数字温度计的设计说明

数字温度计的设计说明
实验六数字温度计的设计
⼀、设计⽬的
通过电⼦技术的综合设计，熟悉⼀般电⼦电路综合设计过程、设计要求、应完成的⼯作容和具体的设计⽅法。

通过设计有助于复习、巩固以往的学习容，达到灵活应⽤的⽬的。

设计完成后在实验室进⾏⾃⾏安装、调试，从⽽加强学⽣的动⼿能⼒。

在该过程中培养从事设计⼯作的整体概念。

⼆、设计要求
1、利⽤所学的知识，通过上⽹或到图书馆查阅资料，完成数字温度计的设计；要求写出实验原理，画出原理功能框图，描述其功能。

2、需采⽤单⽚机STC15W404AS、NTC热敏电阻、共阳数码管等元器件进⾏设计，试确定设计⽅案详细⼯作原理，计算出参数。

3、技术指标：
1)温度围: 0 --- +100℃; 误差≤± 2 ℃；
2)选择设计⽅案；
3)根据设计⽅案分析设计原理及写出详细的硬件电路设计过程；
⽅案概要
本设计是利⽤NTC热敏电阻MF52E-10K（B=3950）1%精度，作为温度传感器，其输出的信号通过STC15W404AS部AD进⾏模数转换，然后STC15W404AS对该温度数据进⾏处理，并由⼀个4位⼀体共阳数码管显⽰显⽰温度值。

