温度检测实训报告

电子系统综合设计报告设计课题：温敏电阻数字温度计的设计

专业班级：15电气工程（1）班

学生姓名：傅XX

指导教师：罗XX

设计时间：2016.12.5-2016.12.14

物理与电子工程学院

温敏电阻数字温度计的设计

一、设计任务与要求

设备整机结构及硬件电路框图根据设计要求与设计思路，设计硬件电路框图如下图所示，按照系统设计功能的要求，确定系统由4个模块组成：主控

制器、测温电路、显示电路和报警电路。AT89C51对LCD1602初始化、

温度采集、温度转换、液晶显示屏显示、蜂鸣器的驱动。

本装置详细组成部分如下：

a.主控模块：AT89C51片机；

b.测温电路：103温敏电阻；

c.显示电路：LCD1602液晶显示屏；

d.报警电路：无源蜂鸣器。

5．设计目标：

（1）搭建一个单片机最小系统；

（2）通过温敏电阻检测温度，拟合曲线频率和温度的关系，通过程序，将温度显示在LCD1602上。

二、方案设计与论证

1．单片机选择

采用STC89C52芯片，STC89C52是我们较为常用的一种单片机，对其烧写调试都比较熟悉，所以选之为本次使用的单片机，避免给本次设计带来新的设计压力。2．测温电路：103温敏电阻、555震荡电路

103温敏电阻的特点：

1)搭配555振荡电路即可产生一定频率的脉冲；

2)电气性能佳，可焊性好；

3)测量温度范围在－40℃到＋125℃之间；

4)价钱合适，性价比高

热敏电阻与温度对照表：

555振荡电路的特点：

电源接通时，555的3脚输出高电平，接至单片机T0口。同时电源通过R1R2向电容C充电，当C上的电压到达555集成电路6脚的阀值电压（2/3电源电压）时，555的7脚把电容里的电放掉，3脚由高电平变成低电平。当电容的电压降到1/3电源电压时，3脚又变为高电平，同时电源再次经R1R2向电容充电。这样周而复始，形成振荡。电路简单并且稳定性好。

3.显示模块的选择:LCD1602液晶显示

LCD1602特点：

a.耗电量较传统CRT相比较小

b.体积轻巧，不占地方

c.显示内容丰富

d.可以精简为四线传输

各个拐角作用如下表：

4.报警电路：蜂鸣器

蜂鸣器优点：

1．程序控制方便

2．频率可调

三、单元电路设计与参数计算

1．振荡电路的设计

晶体和电容决定了单片机的工作时间精度为1微秒。晶体可在1.2-12MHz 之间选择。由于本次设计涉及到串口通信模块，考虑其波特率设置问题，所以本次设计采用12MHz的石英晶体片。对电容无严格要求，但它的取值对振荡频率输出的稳定性、大小及振荡电路起振速度有一点影响。C1和C2可在20-100PF之

间取值，一般情况取20PF。振荡电路的电路图如图1所示。Y1为12MHz的晶振，C1与C2是22PF的普通电容。C1、C2、Y1三者一起构成了石英振荡器。

图1：晶振模块

2.显示电路的设计

1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。具体电路如图 3 所示：

图2:LCD1602

3.测温电路的设计

通过555定时器和103温敏电阻结合，设计测温电路。

具体电路如图 3 所示：

图3：测温模块

4.报警电路的设计

连接一个无源蜂鸣器在设计需要的情况下进行报警。

其具体电路如图 4所示：

图4：报警电路模块

五、原理图、PCB、仿真运行图及元件清单（附录）

六、硬件设计调试

1.检测元器件

在领到元件后，我们必须首先确保所领的元件都是能正常工作的，从而能减

少焊接后的许多调试的麻烦。如何检测元器件是否能正常工作呢，我觉得最好的方法就是将器件放在成品的电路板上测试，以验证其是否能正常工作时最好的方法。若没有成品电路，我们则只能做一些最基本的外科式的检测，如用电压表检测其引脚测试其阻抗，以及接上电源后其，各个引脚的电压是否正常。

2.焊接及调试

在单面板上涂一层助焊剂，对照原理图将元件合理安装在单面板上，检查元件位置是否正确。检查无误后，用电烙铁将每个元件用焊锡焊牢，保证每个元件不虚焊。在焊元件时根据不同元件耐热性能尽量减少焊接时间。焊集成块时，先焊插槽。焊接完毕后用万用表检查是否短路和断路。通电后检测各个引脚上的电压是否与期望值相符或相近。

七、软件设计调试

1.程序流程图：

图8：实物图

八、结论与心得

在做之前,我以为很简单,就像以前做物理实验一样,做完实验能够两下子就将实验报告做完。直到板子做出来，我才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比，使我受益匪浅。

做的时候一定要一步一步来，仿真要通过了才能进行下一步实物的制作。期间学到了电容的读数，因为电容使用的不正确，所以一直无法达到预期效果。程序部分我学到一个很方便的显示语句比原先书上的简单很多。两周的实训让我学到了不少使用的知识，更重要的是，这个过程，还有思考问题的方法，这是通用的。期间培养了良好的工程素质和科学道德，例如合作精神、交流能力、独立思考、测试前沿信息的捕获能力等；提高了自己动手能力，培养理论联系实际的作风，增强创新意识。

经过这次实训设计，我觉得自己学到了不少东西。以前我们基本上是学习书本上的知识，只懂得理论，通过这次实际的操作和锻炼，学会了怎样查阅资料和利用工具书，怎样制作电路图。当在设计过程中需要用一些不曾见过的东西或不