基于51单片机数字温度计设计报告

1、常州大学电子设计大赛产品名称数字温度计设计专业组自动化自动化141参赛队员信息自动化141数字温度计基本功能:作品简介1、能数字显示被测温度，测量温度范围 oc 100C；2、分辨率不低于05C3、带有计时和时间显示功能；4、至少有高、低两路限温控制输出接口控制外部电路，实际制作时可以发光二 极管模拟显示其控制状态输出；5、高、低两路限温控制点可在 0C 100C范围内任意独立设置；6、当温度达到高、低限温控制点发出声光报警。扩展部分1、提高温度测量精度，使分辨率不低于 0.1 C；2、自动顺时测量（测量间隔时间可调）并保存温度值和测量时间；3、可以查询、回显存储器中自动测量的温度值和测量时刻

2、；4、多路温度巡检（至少两路）和多路温度、时间保存。设 计 方 案控制单元电路卢光扭数字温度计框图系统方案一单片机的选择：方案1:采用传统的STC89C52RC作为电机的控制核心。单片机算术运算 功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制， 并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用 广泛。方案2：采用STM32F103ZET6微控制器（ARM cortexM3内核），还带有非 易失性512k Flash程序存储器。它是一种高性能、低功耗的32位CMOS微处理 芯片，市场应用最多。其主要特点如下：512KB Flash ROM，72M的主频，片

3、内 集成AD、DA， 以及具有DMA、SPI总线。方案3:采用MSP430单片机，MSP430系列单片机是一个 16位的单片机，采 用了精简指令集（RISC ）结构，具有丰富的寻址方式（7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址）、简洁的 27条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数 据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。由于本系统对 CPU运算速度要求不高，不需要执行很复杂的运算，加上 成本上和队员各自的技术特点考虑， 综合起来选STC89C52RC较适合本系统的 要求。二温度时间显示模块：方案1 :使用液晶显示屏显示时间温度数字。液晶

4、显示屏（LCD ）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁等优势， 可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点，但是液晶显示屏 使用的温度范围很窄，正常工作温度范围为0C+55C,存储温度范围-20C60C。方案2:使用传统的LED数码管显示。数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求 低，易于维护，同时其精度比较高，称重轻，精确可靠，操作简单。但显示效 果很差。方案3:使用彩屏（TFT）显示时间温度数字，彩屏显示屏幕较大，所需 代码冗长，处理不方便。根据以上论述，系统只需要显示时间和温度值，故采用传统的

5、LED数码管显示。三键盘模块：方案1:使用独立式键盘。独立式键盘是指直接用I/O 口线构成的单个按键电路。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单。方案2：使用矩阵式键盘。矩阵式键盘是由行线和列线组成， 按键位于行、 列的交叉点上，行线、列线分别连接到按键开关的两端。其特点是简单且不增 加成本，这种键盘适合按键数量较多的场合。由于考虑到本系统所需的按键的不多，并且为了简化程序，选择独立式按 键。硬件原理主控制器STC89C52RCSTC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰 的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟、机器周期和6时钟、 机器周期可以任意选择

6、。主要特性如下：增强型8051单片机，6时钟、机器周期和12时钟、机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统 8051单片机。 工作电压：5.5V3.3V 工作频率范围：044MHz。用户应用程序空间为8K字节片上集成512字节RAM 通用I/O 口 32个，复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口 /弱上位，P0 口是 漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口用时， 需加上拉电阻。 ISP（在系统可编程）/IAP （再应用可编程），无需专用编程器，无需专用 仿真器，可通过串口（ RXD/P3.0,TXD/P3.1 ）直接下载用户程序，数秒 即可完成一片。 具有EEP

7、ROM功能具有看门狗功能共3个16位定时器/计数器。及定时器TO、T1、T2外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由 外部中断低电平触发中断方式唤醒通用异步串行口（ UART），还可用定时器实现多个 UART工作温度范围：-40C +85C（工业级）/OC 75C（商业级）PDIP封装ULI”打苗口O.iuFDI VCC PS K EM TJQpE-XI ALCINOksi萨PJ0101 ； 11P.?21-15P.U14P3616P3717 vccPOOPOl1*021*03KMP05F06 P07 EA VppPI6 PI. 7 RST PMKXT P31 T

8、TXD.VLEPROG P：.TNTn P33INTF PMTTOF35TI PSiS WR psrBP3KXTAL2 PWXTALIGNDPSENP27P26P25F24P23P22F2IP20I vex:7hMI耐Ptfn：;PtU堕IP07STIWWR砂P23阳.主控制器STC89C52R电路图温度探测单元：系统采用DALLAS公司的DS18B20 DS18B20适应电压范围广，温度范围 -55 C +125C，在-10C +85C时精度为土 0.5C，测量精度高。夕卜部时钟电路:系统采用DS1302时钟芯片，DS1302是美国DALLAS公司推出的具有涓 细电流充电功能的低功耗实时时钟