实验报告要求原理、计算等)
1、根据设计要求确定数字温度计⽅案，并完成电路设计，分别说明设计⽅案、电路⼯作原理：
2、完成电路连接并进⾏数字温度计测试：
参考设计电路
图1 参考电路图
表1元器件清单
图2 参考电路图
表2元器件清单
图3 数码管引脚图
参考程序：
******************************************/
#define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟
#include "STC15Fxxxx.H"
/****************************** ⽤户定义宏***********************************/ #define Timer0_Reload (65536UL -(MAIN_Fosc /
1000)) //Timer 0 中断频率, 1000次/秒/*****************************************************************************/
#define DIS_DOT 0x20
#define DIS_BLACK 16
#define DIS_ 17
#define AD_Cha 2 //0-4通道
/************* 本地常量声明**************/
u8 code t_display[]={ //标准字库共阳
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,
0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1
/*
u8 code t_display[]={ //标准字库
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71, //black - H J K L N o P U t G Q r M y
0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,
0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1
*/
u8 code T_COM[]={0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; //位码
/************* IO⼝定义**************/
sbit P_HC595_SER = P4^0; //pin 14 SER data input
sbit P_HC595_RCLK = P5^4; //pin 12 RCLk store (latch) clock
sbit P_HC595_SRCLK = P4^3; //pin 11 SRCLK Shift data clock
/************* 本地变量声明**************/
u8 LED8[8]; //显⽰缓冲
u8 display_index; //显⽰位索引
bit B_1ms; //1ms标志
u8 offled;
u16 msecond;
/************* 本地函数声明**************/
void Delayms(u16 dlayT);
void DisplayScan(void);
/**********************************************/
void main(void)
{
u8 i,k;
u16 j;
P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向⼝
P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向⼝
P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向⼝
P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向⼝
P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向⼝
P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向⼝
P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向⼝
P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向⼝
display_index = 4;
offled = 0;
P1ASF = 0x0F; //P1.0 P1.1 P1.2 P1.3做ADC ADC_CONTR = 0xE0; //90T, ADC power on CLK_DIV = CLK_DIV&0xDF; //CLK_DIV.5 ADRJ=0 AUXR = 0x80; //Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload, TH0 = (u8)(Timer0_Reload / 256); TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);
ET0 = 1; //Timer0 interrupt enable
for(k=11;k>0;k--)
{
for(i=0; i<4; i++) LED8[i] = k-1; //上电消隐
Delayms(1000);
}
while(1)
{
if(B_1ms) //1ms到
{
B_1ms = 0;
if(++msecond >= 300) //300ms到
{
msecond = 0;
j = Get_ADC10bitResult(AD_Cha); //参数0~7,查询⽅式做⼀次ADC, 返回值就是结果, == 1024 为错误
//j = 768;
if(j < 1024)
{
LED8[0] = j / 1000; //显⽰ADC值
LED8[1] = (j % 1000) / 100;
if(LED8[0] == 0) LED8[0] = 16;
}
else //错误
{
for(i=0; i<4; i++) LED8[i] = 14;
}
j = Get_ADC10bitResult(3); //参数0~7,查询⽅式做⼀次ADC, 返回值就是结果,
== 1024 为错误
j += Get_ADC10bitResult(3);
j += Get_ADC10bitResult(3);
j += Get_ADC10bitResult(3);
if(j < 1024*4)
{
LED8[0] = j / 1000; //显⽰ADC值
LED8[1] = (j % 1000) / 100;
LED8[2] = (j % 100) / 10;
LED8[3] = j % 10;
if(LED8[0] == 0) LED8[0] = DIS_BLACK;
j = get_temperature(j); //计算温度值
LED8[4] = j / 1000; //显⽰温度值
LED8[5] = (j % 1000) / 100;
LED8[6] = (j % 100) / 10 + DIS_DOT;
LED8[7] = j % 10;
if(LED8[4] == 0) LED8[4] = DIS_BLACK;
if(F0) LED8[4] = DIS_; //显⽰-
}
else //错误
{
for(i=0; i<8; i++) LED8[i] = DIS_;
}
}
}
}
}
/**********************************************/
//======================================================================== // 函数: u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel)
// 描述: 查询法读⼀次ADC结果.
// 参数: channel: 选择要转换的ADC.
// 返回: 10位ADC结果.
// 版本: V1.0, 2012-10-22
//======================================================================== u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel) //channel = 0~7
ADC_RESL = 0;
ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xe0) | 0x08 | channel; //start the ADC
NOP(4);
while((ADC_CONTR & 0x10) == 0) ; //wait for ADC finish ADC_CONTR &= ~0x10; //清除ADC结束标志
return (((u16)ADC_RES << 2) | (ADC_RESL & 3));
}
// MF52E 10K at 25, B = 3950, ADC = 12 bits
u16 code temp_table[]={
140, //;-40 0
149, //;-39 1
159, //;-38 2
168, //;-37 3
178, //;-36 4
188, //;-35 5
199, //;-34 6
210, //;-33 7
222, //;-32 8
233, //;-31 9
246, //;-30 10
259, //;-29 11
272, //;-28 12
286, //;-27 13
367, //;-22 18 385, //;-21 19 403, //;-20 20 423, //;-19 21 443, //;-18 22 464, //;-17 23 486, //;-16 24 509, //;-15 25 533, //;-14 26 558, //;-13 27 583, //;-12 28 610, //;-11 29 638, //;-10 30 667, //;-9 31 696, //;-8 32 727, //;-7 33 758, //;-6 34 791, //;-5 35 824, //;-4 36 858, //;-3 37 893, //;-2 38 929, //;-1 39 965, //;0 40 1003, //;1 41 1041, //;2 42
1243, //;7 47 1285, //;8 48 1328, //;9 49 1371, //;10 50 1414, //;11 51 1459, //;12 52 1503, //;13 53 1548, //;14 54 1593, //;15 55 1638, //;16 56 1684, //;17 57 1730, //;18 58 1775, //;19 59 1821, //;20 60 1867, //;21 61 1912, //;22 62 1958, //;23 63 2003, //;24 64 2048, //;25 65 2093, //;26 66 2137, //;27 67 2182, //;28 68 2225, //;29 69 2269, //;30 70 2312, //;31 71
2519, //;36 76 2559, //;37 77 2598, //;38 78 2637, //;39 79 2675, //;40 80 2712, //;41 81 2748, //;42 82 2784, //;43 83 2819, //;44 84 2853, //;45 85 2887, //;46 86 2920, //;47 87 2952, //;48 88 2984, //;49 89 3014, //;50 90 3044, //;51 91 3073, //;52 92 3102, //;53 93 3130, //;54 94 3157, //;55 95 3183, //;56 96 3209, //;57 97 3234, //;58 98 3259, //;59 99 3283, //;60 100
3393, //;65 105 3413, //;66 106 3432, //;67 107 3452, //;68 108 3470, //;69 109 3488, //;70 110 3506, //;71 111 3523, //;72 112 3539, //;73 113 3555, //;74 114 3571, //;75 115 3586, //;76 116 3601, //;77 117 3615, //;78 118 3628, //;79 119 3642, //;80 120 3655, //;81 121 3667, //;82 122 3679, //;83 123 3691, //;84 124 3702, //;85 125 3714, //;86 126 3724, //;87 127 3735, //;88 128 3745, //;89 129
3791, //;94 134 3799, //;95 135 3807, //;96 136 3815, //;97 137 3822, //;98 138 3830, //;99 139 3837, //;100 140 3844, //;101
141 3850, //;102 142 3857, //;103 143 3863, //;104 144 3869, //;105 145 3875, //;106 146 3881, //;107 147 3887, //;108 148 3892, //;109 149 3897, //;110 150 3902, //;111 151 3907, //;112 152 3912, //;113 153 3917, //;114 154 3921, //;115 155 3926, //;116 156 3930, //;117 157 3934, //;118 158
};
/******************** 计算温度***********************************************/ // 计算结果: 0对应-40.0度, 400对应0度, 625对应25.0度,最⼤1600对应120.0度.
// 为了通⽤, ADC输⼊为12bit的ADC值.
// 电路和软件算法设计: Coody
/**********************************************/
#define D_SCALE 10 //结果放⼤倍数, 放⼤10倍就是保留⼀位⼩数
u16 get_temperature(u16 adc)
{
u16 code *p;
u16 i;
u8 j,k,min,max;
adc = 4096 - adc; //Rt接地
p = temp_table;
if(adc < p[0]) return (0xfffe);
if(adc > p[160]) return (0xffff);
min = 0; //-40度
max = 160; //120度
for(j=0; j<5; j++) //对分查表
{
k = min / 2 + max / 2;
if(adc <= p[k]) m ax = k;
if(adc == p[min]) i = min * D_SCALE;
else if(adc == p[max]) i = max * D_SCALE;
else // min < temp < max
{
while(min <= max)
{
min++;
if(adc == p[min]) {i = min * D_SCALE; break;}
else if(adc < p[min])
{
min--;
i = p[min]; //min
j = (adc - i) * D_SCALE / (p[min+1] - i);
i = min;
i *= D_SCALE;
i += j;
break;
}
}
}
return i;
}
void Delayms(u16 dlayT)
{
u16 i,j;。