温度采集系统课程设计报告.docx
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温度采集系统课程设计报告
课程设计
课程名称单片机原理与接口技术课程设计
题目名称温度采集系统
学生学院
专业班级
学号
学生姓名
2011年12月12日
一、设计任务与要求。
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二、方案设计与论证。
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三、电路基本原理及单元电路设计。
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3.1总电路图。
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3.2晶振电路。
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3.3复位电路。
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3.4温度报警范围最高最低点控制电路。
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3.5温度显示数码管驱动电路。
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3.6温度范围显示数码管驱动电路。
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3.7蜂鸣器和发光二级管。
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3.8实现上述任务的控制器整体流程图。
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四、安装。
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五、电路调试过程与结果。
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六、元器件清单。
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七、总结。
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八、附录。
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温度采集显示系统电路设计
一、设计任务与要求:
1、温度测量范围0~99℃
2、温度分辨率±1℃
3、选择合适的温度传感器
4、使用键盘输入温度的最高点和最低点
5、温度超出范围时候报警(报警温度不需要保存)
二、方案设计与论证:
1、单片机的选取:
本系统采用STM8S105C6T6单片机为控制核心优点突出,功能比51系列单片机更加强大,它能够运行各种程序,综合考虑单片机的各部分资源,,且因为我们学习的是stm8,因此此次设计选用STM8S105C6T6单片机作为核心处理器。
2、温度传感器的选取:
传感器是信号输入通道的第一道环节,也是决定整个测试系统性能的关键环节。
相比热敏电阻来说,DS18B20单总线数字式温度传感器灵敏度高,精度高,但本次课程设计对温度精度的要求不高,且因为DS18B20温度传感器需要初始化,价格也比热敏电阻高,综合考虑,本设计采用热敏电阻对温度信号进行采集。
3、显示器的选取:
显示系统是单片机控制系统的重要组成部分,主要用于显示各种参数的值,常用的显示器有CRT、LED、LCD等。
本设计用LED数码管显示需求片数并不多,观察方便,而LED数码管相对于其他显示器价格也比较便宜,成本也较低,所以本系统采用LED数码管显示。
4、温度采集显示系统电路的总体设计框图:
三、电路基本原理及单元电路设计
本设计使系统可以检测0~99℃范围内的温度,考虑到测温精度,设置显示数值精确到1℃,并且设置温度的上下限,当温度值超过上下限温度时,报警电路中的蜂鸣器鸣响,报警灯闪。
根据STM8S105C6T6的引脚特性,本设计中采用PB0~PB2和PD口作为四位数码管的驱动引脚,PA3~PA5作为外部中断的输入,PB4作为热敏电阻与单片机之间的信息传送。
PB5与蜂鸣器相接,控制蜂鸣器是否鸣响。
RST作为复位输入,当振荡器工作时,RST引脚出现2个机器周期以上高电平使单片机复位。
PB5与正常工作指示灯相连接,PB7引脚与报警灯相接,控制报警灯是否闪亮。
XTAL1振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2振荡器反相放大器的输出端。
1、总电路图:
本温度采集系统是在stm8s105c6t6最小系统的基础上设计的。
2、晶振电路
瓷片电容C1、C2是用来驱动晶振Y1的,因为晶振的大小是16M,所以选用20P的电容。
3、复位电路:
复位电路选用了10nF的电解电容和10K的电阻。
4、温度报警范围最高最低点控制电路:
按键S1和S2是用来设置温度报警范围上限的,S1是温度加1键,S2是温度减1键;按键S3和S4是用来设置温度报警范围下限的,S3是温度加1键,S4是温度减1键;
5、温度显示数码管驱动电路:
PE0~PE3是进行位选通的控制,PD口进行段选通的控制。
6、温度范围显示数码管驱动电路:
PC1~PC4是进行位选通的控制,PB口进行段选通的控制。
7、蜂鸣器和发光二极管:
三极管8550是作为蜂鸣器的驱动的作用的,R16、R17、R34作为限流电阻使用。
8、实现上述任务的控制器整体流程图:
四、安装:
1.焊接
工具:
电烙铁
由于对感光板的制作还不熟悉,stm8s芯片的引脚较密集,造成难度大,且感光板需要钻孔,所以此次还是选用了万用版,但同时也用protell99se绘制了原理图,以及PCB图。
五、电路调试过程与结果:
1、调试:
接入5V电源,观察数码管是否有显示。
若没有,则先用万用表测量电路是否短路或者虚焊,进一步检测元件是否因为焊接过程中热量过高而烧坏。
若有,则按下温度选择开关,调节温度的范围。
2、烧入程序并检测:
将写好的程序通过软件烧入STM8S105C6T6芯片内,装入电路。
接入5V电源,看电路是否符合设计的要求正常工作。
六、元器件清单:
原件名称
型号大小
数量
热敏电阻
10K
1
STM8S105C6T6
1
有源蜂鸣器
1
4位共阳LED数码管
2
按键
4
晶振
16M
1
PNP三极管
8550
9
电解电容
1uF、680nF
1
瓷片电容
20pF
2
100nF
4
10nF
1
金属膜电阻
1k、2K、10k、150
6、1、1、15
电路板
2
发光二极管
2
七、总结:
这次课程设计是自己第一次设计一个系统,包括前期的方案选取,原理图的绘制,程序的编写,实物的焊接,问题的查找等等,使我对之前的理论知识有了较好的巩固,同时也提高了自己的动手能力,然而也发现自己在理论知识方面存在很多不足,比如说,没能用感光板制作实物(用了万用板),对单片机的中断控制系统的掌握还不够,以至于采用了两个4位共阳LED数码管就可以解决上下限的设置问题,这样增加了设计的成本,经过这次,要吸取教训,提高自己的动手能力,如学会用感光板制作电路板;提高自己的理论知识,如掌握好单片机的中断功能等等。
但总的来说,至此课程设计还算成功!
八、实物展示:
九、附录:
参考文献:
1、潘永雄《STM8S系列单片机原理与接口技术》讲义(第二版)
2、潘永雄《新编单片机原理与应用》(第二版)
3、潘明,潘松《数字电子技术基础》
4、王为清邱文勋《51单片机应用开发案例精选》
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