简易数字温度采集系统设计

电子技术课程设计

题目: 简易数字温度采集系统设计

学生姓名

专业

班级

指导教师

成绩

工程技术学院

2015 年12 月

*1、前言

最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路（IC）和微处理器技术的发展，电子技术得到了的迅猛发展，数字电路应用广泛，电子技术深入各个领域。通过这一电子技术课程设计来让我们熟悉理论知识与实践相结合的综合训练，从而达到对我们运用能力进行检查和综合素质的培养。

*1.1课程设计要求与目的

1.1.1基本设计要求与原则

本次课程设计的所选题目是简易温度数字采集系统设计。该系统的电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此温度采集系统可以测量得温度范围—55~+125℃并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。

整个课程设计以先设计，再仿真，最后进行实物焊接与调试的步骤进行。

基本要求：

1、能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。

2、根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

3、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。

4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。

基本原则：

1，小组团队设计不能从网上下载，自己动手编排电路，流程图，编写程序。

2，电路图必须采用PROTEL软件绘制，用multisim或者proteus软件仿真，并提交程序及结果、课程论文电子版。

1.1.2设计的基本目的

1.课程设计是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练的能力。

2.注重培养学生正确的设计思想，掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。

3.培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

4.提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。

5.在知识传授与能力和素质培养的关系上，树立注重素质教育，融传授知识、培养动手能力。

目录

*1、前言 (1)

*1.1课程设计要求与目的 (1)

第一章：系统总体设计及方案论证 (4)

1.1系统总体设计 (4)

1.2本系统工作流程 (4)

第二章单元电路的设计与分析 (8)

2.1 温度采集模块 (8)

2.2 单片机系统 (11)

2.3 数码管显示系统设计 (13)

2.4 总体电路设计 (13)

2.5 程序设计总方案 (13)

2.6 设计仿真与初步调试 (15)

第三章电路的安装与调试 (16)

3.1 焊接、安装方法 (16)

3.2 调试 (16)

3.3过程中所出现的问题及其解决 (16)

3.4实验测试结果 (17)

第四章体会、总结 (19)

附元件明细表 (20)

附原理图 (20)

附PCB设计图 (21)

附：C语言程序 (22)

参考文献 (27)

第一章：系统总体设计及方案论证

1.1系统总体设计

本章主要内容是论述基于单片机的温度采集系统的总体设计以及方案论证。本系统主要包括三大模块：温度传感器模块、数据处理模块及显示模块。功能模块具体实现的器件的不同，将直接影响整个系统的性能及成本，为了达到高效、

实用的目的，在系统设计之前的方案论证是十分重要的。

硬件电路设计由5个部分组成; 温度采集电路，STC89C52RC单片机系统，LED数码管显示系统、时钟电路、复位电路以及被测量温度输入。硬件电路设计框图如图1-1所示。

图1-1 数字温度计系统硬件设计框图

1.2本系统工作流程

见图1-2

系统上电初始化

DS18B20进行数据的采集并将数据

以二进制的形式传至单片机

单片机对数据进行处理

图1-2系统工作流程

1.2.1单片机 该部分的功能不仅包括向温度传感器写入各种控制命令、读取温度数据、数据处理。单片机是整个系统的控制核心及数据处理核心。

本设计采用的AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

与AT89C52相比，AT89S52在工艺上进行了改进，89S52采用0.35新工艺，成本降低,而且将功能提升,增加了竞争力。而且AT89S52具有ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离,速度更快、稳定性更好，烧写电压也仅仅需要4～5V 即可。AT89S52最高工作频率为33MHz ，AT89C52的极限工作频率是24MHz 。AT89S52内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。

AT89S52具有以下标准功能： 8k 字节Flash ，256字节RAM ，32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM 、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

1.2.2温度采集与传感器 本部分的主要作用是用传感器检测模拟环境中的温度信号，温度传感器上电流将随环境温度值线性变化。再把电流信号转换成电压信号，使用A/D 转换器将模拟电压信号转换成单片机能够进行数据处理的数字电压信号，

本设计采用的