单片机原理及应用课程设计.pdf.doc

2013 级单片机原理及应用课程设计数字温度计的设计与制作姓名 ：宋昊明专业 ：电子信息科学与技术学号 ：201340620124指导教师 ：周小波二零一五年十二月数字温度计的设计与制作数字温度计1. 设计任务与要求1.1 设计要求1、设计一个能显示当前环境温度的数字温度计；2、拟定设计步骤和测试方案；3、根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；4、绘出原理图，画出 PCB 图，并制出实物；5、撰写设计报告；6、预留相关技术指标的测试端口。2. 总体方案设计概述2.1 系统总体方案设计本设计以检测温度并显示温度为目的，按照系统设计功能的要求，确定系统由三个模块组 成：主控器、测温电路、显示电路。系统以 STC12C5404AD 为主芯片，对热敏电阻传入的温度值进行处理，由单片机程序控制， 将处理后的温度用四位一体的数码管显示出来。2.2 各功能模块2.2.1 温度检测由热敏电阻感知环境温度，改变自身阻值，通过分压法来测出电压值，从而测出温度 大小。2.2.2 温度显示将数据用四位一体数码管显示，处理过程主要由单片机程序控制3. 硬件系统设计3.1 总体电路设计总电路原理图和 PCB 图如下- 1 -数字温度计的设计与制作- 2 -数字温度计的设计与制作3.2 主控制器 STC12C5404ADSTC12C5410 系列单片机是单时钟/机器周期的兼容 8051 内核单片机，是高速/低功耗的新 一代 8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构，内部集成 MAX810 专用复位电路。3.3 测温电路工作原理3.3.1 测温电路的选择恒流源法- 3 -数字温度计的设计与制作电桥法：精度高但电路较为复杂分压法：电路简单但精度差 综合考虑，本设计选择分压法 下图为本实验测温电路原理图分压电路 ADC7热敏电阻 R14，R16 不能太大，否则会分流- 4 -数字温度计的设计与制作3.4 显示电路工作原理数码管驱动电路如图所示4 个三极管所在电路为数码管位选端驱动电路，端口分别为 W1，W2，W3，W4。 其余 A-H 为数码管段选段3.5 下载电路电脑 USB 接口供电，约 5V。TXD、RXD 接口用于下载程序。- 5 -数字温度计的设计与制作4. 程序设计#include reg51.h #include intrins.h #include math.htypedef unsigned char BYTE; typedef unsigned int WORD;/*Declare SFR associated with the ADC */ sfr AUXR = 0x8e;sfr ADC_CONTR = 0xC5; /ADC control registersfr ADC_DATA = 0xC6; /ADC high 8-bit result register sfr ADC_LOW2 = 0xBE; /ADC low 2-bit result register sfr P1M0 = 0x91; /P1 mode control register0sfr P1M1 = 0x92; /P1 mode control register1#define ADC_POWER 0x80 /ADC power control bit #define ADC_FLAG 0x10 /ADC complete flag #define ADC_START 0x08 /ADC start control bit #define ADC_SPEEDLL 0x00 /1080 clocks #define ADC_SPEEDL 0x20 /810 clockssbit point = P37;/小数点sbit W1= P32;/数码管位选sbit W2= P33;sbit W3= P34;sbit W4= P35;#define ADC_SPEEDH 0x40 /540 clocks #define ADC_SPEEDHH 0x60 /270 clocksvoid Delay(WORD n); void InitADC();void delay_s(unsigned int N);void display(unsigned char num,unsigned x); void display_num(unsigned int num);void get_data();unsigned char tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/0x84,0xf5,0x89,0xc 1,0xf0,0xc2,0x82,0xe5,0x80,0xe0 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90float wendu;unsigned int temp = 0; float R=0;unsigned char flag=0;BYTE ch = 7; /ADC channel NO.- 6 -数字温度计的设计与制作void main()InitADC(); /Init ADC sfr AUXR |= 0x10; /set EADCIIE = 0xa0; /Enable ADC interrupt and Open master interrupt switchwhile (1)display_num(wendu);/*-ADC interrupt service routine-*/ void adc_isr() interrupt 5 using 1flag+;ADC_CONTR &= !ADC_FLAG; /Clear ADC interrupt flagtemp=ADC_DATA; temp=temp2; temp=temp|ADC_LOW2;if(flag=10)flag=0;if(temp451)/TEMP = 10240/(R+10)wendu=(42.16-11059.2/temp)*100;/-720c;38.3988K12.69K,TEMP(211，451) T=31.36-1.08*Relse if(451=temp=518)wendu=(61.91-18944.0/temp)*100;/20 25c;12.65k,10kTEMP(451，512) T=43.41-1.85*Relse if(512=temp=655)wendu=(96.87-37478.4/temp)*100;/26 40c;9.5762k,5.734kTEMP(523,651) T=60.269-3.66576*Relse if(655=temp=800)wendu=(149.53-72089.6/temp)*100; /41 60c;5.54.5k,2.825kTEMP(659,798) T=79.134-7.04*Relsewendu=(291.23-185856.0/temp)*100; /61 90c;2.7762k 1.236kTEMP(801,911) T=109.731-18.147*R- 7 -数字温度计的设计与制作ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDHH | ADC_START | ch;void InitADC( )P1 = P1M0 = P1M1 = 0xff; /Set all P1 as Open-Drain mode ADC_DATA = 0; /Clear previous resultADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDL | ADC_START | ch; Delay(2); /ADC power-on delay and Start A/D conversionvoid SendData(BYTE dat)while (!TI); /Wait for the previous data is sent TI = 0; /Clear TI flagSBUF = dat; /Send current datavoid get_data()float val=0.0;float r = 0.0;temp = ADC_DATA;temp=0)q = num/1000; b = num/100%10; s = num/10%10; g = num%10; display(q,1); P1=0xff; display(b,2); P1=0xff; display(s,3); P1=0xff; display(g,4); P1=0xff;elsenum = 0-num; /q = num/1000; b = num/100%10; s = num/10%10; g = num%10; display(10,1); P1=0xff; display(b,2); P1=0xff; display(s,3); P1=0xff;- 9 -数字温度计的设计与制作display(g,4);P1=0xff;5. 制作过程 5.1选择测温度电路分压法 5.2选择及购买实验器材 5.3 设计实验原理图 5.4 PCB工程制图 5.5 制作电路板：打印打孔，泡溶液，焊接元器件，下载程序，检测调试，成品 5.6 制作后续材料 5,7 相关图片： - 10 -6.心得体会通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了单片机制作方面的知识，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行” 在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了问题所在，也暴露出了我这方面的知识欠缺和经验不足。通过亲自动手制 作，使我们掌握的知识更佳灵活的运用。在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也 培养了我如何去把握一件事情。在设计过程中，相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了相互学习。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练。在这次设计过程中，体现出自己单独设计能力以及综合运知识的能力，体会了学以致用、收获自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节