温度传感器设计报告

1、温度传感器设计报告XX工程学院班级姓名一、设计电路1、设计要求2、设计目的二、设计原理1、设计模块图2、温度感测器LM351）、LM35简介：2）、LM35封装介绍：3、单片机 AT89C514、ADC080介绍1）主要特性2）.内部结构3）.外部特性（引脚功能）三、原理图1、温度采集模块 2、单片机控制及AD转换模块3、显示模块4、报警模块5、电源模块6、总电路原理图四、PCB图五、程序六、实物展示1、_完成品2、接电展示七、元器件清单八、总结亠、设计电路1、设计要求1）、温度低于或超出设定温度范围时发出报警2）、温度值可在数码管上实时数字显示。3）、报警温度可以由人工自由设定。2、设计目的

2、1）、在学完了电子设计与制作课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的 基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。2）、熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法，了解数字钟的组成及工作原理3）、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。4）、培养书写综合设计实验报告的能力1、设计原理1、设计模块图单rA温度米集模块LJ片A显示模块机1键盘输入模块1X.J控A蜂鸣器报警模块1制图1:模块图2、温度感测器LM351）、LM35简介：LM35是由Nationa

3、l Semiconductor 所生产的温度感测器，其输出电压与摄氏温标 呈线性关系，转换公式如式（1），0时输出为0V,每升高1°，输出电压增加10mV LM35有 多种不同封装型式，外观如图1所示。在常温下，LM35不需要额外的校准处理即可达到 C CC41 土的准确率。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其接脚如图2所示，正负双电源的供电模式可提供负温度的量测；两种接法的静默电流-温度关系如图3所示，单电源模式在25°下静默电流约50卩A,非常省电。2）、LM35封装介绍:图 2：封装形式 1图 3 ：封装形式 2图 4:封装形式 4 （此次采用的封装）3、单片机

4、 AT89C51AT89C5是美国ATME公司生产的低电压，高性能CMOS位单片机，片内含4k bytes的可 反复擦写的只读程序存储器（PERO）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM，器件采用 ATME公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-5指令系统，片内置通用8位中 央处理器（CPU和Flash存储单元，功能强大AT89C5单片机可为您提供许多高性价比的应 用场合，可灵活应用于各种控制领域。功能特性概述:AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM 32个I /O 口线，两个 16位定时计数器，一个 5向量两级中断结构，一个

5、全双工串行通信口，片内振 荡器及时钟电路。同时，AT89C5可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工 作模式。空闲方式停止CPU勺工作，但允许RAM定时/计数器，串行通信口及 中断系统继续工作。 掉电方式保存RA中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。引脚功能说明：1、Vcc：电源电压2、GND 地3、P0 口： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I /O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动 8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高 阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低

6、8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FIash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。4、 P1 口： P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I /O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或 输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电 平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号 拉低时会输出一个电流（IIL ）。FIash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。5、 P2 口： P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I /O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收 或输出电流）4

7、个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高 电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信 号拉低时会输出一个电流 （IIL ）。在访问外部程序存储器或 16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXDF指令，时，P2 口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数 据存储器（如执行MOVXR旨令）时，P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR 区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2亦接收高位 地址和其它控制信号。6、P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8位双向I /O 口。P3 口输出缓冲级

8、可驱动（吸 收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3 口写入“ 1”时，它们被内部上拉电阻拉高 并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（ IIL ）。P3 口除了作为一般的I /O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：图5P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。7、RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复 位。8 ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用 于锁存地址的低 8位字节。即使不访问外部存储器， ALE 仍以时钟振荡频率的 l 6

9、 输 出固定的正脉冲信号， 因此它可对外输出时钟或用于定时 目的。要注意的是：每当访问外部数据存 储器时将跳过一个ale脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR区中的8EH单元的DO位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVXMOV指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱 拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE无效。9、 PSEN程序储存允许（PSEN输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89C51由外部 程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEI有效，即输出两个脉冲。在此 期间，当访问外

10、部数据存储器，这两次有效的 PSEN!号不出现。10、EA/VPP外部访问允许。欲使CP仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH，EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA 端状态。如EA端为高电平（接VC（端），CP则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储 器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电 压 Vppo11、XTAL1振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。12、XTAL2振荡器反相放大器的输出端。图 6 AT89C51 引脚图4、ADC0809介绍1）主要特性1） 8路8位

