电子技术综合设计一设计报告

二○一六～二○一七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○一九年月二日

1、课程设计内容及要求：

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ADC0831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。

设计要求：

1)测量范围为0℃～＋120℃。

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)所有单片机程序代码都用C语言编写。

7)Proteus软件进行仿真。

报告要求:

(1). 在报告中应对温度测量系统的设计思想、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). 在报告中应有完整的程序清单(必需加注释)。

(3). 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。

目录

1 设计任务与要求 (5)

1.1 设计任务 (5)

1.2 技术指标 (5)

1.3 题目评析 (6)

1.4 设计的主要内容 (6)

2 系统总体方案及硬件设计 (7)

2.1 单片机最小系统电路设计 (7)

2.2 温度检测电路设计 (9)

2.3 放大电路设计 (10)

2.4 A/D转换电路设计 (11)

2.5 LED显示电路 (12)

2.6 总体电路设计 (13)

2.7 元器件清单 (13)

3 软件设计 (14)

3.1 程序设计清单 (14)

3.2 程序流程框图 (20)

4 proteus软件仿真 (20)

4.1 软件仿真步骤 (21)

5 总结 (22)

5.1 收获与体会 (22)

1 设计任务与要求

1.1 设计任务

本次设计实践任务是利用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。

1.2 技术指标

1)测量范围：测量范围为0℃～＋120℃，精度为1℃。

2)测量范围：能够利用温度传感器测量某一点环境温度。

3)显示要求：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)初始状态与工作状态要求：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)阈值要求：设置2个指示LED灯，当温度低于80℃，绿灯亮，当温度高于80℃时，红灯亮报警。

6)程序要求：所有单片机程序代码都用C语言编写。

7)仿真要求：Proteus软件进行仿真。

1.3 题目评析

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ADC0831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。

1.4 设计的主要内容

本次设计是利用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，根据设计要求利用热电偶特性的温度传感器TCK，TCK的冷端t0恒定，热电偶产生的热电动势只随热端(测量端)温度的变化而变化，即一定的热电动势对应着一定的温度。因此当温度改变时，TCK两端的热电动势就会改变，然后利用OP07高精度单片运算放大器将电压值放大之后，经过A/D转换后，将数据传输到单片机进行数据的处理，然后在显示电路上显示，这样就可以将被测温度显示出来。设计需要用到A/D转换电路，由于温度变化一度电阻的变化很小，放大倍数是根据最大测量温度确定的即温度变化1℃时输出的电压变化量很小，这么小的电压不能改变ADC0808输出的一个数字信号，所以也需要对tck输出的电压进行放大。

图1 系统总体设计框图

2 系统总体方案及硬件设计

2.1 单片机最小系统电路设计

本设计采用AT89C51单片机作为整个系统的核心，

其引脚图如图所示： XT AL2

18

XT AL1

19

ALE 30EA

31

PSEN 29RST

9

P0.0/AD0

39P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.7

8

P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT 012P3.3/INT 1

13P3.4/T014P3.7/RD

17

P3.6/W R 16P3.5/T115U189C51

P2P2P2P2P2

P0

P0P0P0P0P0P0P0

P2

由图可知单片机有40个引脚，大致可分为4类：

⒈ 电源: VCC - 芯片电源，接+5V ；VSS - 接地端；

⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊ 控制线:控制线共有4根，