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专业课程设计报告 题目：数字式温度计的硬件设计 所在学院 电气工程学院 专业班级 自动化5班 学生姓名 熊伟 学生学号 200930084303 同组队员 指导教师 杨自力 提交日期 2012年11月 19日 电气工程学院专业课程设计评阅表 学生姓名 熊伟 学生学号 同组队员 专业班级 题目名称 一、学生自我总结 学生签名： 2012 年 月 日 二、指导教师评定 评分项目 平时成绩 答辩 综合成绩 权 重 50 单项成绩 教师签名： 年 月 日 目 录 一、设计目的 1 二、设计要求和设计指标 1 三、设计内容 1 3.1 热电阻PT100的数字温度计硬件部分设计 1 3.1.1 电源模块 1 3.1.2信号采集模块 2 3.1.3 A/D转换模块 3 3.1.4单片机控制模块 4 3.1.5液晶显示模块 4 3.2基于单片机的DS18B20数字温度计 5 3.2.1单片机控制部分 5 3.2.2数字温度传感器模块 6 3.2.3显示模块 8 3.2.4声光警报电路 8 四、 本设计改进建议 9 五、总结（感想和心得等） 9 六、主要参考文献 10 一、设计目的 1．熟悉单片机课程 2. 理解掌握MCS-51系列单片机的功能和实际应用。 3. 掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。 二、设计要求和设计指标 2.1.1.以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计。 2.采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测，检测精度为0.5 3.温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。 4.具有键盘输入上下限功能，超过上下限温度时，进行声音报警。 2.2.1.选择PT100作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C51为测温系统的核心来完成数据采集、处理、显示等功能。 三、设计内容 本设计包含两部分进行说明，第一部分是使用热电阻PT100作为感应器，第二部分使用智能温度传感器DS18B20。 3.1 热电阻PT100的数字温度计硬件部分设计 系统的硬件组成电路主要有以下几个部分：电源模块；信号采集模块；信号调理放大模块；A/D转换模块；单片机控制模块；液晶显示模块； 3.1.1 电源模块 考虑到方便性、实用性，系统的引入电源为220V交流电，通过12V的变压器降压，再通过整流桥整流，之后分为两路，一路通过LM7809芯片输出稳定的9V直流电源，再通过LM7805芯片输出稳定的5V直流电源，另外一路通过LM7909芯片输出稳定的-9V电源。 图3-1 电源模块原理图 3.1.2信号采集模块 热电阻是最常用的温度传感器，它的主要点是测量精度高，测量范围-200℃～650，性能稳定，使用方便。P100是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。 图3-2信息采集模块电路图 3.1.3 A/D转换模块 信号调理放大电路输出的电压信号是连续变化的量，通常用机对这些信号进行处理，则需要将其转换成数字量，A/D转换器就是为了将连续变化的模拟量转换成计算机能接受的数字量。在本设计系统中，为了将模拟量温度转换成数字量，采用12位开关电容型逐次逼近模数转换器TLC2543 图3-3 A/D转换模式电路图 AIN0～AIN10：模拟输入端，由内部多路器选择。对4.1MHz的，驱动源阻抗必须小于或等于50Ω CS：片选端，CS由高到低变化将复位内部计数器，并控制和使能、和。CS由低到高的变化将在一个设置时间内禁止 DATA INPUT：串行数据输入端，串行数据以MSB为前导并在I/O的前4个上升沿移入4位地址，用来选择下一个要转换的模拟输入信号或测试电压，之后I/O将余下的几位依次输入 DATA OUT：A/D转换结果三态输出端，在CS为高时，该引脚处于高阻状态；当CS为低时，该引脚由前一次转换结果的MSB值置成相应的逻辑电平 EO