1、 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 2011 电子信 息工程 2011 电子信 息工程 2 2011 电子信 息工程 评语： 完成日期：2014 年 6 月 22 号 目录目录 目录 1 原理分析 1 方案选择 2 电路原理图绘制及仿真（Mutilsim）. 3 PCB 图（protel）绘制 . 5 5综合调试. 6 6.课程设计体会. 11 1 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
2、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 CMOS 8 位单片机，片内含 4K 的可反复擦写的 FLASH 只读存储器和 128 BYTES 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
3、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 1 AT89C52 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
4、简单、可靠性高的优点。 2 图 2 DS18B20 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 3.05.5V； 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 P3.0P3.3 来实现，列驱动用 9012 三极管。 方案选择 （小组
5、所有成员共同完成） 3 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 DS18B2
6、0 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。 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 4 2）电路原理图及仿真结果 图 5 电路原理图 5 图 6 仿真结果 PCB 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取出来，放置在图纸上，并且调整好位置。使用连线工 具将元件连接起来，设置元件属性。使用 Tool/Annotate 菜单对元件进行编号， 使用电气检查（ERC），使用 Edit/Export to Spread 菜单建立元件列表。使用 Design/Create Netlist 菜单建立网络表，画
