timeC) // (50

99、*N)毫秒</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　timeC=0;</b></p><p>　　wendu=rTempetuare(storeT);</p><p>　　lcd_dis(0x42, storeT); //顯示實際溫度</p>&l

100、t;p>　　if(wendu <= minTX)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1_0= 0;</b></p><p>　　P3_6=0; //小于最小溫度，報警</p><p><b>　　}</b><

101、/p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1_0= 1;</b></p><p><b>　　P3_6=1;</b></p><p><b>　　}&l

102、t;/b></p><p>　　if(wendu>=maxTX)</p><p>　　{ //大于最高溫度，報警</p><p><b>　　P1_1= 0;</b></p><p><b>　　P3_6=0;</b></p><p><

103、;b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1_1= 1;</b></p><p><b>　　P3_6=1;</b></p>

104、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void inti_timer()</p><p>　　{ //初始化</p><p&g

105、t;　　IE|=0x82; //允許定時器0中斷</p><p>　　IP|=0x02; //設(shè)置定時器0的優(yōu)先級</p><p>　　TMOD=0x01; //選用定時器0</p><p>　　TH0=0x3c; //50ms定時</p><p><b>　　TL0=0xb0;</b></p>&l

106、t;p>　　TR0=1; //啟動定時器0</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************************主程序模塊 ***************************************/</p><p>　　uchar minTX = 10; //最小報警

107、溫度初始化</p><p>　　uchar maxTX = 24; //最大報警溫度初始化</p><p>　　char minT[7]="min:10";</p><p>　　char maxT[7]="max:24";</p><p><b>　　main()</b>&

108、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　lcd_inti(); //LCD初始化</p><p>　　inti_timer();</p><p>　　TMOD=0x11; //設(shè)置

109、計數(shù)器寄存器</p><p>　　lcd_dis(0x01, minT); //顯示最小報警溫度</p><p>　　lcd_dis(0x0a, maxT); //顯示最大報警溫度</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p>

110、;<p>　　for(i=4; i!=6; ++i){</p><p>　　minT[i]=jianche();</p><p>　　minT[i] |= 0x30;</p><p>　　lcd_dis(0x01, minT);</p><p><b>　　}</b></p><p&g

111、t;　　minTX=(minT[4]-0x30)*10 + (minT[5]-0x30);</p><p>　　for(i=4; i!=6; ++i){</p><p>　　maxT[i]=jianche();</p><p>　　maxT[i] |= 0x30;</p><p>　　lcd_dis(0x0a, maxT);</p&g

112、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　maxTX=(minT[4]-0x30)*10 + (minT[5]-0x30);</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　參

113、考文獻</b></p><p>　　1.張國雄等編.測控電路.機械工業(yè)出版社，2001.8.</p><p>　　2.趙負圖等編.現(xiàn)代傳感器集成電路.人民郵電出版社，2000.1.</p><p>　　3.劉征宇等編.線性放大器應(yīng)用手冊.福建科學技術(shù)出版社，2005.1.</p><p>　　4.蔡錦福等編.運算放大器原理

114、與應(yīng)用.科學出版社，2005.7.</p><p>　　5.自編.測控電路設(shè)計型實驗任務(wù)書.</p><p>　　6. 谷樹忠等編.Protel 2004實用教程——原理圖與PCB設(shè)計.電子工業(yè)出版社，2007.2.</p><p>　　7. 袁鵬平等編.Protel DXP電路設(shè)計實用教程.化學工業(yè)出版社，2007.1</p><p>

115、;<b>　　致謝</b></p><p>　　這次課程設(shè)計，首先要感謝我們組的每一位成員。感謝組長全瑞給予我鍛煉的機會，把繪制電路部分交給我；感謝景存和安榮給予的幫助。此外，還要感謝513實驗室的zz師兄在刻板方面給予的建議和指導，感謝老師給予我們這次鍛煉工程設(shè)計和實踐動手能力的機會。</p><p>　　由于時間原因，我們的作品還有很多可以完善的地方，但整個過程我

116、們受益匪淺。負責硬件方面的工作讓我真切感受到硬件的制作要不斷積累經(jīng)驗，硬件制作得好，對于軟件調(diào)試有重要意義，能減少不少問題。</p><p>　　另外，我必須感謝一直以來給予我?guī)椭椭С值睦蠋?、師兄和同學。無論是在課程方面還是在實驗室的電子制作方面，他們都給予了我不少建議和引導。在實驗室參與電子方面的制作和比賽的一年里，學到了很多知識，也提高了自己的實踐動手能力和獨立思考能力。運用在實驗室接觸到的知識和課堂所學知