2020年中山大学电子设计校内竞赛设计报告.PDFVIP

2020年中山大学电子设计 校内竞赛设计报告 参赛队名：take-off 参赛人员：黄奕、陈芃、陈文东 2020.6.24 1 目录 1-任务题目简述3 2-摘要与引言3 3-设计思路简述4 4-模块功能说明5 5-系统整体设计15 （原理图及PCB设计使用的是立创EDA，所使用元件均在立创商城购买） 6-模拟仿真测试19 7-实物测试调整20 8-总结与反思21 2 1、任务题目简述 设计并制作一个便携式测温系统，实现低温提醒及高温报警功能。 基本要求 ①完成测温系统电路设计并制板调试。 30 1s ②在蜂鸣器高于 摄氏度时 内发出声音警报。 ③将温度信息上传到电脑上进行实时查看。 发挥部分 ①添加一个 LCD 或 OLED 屏实现温度的显示。 ②增加按键修改温度警报阈值。 ③自由发挥 DIY 一个外壳，使系统稳定和美观。 2、摘要与引言 摘要： 本设计是一种基于STC89C51 单片机的便携式测温警报系统，通过单片机系统控 制实现对温度的采集，显示，报警。由温度传感器DS18B20 数字温度传感器实 现对温度信号的采集，并将温度信号发送给单片机，判断是否达到报警温度。报 警温度上下限可以通过按键手动调节。显示部分由一块LCD 显示屏实现。此外， 系统还加装了一块WiFi 模块芯片，使其能够与个人计算机通信，实现遥控检测 功能。该系统结构简单，测量精度高，量程宽，响应快，功耗低，适用于日常生 活和生产中的温度检测报警。 关键词：单片机 传感器 温度检测报警 引言： 随着现代社会科技进步和发展，人们的工农业生产和日常生活中，对于精准温度 监测的需求越来越高，温度监测系统已经遍及了生活的各个方面，具有广泛的应 用前景和重大的现实意义。单片机又称单片微控制器，是一种集成电路芯片，可 以根据需要添加外部芯片，利用单片机的控制功能实现便携化和智能化。本文将 围绕单片机系统介绍此便携式测温警报系统。 3 3、设计思路简述 设计思路： （1）控制部分 从功能和通用性考虑，我们选择STC89C51 芯片作为接口芯片使用，实现核心控 制功能，此外，由于89C51 单片机已经十分普及，所以其零售价也十分低廉，低 成本，高效能。 （2）温度采集 在温度采集方面，我们抛弃了传统的热敏电阻利用电流随温度变化的特性来测试 温度的方法，而采用了DS18B20 温度传感器。与传统方式相比，该传感器可以 直接将采集到的温度信号转为数字信号发送给单片机，省去了运用热敏电阻需要 用到的转换电路，这种模块功能芯片化 的特点，符合了当今电子信息行业追求 集成化，模块化，可移植性强的趋势，使得电路设计更加简洁，逻辑清晰。不仅 如此，我们选择的这款温度传感器还具有体积小，抗干扰能力强，精度高，响应 快的优点，由此可以看出其优越性。 （3）显示部分 显示模块主要由一块液晶点阵屏幕实现，主要完成额定报警温度和当前温度的显 示。 （4）按键部分 按键控制模块通过一组按键实现上下限的修改。 （5）WIFI 通信模块 围绕信息采集和控制部分主芯片，我们还增设了一个WIFI 控制芯片，意图实现 遥控监测功能。在WIFI 模块芯片的选择上，我们考虑到低成本和实用性，选择 了这款ESP8266WIFI模块，ESP8266 强大的片上处理和存储能力，使其可通过GPIO 口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占 用系统资源。ESP8266 高度片内集成，包括天线开关balun、电源管理转换器， 因此仅需极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个解决方案在设计时将所占 PCB 空间降到最低。 系统框图 该便携式测温警报系统的硬件结构如图所示。 4 LCD 显示屏 温 度 单片机