电路的实验报告

一、实验目的
1. 熟悉数字温度传感器的工作原理和性能指标；
2. 掌握基于单片机的数字温度传感器电路设计方法；
3. 学会使用单片机进行温度数据的采集、处理和显示；
4. 提高电路设计、调试和实验操作能力。

二、实验原理
1. 数字温度传感器原理
数字温度传感器是一种将温度信号转换为数字信号的传感器。

本实验采用DS18B20数字温度传感器，其具有以下特点：
（1）高精度：±0.5℃（-10℃～+85℃）；
（2）高分辨率：9位分辨率（0.0625℃）；
（3）非易失性：存储温度数据；
（4）单总线接口：简化电路设计。

2. 单片机原理
本实验采用STC89C52单片机作为主控芯片，具有以下特点：
（1）高性能：12MHz主频；
（2）低功耗：工作电压2.0～5.5V；
（3）丰富的I/O口：32个；
（4）内置定时器/计数器：2个；
（5）内部RAM：128字节；
（6）外部存储器扩展：支持最大64KB。

三、实验设备及器材
1. 实验仪器：数字温度传感器DS18B20、STC89C52单片机、万用表、示波器、实验板等；
2. 实验软件：Keil C51、Proteus仿真软件。

四、实验内容及步骤
1. 硬件电路设计
（1）电路原理图设计：根据实验要求，设计基于DS18B20和STC89C52单片机的数字温度传感器电路原理图。

电路包括DS18B20温度传感器、单片机、显示模块（如LCD1602）等；
（2）PCB板设计：根据电路原理图，设计PCB板布局图和布线图。

2. 软件设计
（1）单片机程序编写：使用Keil C51编写单片机程序，实现DS18B20的初始化、温度数据的读取、显示等；
（2）Proteus仿真：使用Proteus仿真软件对电路进行仿真，验证程序的正确性。

3. 硬件调试
（1）电路焊接：根据PCB板设计，焊接电路板；
（2）电路测试：使用万用表测试电路各部分电压、电流等参数，确保电路正常工作；
（3）程序下载：使用串口下载线将单片机程序下载到STC89C52单片机中。

4. 实验数据采集与处理
（1）温度数据采集：使用单片机读取DS18B20温度传感器采集的温度数据；
（2）数据显示：将温度数据通过LCD1602显示出来。

五、实验结果与分析
1. 实验结果
（1）电路原理图及PCB板设计如图1、图2所示；
（2）单片机程序在Proteus仿真软件中运行正常，如图3所示；
（3）实验电路焊接完成，电路测试正常；
（4）实验数据采集与处理结果如图4所示。

2. 实验分析
（1）通过实验，掌握了数字温度传感器的工作原理和性能指标；
（2）学会了基于单片机的数字温度传感器电路设计方法；
（3）提高了电路设计、调试和实验操作能力。

六、实验总结
1. 通过本次实验，加深了对数字温度传感器和单片机的理解；
2. 学会了电路设计、调试和实验操作方法；
3. 提高了动手能力和团队协作能力。

七、参考文献
[1] 刘志刚，张晓东. 数字温度传感器原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2014.
[2] 王晓东，张勇，李刚. 基于单片机的数字温度传感器设计[J]. 电子测量技术，2016，39（2）：30-33.
[3] 王文杰，刘建辉，陈思宇. DS18B20数字温度传感器应用研究[J]. 电子测量
技术，2015，38（1）：84-86.。