数字温度计的设计与制作实验报告.docx
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数字温度计的设计与制作实验报告.docx
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数字温度计的设计与制作实验报告
重庆邮电大学通信与信息工程学院
班级GJ011201
小组成员
徐睿2012210460
李易晓2012210057
张地根2012210114
指导老师邓炳光
数字温度计的设计与制作实验报告
设计要求
1,数字温度计设计与制作:
利用之前绘制的“C51学习板”掌握的SCH和PCB图知识,绘制一个基于STC89C51的单片机系统,增加温度采集0~120度,温度显示要求3位整数+1位小数,电路原理图和PCB图
2,SCH必须按照规范进行绘制。
3,系统还要求具备电源指示灯,外部使用MINI-USB进行5V供电,在满足要求的情况下,使用的元器件越少越好;温度采集可以用模拟或数字器件、显示可以用LCD或数码管。
4,PCB板要求使用底层走线,元器件在顶层。
5,PCB板上标识自己的学号、姓名。
6,PCB板大小,满足元器件布局的情况下,尽可能减少面积。
7,PCB审查正确后,进行单面板腐蚀的相关操作:
热转印、腐蚀、钻孔、裁剪等。
元器件自行购买,然后焊接,调试,编写单片机程序,完成设计报告。
设计步骤
一主要原器件的选择
控制模块:
STC89C52
温度采集模块:
DS18B20
显示模块:
8位共阴数码管
二原理图的绘制
1新建一个工程,在AltiumDesigner软件中的“File”选项中选择“New→Project→PCBproject”,然后保存工程至文件夹中(文件名定义要规范)。
2纸张配置,在Design选项中单击左键,选择DocumentOptions项,然后根据原理图的要求选择合适的配置。
3展开工程管理标签、元器件库。
4填写图纸信息。
(项目名称、图纸名称、版本、序号、作者。
)
5元器件绘制。
1)创建元件库;
2).绘制元器件;
3)完善元器件属性;
6.修改元器件名字;
7.同一个库中增加其他元器件;
8.打开原理图库管理标签。
1)元器件放置。
2)元器件摆放、连线。
(按格点对齐。
)
3)修改元器件值。
4)完成图纸。
5)生成Bom表。
三PCB图绘制
1)封装设计。
1.确定需要做的PCB封装。
2.获取PCB封装物理尺寸。
3.创建PCB封装文件。
4.创建PCB封装。
5.绘制PCB封装。
2)绘制PCB图。
1.创建PCB图。
2.绘制板型:
选择Keep-OutLayer,调整格点、重新定位原点、绘制轮廓线。
3.导入元器件。
4.摆放元器件。
5.走线:
底层走线:
BottomLayer,处理全部与拉线。
6.规则检查:
Tools/DesignRuleCheck。
7.排除错误。
8.调整丝印,加板名称,调整线宽。
四制作板子
·单面板腐蚀
·热转印
1.准备热转印纸:
A4大小
2.打印PCB图:
至热转印纸的光滑面
3.裁剪单面板:
根据图像大小
4.打磨单面板覆铜面:
去除表面氧化膜
5.进行热转印
1)将热转印纸的光滑面与单面板覆铜面紧密贴合并用胶带固定;
2)送至热转印机反复加热。
6.检查:
如有断线处用马克笔填补
·腐蚀
1.勾兑腐蚀剂
2.进行腐蚀
1)将热转印完成的单面板置于装有腐蚀剂的容器中;
2)轻轻摇晃容器5-10分钟至腐蚀完全。
·钻孔
1.钻孔:
根据图像进行钻孔,注意钻孔力度适中、位置准确
2.清洗:
砂纸打磨去除铜面黑色石墨覆盖层并冲洗。
·焊接
1.准备元器件:
自行购买
2.装载元器件
3.进行焊接:
注意焊点准确
四导入程序并进行调试
程序设计流程图
五实验总结
在画原理图的时候,我们要正确找到引脚,和摆放引脚的位置,各器件也要一一对应,切不可弄错了,画完后,我们要进行封装,封装的时候我要注意各器件的值,要确保每一步骤都正确无误,直至画pcb的图,进行pcb的图绘制的时候,我们要正确布线,确保每一布线都不会交叉或者合在一块的情况,保证电路的正确运行。
出现的问题及解决:
封装时没有正确封装,导致器件不行,最后经过检查进行纠正了
布线时,线会有一些不合理走位的情况,怕会影响电路运作,所以在有个地方的走线,我们选择了飞线解决了这一问题。
第一次导入程序的时候,电源指示灯没亮,但是我们把板子上的电源指示灯拆下,重新装上,第二次就可以使用了。
六附件图
Bom表
SCH图
PCB图
程序
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharcodedispcode1[]={0xfa,0x82,0xb9,0xab,0xc3,
0x6b,0x7b,0xa2,0xfb,0xeb};//0~9共阴显示子码
ucharcodedispcode2[]={0xfe,0x86,0xbd,0xaf,0xc7,
0x6f,0x7f,0xa6,0xfe,0xee};//0~9的小数点共阴显示子码
/********************************************************************
以下是DS18B20的操作程序
********************************************************************/
sbitDQ=P1^0;
unsignedchartime;//设置全局变量,专门用于严格延时
/*****************************************************
函数功能:
延时1ms
(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒),可以认为是1毫秒
***************************************************/
voiddelay1ms()
{
unsignedchari,j;
for(i=0;i<4;i++)
for(j=0;j<33;j++);
}
/*****************************************************
函数功能:
延时若干毫秒
入口参数:
n
***************************************************/
voiddelaynms(unsignedcharn)
{
unsignedchari;