11、A/ D转换器，即分辨率8位。2）具有转换起停控制端。3）转换时间为100卩s4）单个+ 5V电源供电5）模拟输入电压范围0+5V,不需零点和满刻度校准。6）工作温度范围为-40+ 85摄氏度7）低功耗，约 15mWo2）内部结构ADC0809是 CMO单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图13. 22所示，它由8 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D/A转换器、逐次逼近3）.外部特性（引脚功能）图7 ADC0809引脚图ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图 13. 23所示。下面说明各引脚 功能。IN0IN7: 8路模拟量输入端。2-1 2-8：8 位

12、数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路ALE地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START A/D转换启动信号，输入，高电平有效。EOC A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转 换期间一直为低电平） 。OE数据输出允许信号，输入，高电平有效。当 A/D转换结束时，此端输入一个 高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于 640KHZREF（+）、REF（- ）：基准电压。Vcc：电源，单一+ 5V。GND 地。ADC0809勺工作过程是：首先输入 3位地址，并使ALE=1

13、,将地址存入地址锁存器 中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START!升沿将逐次逼近寄存器复位。 下降沿启动A/D转换，之后EOC俞出信号变低，指示转换正在进行。直到 A/D转换完成, EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。 当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。三、原理图1、温度采集模块图 8 温度采集模块2、单片机控制及 AD 转换模块图9单片机控制及AD转换模块3、显示模块图 9 显示模块4、报警模块图 10 报警模块5、电源模块图 11 电源模块6、总电路原理图图 12-1 总电路原理图图 12

14、-2 电路总原理图四、PCB图图 13-1 PCB 封装图图 13-2 PCB 封装图五、程序#include <reg51.h>sbit CLK = P2A2;sbit LED_Red =卩2八6;sbit Bee= P2A5;sbit LED_Green = P2A7;sbit ON= P1A0;sbit CLK_164 = P2A0;sbit DATA_164 = P2A1;sbit ST= P3A5;sbit EOC= P3A7;sbit OE = P3A6;sbit PinA= P3A0;sbit PinB = P3A1;sbit PinC= P3A2;sbit S1=

15、P1A1;sbit S2= P1A2;unsigned char code a = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unsigned char b=0x76,0x38,0x3f,0x71,0x73;unsigned int t1,t2,tp1,tp2,tp,i,g,f,z,h=30,l=10;longdelay()for(g=0;g<32600;g+);delayz()delayf()for(f=0;f<2600;f+);void delay(unsigned int t) unsigned char k; whi

16、le(t-)for(k=0; k<125; k+);void write164(unsigned char n)unsigned char i,tmp; for(i=0;i<8;i+) tmp=n;DATA_164=tmp&0x80; CLK_164=0;delayz(); n<<=1;CLK_164=1; void InitIO()P0 = 0xff;PinA = 0;PinB = 0;PinC = 0;ST = 1;OE = 1;EOC = 1;void LongDelay(unsigned int i)unsigned int j; for(;i>0

17、;i-) for(j=100;j>0;j-);void StartADC(unsigned char Address) PinC = (bit) (Address & 0x04);PinB = (bit) (Address & 0x02);PinA = (bit) (Address & 0x01); ST = 0;LongDelay(5);ST = 1;unsigned int ReadData(void) unsigned int temp;while(!EOC);OE = 0;delay(4);temp = P0 & 0xff;return(temp)

18、;void main(void)write164(b3);write164(b3);write164(b2);while(ON=1);while(ON=0);TMOD=0x02;EA =1;ET0 =1;TH0=0xFE;TL0=0xFE;InitIO();TR0=1;while(1)write164(ah%10);write164(ah/10);write164(b0);longdelay();longdelay();write164(al%10);write164(al/10);write164(b1);longdelay();longdelay();if(S1=0)write164(at

19、p1%10);write164(atp1/10);write164(a1);while(S1=1);while(S1=0);if(S2=0)write164(atp2%10);write164(atp2/10); write164(a2); while(S2=1); while(S2=0);StartADC(0);t1=ReadData();tp1=(t1*100/255);StartADC(1);t2=ReadData();tp2=(t2*100/255);tp=(tp1+tp2)/2; write164(atp%10); write164(atp/10); write164(b4);longdelay();longdelay();longdelay();if(tp>h)LED_Red=0;Bee=0; delayf();Bee=1; delayf();