9、芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、 秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小; 数字显示是采用的液晶显示屏来显示，可以同时显示年、月、日、星期、时、 分、秒和温度等信息。此外，该电子时钟还具有时间校准等功能。DS1302的性能特性：实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行比较；用于高速数据暂存的31*8位RAM ；最少引脚的串行I/O; 2.55.5V电压工作范围； 2.5V时耗小于300nA;用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方 式；简单的三线接口。外部DS1302时钟电路接线图外部存储电路:系统兼有时间温

10、度显示功能，对工作数据要进行掉电保护，并需要再硬件上 增加掉电检测电路，但存在电池不可靠及拓展存储芯片占用单片机过多口线的 缺点。采用具有I2C总线接口的串行EEPRO器件可很好的解决掉电数据保护问 题。系统采用AT24C01数据存储芯片。AT24C01性能特征：1、与400KHz I2C总线兼容；2、1.8到6.0伏工作电压范围；3、低功耗CMO战术；4、写保护功能当 WP为高电平时进入写保护状态；5、页写缓冲器；6、自定时擦写周期；7、1,000,000编程/擦除周期；&可保存数据100年；9、8 脚 DIP SOIC 或 TSSOP封装；显示电路设计主要使用数码管功能实现，显示部分硬件用

11、 8只数码管为显示管。前四 个显示温度，后四个显示温度。这些数码管的共阴相连在一起通过在数码管的 阳极加+5V电压或0V电压数码管形成不同的数字。数码管性能特征：1、低功耗CMOS术；2、ap数码管段选；3、AD数码管位选；4、低功耗CMOSi术；A a f B C be d p c g D数码管接线图按键功能：A:温度，咼温报警，低温报警切换B:报警值加一；C:报警值减一；D:返回到当前温度；E:时分之间切换；F:时分加一；G时分减一；系统软件设计数字温度计的测量温度程序主要包括 5个方面的内容：一是单片机从DS1302 中读取数据进行计数，二是利用按键进行时间温度上下限的调整，三是单片机

12、中读取DS1302 EEPRO中的和DS18B20采集的数据在数码管上显示时间温度。时间调整程序流程图等特按融程序等持搜键程序等诗按璨程序控制魂有救，遥宀令钟關整程序控制键有效.进入月调整程序揑險Ji樓有效，迸入年调整程序控制锤有戏，进入星期调整程序J按虞有效，跳出时1旬调整 程序.进入主備环程序控制穩有效，遊入4耐圈整程厚如褪有效1V年加1年減1加键有敢減軽育效匸F月加1月谶1 %荐待搜佩程序工T加诞苞效1工_日加1日減1疑制理育放进入日阴整程序加窿有建诚键有效1他加1勺耐减i加谨有效减礎有效11量啤加1星期鴻1加靈有效减at有效1r分钟加1分钟画i温度超出报警程序流图开始作 品 宀 完 成

13、 情 况数字温度温度计整个系统已全部完成，具有LCD时间显示，高精度温度测量，超出温度警戒线声光报警，数据掉电保护等功能。在整个系统的设计中，肖磊同学负责系统总体设计和程序编写，蒋金林同 学负责焊接，报告编写。参 赛 感 想1. 团队合作精神。队员们对各自任务的分配以及对时间的总体把握时很重要的。因为，在比赛过 程中，任何一点时间都是十分宝贵的。但切记，不可完全将某一项任务都交给 队友。比如，要设计电路图，弓1脚的应用及分配应该与程序编写者细细商量。 以免发生冲突，徒费时间。2. 对仪器仪表的熟练操作能力。在比赛过程中去熟悉某一件仪器实在是很浪费时间，很可耻的事情。3. 对发给的项目，不要急于

14、动手，要先和队友仔细研究一个小时，切记，磨刀不 误砍柴工！4. 对时间要有整体把握，一个小部分至多要多少时间要有明确指定，能舍弃的功能部分则舍弃。5. 取后测试时要小心，不可粗心大意。制系统的设计与研究PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响基于研于模糊控制的电阻钎獰单片机温度控制系统的研制. . . . . . . .0123456789012 .012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789 000567891 122 2 333 45 5 666 77 899基单基 基基基基模制模块气研九STR ）调节器 /IP 协议栈的实现 采集究与处理技术的研究 统究研究与开发,n系统的研究设应计用与研研究究于片于 于于压于 于 于片于 于理研中究的应用研究生一基基基单基P于片于增单于片片片机机机持控制面板的研制浊度仪的研制线切割 机 床短循环走丝方式研究究究的研制研制制 制 和制应用 系制统的研制究究与实现 、一一统究研究究污染测量仪的研制 实数的现控研改制造 监测技术研转换器 的设计究及实现互系统联的研究研究与实现研究与实现系统的设计与实现 的用实现与应用 能网络的水嵌入表式的电设子计血压计的设计 设数