for(i=0;i delay1ms(); } /***************************************************** 函数功能: 将DS18B20传感器初始化,读取应答信号 出口参数: flag ***************************************************/ bitInit_DS18B20(void) { bitflag;//储存DS18B20是否存在的标志,flag=0,表示存在;flag=1,表示不存在 DQ=1;//先将数据线拉高 for(time=0;time<2;time++)//略微延时约6微秒 ; DQ=0;//再将数据线从高拉低,要求保持480~960us for(time=0;time<200;time++)//略微延时约600微秒 ;//以向DS18B20发出一持续480~960us的低电平复位脉冲 DQ=1;//释放数据线(将数据线拉高) for(time=0;time<10;time++) ;//延时约30us(释放总线后需等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲) flag=DQ;//让单片机检测是否输出了存在脉冲(DQ=0表示存在) for(time=0;time<200;time++);//延时足够长时间,等待存在脉冲输出完毕 return(flag);//返回检测成功标志 } /***************************************************** 函数功能: 从DS18B20读取一个字节数据 出口参数: dat ***************************************************/ unsignedcharReadOneChar(void) { unsignedchari=0; unsignedchardat;//储存读出的一个字节数据 for(i=0;i<8;i++) { DQ=1;//先将数据线拉高 _nop_();//等待一个机器周期 DQ=0;//单片机从DS18B20读书据时,将数据线从高拉低即启动读时序 dat>>=1;//将dat向右移一位后再赋给dat _nop_();//等待一个机器周期 DQ=1;//将数据线"人为"拉高,为单片机检测DS18B20的输出电平作准备 for(time=0;time<2;time++) ;//延时约6us,使主机在15us内采样 if(DQ==1) dat|=0x80;//如果读到的数据是1,则将1存入dat else dat|=0x00;//如果读到的数据是0,则将0存入dat //将单片机检测到的电平信号DQ存入r[i] for(time=0;time<8;time++) ;//延时3us,两个读时序之间必须有大于1us的恢复期 } return(dat);//返回读出的十进制数据 } /***************************************************** 函数功能: 向DS18B20写入一个字节数据 入口参数: dat ***************************************************/ voidWriteOneChar(unsignedchardat) { unsignedchari=0; for(i=0;i<8;i++) { DQ=1;//先将数据线拉高 _nop_();//等待一个机器周期 DQ=0;//将数据线从高拉低时即启动写时序 DQ=dat&0x01;//利用与运算取出要写的某位二进制数据, //并将其送到数据线上等待DS18B20采样 for(time=0;time<10;time++);//延时约30us,DS18B20在拉低后的约15~60us期间从数据线上采样 DQ=1;//释放数据线 for(time=0;time<1;time++) ;//延时3us,两个写时序间至少需要1us的恢复期 dat>>=1;//将dat中的各二进制位数据右移1位 } for(time=0;time<4;time++) ;//稍作延时,给硬件一点反应时间 } /***************************************************** 函数功能: 显示温度的整数部分 入口参数: x ***************************************************/ voiddisplay_temp1(unsignedcharx) { unsignedcharj,k,l;//j,k,l分别储存温度的百位、十位和个位 j=x/100;//取百位 k=(x%100)/10;//取十位 l=x%10;//取个位 P2=0xfb; P0=dispcode2[l]; delaynms (1); P2=0xfd; P0=dispcode1[k]; delaynms (1); P2=0xfe; P0=dispcode1[j]; delaynms (1);//延时1ms给硬件一点反应时间 } /***************************************************** 函数功能: 做好读温度的准备 ***************************************************/ voidReadyReadTemp(void) { Init_DS18B20();//将DS18B20初始化 WriteOneChar(0xCC);//跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44);//启动温度转换 for(time=0;time<100;time++) ;//温度转换需要一点时间 Init_DS18B20();//将DS18B20初始化 WriteOneChar(0xCC);//跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0xBE);//读取温度寄存器,前两个分别是温度的低位和高位 } /***************************************************** 函数功能: 主函数 ***************************************************/ voidmain(void) { unsignedcharTL;//储存暂存器的温度低位 unsignedcharTH;//储存暂存器的温度高位 unsignedcharTN;//储存温度的整数部分 unsignedcharTD;//储存温度的小数部分 delaynms(5);//延时5ms给硬件一点反应时间 while (1)//不断检测并显示温度 { ReadyReadTemp();//读温度准备 TL=ReadOneChar();//先读的是温度值低位 TH=ReadOneChar();//接着读的是温度值高位 TN=TH*16+TL/16;//实际温度值=(TH*256+TL)/16,即: TH*16+TL/16 //这样得出的是温度的整数部分,小数部分被丢弃了 TD=(TL%16)*10/16;//计算温度的小数部分,将余数乘以10再除以16取整, //这样得到的是温度小数部分的第一位数字(保留1位小数) P2=0xf7; P0=dispcode1[TD];//显示小数部分 display_temp1(TN);//显示温度的整数部分 delaynms (1); } }
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- 关 键 词:
- 数字 温度计 设计 制作 实验 报告
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