电子技术综合设计温度测量显示系统设计

二○一四～二○一五学年第二学期信息科学与工程学院
电子技术综合设计（一）课程设计报告
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
二○一五年六月十八日
一、设计任务
温度测量显示系统设计
在Proteus软件下，利用AT89C51系列单片机、A/D芯片ADC0831、OP07高精度单片运算放大器、TCK温度传感器、LED 等设计一个温度测量显示报警系统，外接至少4个LED数码管，将当前测量温度值显示在LED上。

根据系统的设计要求，温度传感器TCK输出信号经信号差动放大到0—5V，放大器的输出送ADC80C51进行A/D转换，A/D转换结果送单片机进行处理，最后将所测的温度在LED数码管上显示。

仿真时可在TCK温度传感器上手动修改输入当前环境温度值。

放大单片机LED显示
温度传感器A/D
报警灯
二、设计要求
1)测量范围为0℃～＋120℃，精度为1℃。

2)利用温度传感器测量某一点环境温度。

3)利用A/D转换将温度信号转换成电压信号，在LED数码管上
显示。

4)设置一个开关，当开关断开时LED显示个人学号的后4位数
字，当开关闭合时工作在测温报警显示状态，LED显示温度值。

5)设置2个指示LED灯，当温度低于80°时，绿灯亮，当温度
高于80°时，红灯亮报警。

6)扩展功能：语音报警。

7)所有单片机程序代码都用C语言编写。

8)用Proteus软件进行仿真。

报告要求:
1). 在报告中应对系统的设计思想、设计方法用文字详细说明，
有总体电路框图和Proteus连接图的截图。

2). 有程序者在报告中应有完整的程序清单(必需加注释)。

3). 有程序者在报告中应有完整的程序流程框图。

4). 谈谈自己通过这次设计实践的收获和体会。

课程考核方式
考查
要求：提交课程设计报告，设计报告内容包括设计任务，设计要求，软硬件设计，程序结果描述。

1）每人独立完成题目的基本功能。

包括设计报告、电路图和程序清单(带注释)，运行结果及有关运行说明。

2）程序检查。

分优、良、中、及格、不及格，如为不及格，需下一学年进行重修；
3) 课程设计报告，正规书写打印，否则不计成绩；
4) 验收时每位同学现场演示仿真结果，指导老师随时针对电路
设计、程序调试、代码功能等各个方面进行提问。

5) 设计报告若雷同或超过50%雷同，则以作弊论，作弊者本课程均计零分。

本课程无补考，只能下一学年进行重修。

三、各部分电路设计 1)温度测量电路设计
度测量电路要实现的目标是：将0～120度通过传感器测量，运算放大器放大的0～5V 的电压信号。

温度传感器选用Pa-t 传感器，放大器采用OP07E 放大器，温度信号输入采用差动放大形式，放大器输出为：
i i i U U U R R U 100200
20000
130===
即放大倍数为100倍。

在Proteus 中实测放大器输出数据为： 温度
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10
110
120
电压 0.00
0.43
0.83
1.24
1.66
2.07
2.49
2.91
3.33
3.75
4.17
4.58
5.00
从测试数据来看，本设计符合0～120C 0对应输出0～5V 电压要求。

温度测量电路
2）A/D转换器的设计
A/D转换的目标是将模拟量转化成数字量，选用ADC0831串行A/D 转换芯片做为温度测试系统的A/D转换芯片，设计电路如图所示：
3）LED显示电路设计
LED显示电路
4）报警电路设计
当温度低于80度时，绿灯亮；当温度高于80度时，红灯亮。

报警电路5）系统整体硬件电路设计
四、Proteus仿真调试及结果
1)温度显示结果
2)
学号显示
五、电路设计代码
#include<reg52.h> //52单片机头文件
#include<intrins.h> //特殊移位操作函数的头文件
#define uchar unsigned char //宏定义用来随后定义变量的时候简单定义
#define uint unsigned int //宏定义用来随后定义变量的时候简单定义
sbit CS=P3^7; //adc0831片选信号控制端
sbit CLK=P3^6; //adc0831时钟信号输入端
sbit DO=P3^5;//数据输出口
sbit led_red=P3^4;//报警灯信号控制
sbit led_green=P3^0;//绿灯信号控制端
sbit swi=P3^2;//读状态
uchar code
tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x39} ;//0-9数字编码
uchar code du[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//段选控制
uchar peng[]={4,0,5,2};//学号
uchar date;
void delay()//延时
{
int x,y;
for(x=1;x>0;x--)
for(y=180;y>0;y--);
}
void xianshi()//数码管显示函数
{ uchar i;
for(i=0;i<4;i++)
{
P1=du[i];
P2=tab[peng[i]]; //显示学号和温度，中间转换数组
delay();
}
}
uint Read_ADC0831()//AD转换函数，及时序实现{ uchar i,temp;
DO=1;
_nop_();
_nop_();
CS=0;
_nop_();
_nop_();
CLK=0;
_nop_();
_nop_(); CLK=1;
_nop_();
_nop_(); CLK=0;
_nop_();
_nop_(); CLK=1;
_nop_();
_nop_(); CLK=0;
_nop_();
_nop_();
for(i=0;i<8;i++) {
CLK=1;
_nop_();
_nop_(); temp<<=1; if(DO)
{
temp++;
}
CLK=0;
_nop_();
_nop_();
}
CS=1;
_nop_();
_nop_();
return(temp);//返回温度测量值
}
void main()
{
while(1)
{ swi=1;
if(swi==0)
{
date=Read_ADC0831();//读状态0831
date=(date)*1.0/255*500/4.16; //装换后数据
if (date>25)
date=date+1;
if (date>80)//温度大于80则红灯亮{led_red=0;
led_green=1;}
else//低于80则绿灯亮
{led_green=0;
led_red=1;}
peng[3]=10; //最高位
peng[0]=date%1000/100;//低位
peng[1]=date%1000%100/10;
peng[2]=date%1000%100%10;
xianshi();
}
else//显示学号
{peng[0]=4;
peng[1]=0;
peng[2]=5;
peng[3]=2;
xianshi();}
}
}
六、设计实践收获和体会
在本次题目的设计过程当中确实遇到了很多的问题，往往是自己能力所不能的解决的，所以有些东西还需借助网上帮助，proteus第一次使用，学习用了较长时间。

通过这次设计的成功使我的自信心大增，同时学习了更多设计知识。

在设计中用了ADC0831采集电压，通过温度传感器采集温度，并将温度信号变成电压信号，用放大器将微弱电压放大，放大到ADC0831可以检测的范围0~5V，分别对应温度0~120度。

用4个数码管来显示温度和我的学号，显示采用数码管扫描的动态显示。

通过操作段选和位选来实现。

通过按键来切换显示温度和学号。