数字温度计设计2.docVIP

电子系统设计创新实验报告 题　　目 数字温度计的设计 学生姓名　 xxx 学生学号 xxx 专业名称　 电子信息工程 　　 指导教师　 xxx　　　　 2013年　12　月　6 日 一：任务与要求 实时采集当前环境温度 显示温度 自制稳压电源给单片机供电 摘 要 通过制作数字温度计，加深对数字电路和模拟电路的理解以及了解它们在现实生活中的应用，提高动手能力。作品以STC89C52单片机为控制核心，DS18B20采集当前温度，LCD1602显示。通过keil4调试、proteus 仿真和实物制作得到了理想的效果，验证了电路和程序的正确性。 系统总体设计 电子琴设计框图如图1所示，系统共由四部分组成：主控制器DSB18B20，1602液晶显示组成。 稳压电源 稳压电源 AT89C51单片机 AT89C51 单片机 1602液晶显示 1602液晶显示 DS18B20 采集温度 图1 系统总体设计框图 二、系统硬件设计 （1）系统的复位电路 任何含有计算机的系统，在启动运行时都需要复位，以便CPU和系统中的其他部件都处于某一确定的初始状态，并从这个状态开始执行工作。同样，单片机在外界的干扰下出现程序跑飞或者进入死循环的状况时，需要人为低进行复位操作，恢复正常状态。 如图，采用上电自动复位。加电瞬间，RST端出现一段时间的高电平，只要高电平保持至少两个机器周期，51单片机就会执行复位操作，然后把RST恢复为低电平。电路中，时间常数RC越大，上电时保持高电平的时间就越长。当振荡频率为12MHz时，典型值C=10uF，R=8.2K欧。 如下图2所示： 图2复位电路 （2）时钟电路 此系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。这个放大器外接晶体谐振器以及电容CX1和CX2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中构成时钟电路。电容C1和C2的主要作用是帮助起振，其值的大小对振荡频率也有影响。时钟频率越高，单片机控制器的控制节拍越快，运算速度也就越快。当时钟频率为12MHz时典型值为30pF。如图3 图3时钟电路 (3)数码管显示电路 由单片机P0口直接控制LCD1602.如图4 图4数码管显示电路 (3)DS18B20温度采集电路 DS18B20引脚采集实时温度，如图5 图5DS18B20温度采集电路 系统软件设计 整个系统工作的流程图如下图6所示： 图6系统流程图 四、系统测试及调试和仿真 1）稳压电源整体电路图7 图7稳压电源整体电路图 2）对输出进行示波器稳定分析，可观察到，稳定性好，如图8 图8仿真 3）最低输出电压3.0V，将滑动变阻器滑动置于0%，如图9 图9仿真 4）最高输出电压9.0，将滑动变阻器置于100%处，如图10 图10仿真 5）实际使用电压5.0V，将滑动变阻器置于33%处，为下级单片机提供直流稳定5V电压，如图11 图11仿真 6）protues仿真整体电路图，如图12 软件仿真中可通过调控DS18B20控制温度高低 如图12整体电路图 五、结论 系统在仿真调试过程中比较顺利，在protues需要手动改变温度，但在实际电路中，可以实时采集当前温度，能实现预期的所有要求。单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善 教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。