題目： 溫度控制器的設計
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第一章課程設計要求及電路說明 3
1.1課程設計要求與技術指標 3
1.2課程設計電路說明 4
第二章課程設計及結果分析 6
2.1課程設計思想 6
2.2課程設計問題及解決辦法 6
2.3除錯結果分析 7
第三章課程設計方案特點及體會 8
3.1 課程設計方案特點 8
3.2 課程設計心得體會 9
參考文獻 9
附錄 9
1.1 課程設計要求與技術指標
溫度控制器的設計
設計要求與技術指標：
1、設計要求
（1）設計乙個溫度控制器電路；
（2）根據效能指標，計算元件引數，選好元件，設計電路並畫出電路圖；
（3）撰寫設計報告。
2、技術指標
溫度測量範圍0—99℃，精度誤差為0.1℃；led數碼管直讀顯示；溫度報警指示燈。
1.2課程設計電路說明
1.2.1系統單元電路組成
溫度計電路設計總體設計方框圖如圖1所示，控制器採用微控制器at89s51，溫度感測器採用ds18b20，用3位led數碼管以串列埠傳送資料實現溫度顯示。
1.2.2設計電路說明
主控制器：cpu是整個控制部分的核心,由stc89c52晶元連同附加電路構成的微控制器最小系統作為資料處理及控制模組.
顯示電路：顯示電路採用4個共陽led數碼管，用於顯示溫度計的數值。
報警電路：報警電路由蜂鳴器和三極體組成，當測量溫度超過設計的溫度時，該電路就會發出報警。
溫度感測器：主要由ds18b20晶元組成，用於溫度的採集。
時鐘振盪：時鐘振盪電路由晶振和電容組成，為stc89c52晶元提供穩定的時鐘頻率。
2.1課程設計
2.1.1設計方案論證與比較
顯示電路方案
方案一：採用數碼管動態顯示
使用乙個七段led數碼管，採用動態顯示的方法來顯示各項指標，此方法**成本低，而且自己也比較熟悉，實驗室也常備有此元件。
方案二：採用lcd液晶顯示
採用1602 lcd液晶顯示，此方案顯示內容相對豐富，且佈線較為簡單。
綜合上述原因，採用方案一，使用數碼管作為顯示電路。
測溫電路方案
方案一：採用模擬溫度感測器測溫
由於本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流採集過來，進行a/d轉換後，就可以用微控制器進行資料的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到a/d轉換電路，感溫電路比較麻煩。
方案二：採用數字溫度感測器
經過查詢相關的資料，發現在微控制器電路設計中，大多數都是使用感測器，所以可以採用乙隻溫度感測器ds18b20，此感測器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉換，就可以滿足設計要求。
綜合考慮，很容易看出，採用方案二，電路比較簡單，軟體設計也比較簡單，故採用了方案二。
根據上述方案比較，結合題目要可以將系統分為主控模組，顯示模組，溫度採集模組和報警模組，其框圖如下：
2.1.3數字溫度計的硬體電路設計
控制電路
cpu是整個控制部分的核心。在考慮經濟性和滿足需求的前提下，本系統選用巨集晶公司生產的8位stc89c52微控制器作為整個系統的控制中心。
stc89c52是巨集晶公司生產的低功耗，高效能cmos8位微控制器，片內含4k bytes的可系統程式設計的flash唯讀程式儲存器，器件採用巨集晶公司的高密度、非易失性儲存技術生產，相容標準8051指令系統及引腳，它集flash儲存器既可**編輯（isp）也可用傳統方法進行編輯及通用8位微處理器於單片晶元中，功能強大stc89c52微控制器可為您提供許多高價效比的應用場合。
本次設計中，由stc89c52晶元連同附加電路構成的微控制器最小系統作為資料處理及控制模組，其中，使用p0口作為數碼管顯示電路資料傳輸口，p2.4、p2.5、p2.
6分別作為數碼管的位選介面，p2.0作報警控制介面，p2.2作ds18b20的匯流排介面。
其電路連線圖如下：
溫度感測器設計
引腳功能說明：
vdd ：可選電源腳，電源電壓範圍3~5.5v。當工作於寄生電源時，此引腳必須接地。
dq ：資料輸入/輸出腳。漏極開路，常態下高電平。
gnd ：為電源地
（1）存貯器
ds18b20的存貯器由乙個高速暫存（便箋式）ram和乙個非易失性、電可擦除eeprom組成，後者存貯高溫度和低溫度觸發器th和tl。暫存存貯器有助於在單線通訊時確保資料的完整性。資料首先寫入暫存存貯器，在那裡它可以被讀回。
當資料被校驗之後，複製暫存存貯器的命令把資料傳送到非易失性eeprom。這一過程確保了更改存貯器時資料的完整性。
高速暫存ram的結構為9位元組的儲存器，結構如3.6圖所示。前2位元組包含測得的溫度資訊。
第3和第4位元組是th和tl的拷貝，是易失的，每次上電復位時重新整理。第5位元組為配置暫存器，其內容用於確定溫度值的數字轉換解析度，ds18b20工作時按此暫存器中的解析度將溫度轉換為相應精度的數值。其中，低5位一直為1；tm是測試模式位，用於設定ds18b20在工作模式還是在測試模式，在ds18b20出廠時，該位被設定為0，使用者不要去改動；r1和r0決定溫度轉換的精度位數，即用來設定解析度。
ds18b20解析度
配置暫存器位定義
高速暫存的第6、7、8位元組保留未用，表現為全邏輯1。第9位元組是前面所有8位元組的crc碼，可用來檢驗資料，從而保證通訊資料的正確性。
高速暫存ram結構圖
當ds18b20接受到溫度轉換命令後，開始啟動轉換。轉換完成後的溫度值就以16位帶符號擴張的二進位制補碼形式儲存在暫存ram的第1、2位元組中。
微控制器可以通過單線介面讀出資料。讀資料是，低位在先，高位在後，資料格式以0.0625℃/lsb形式表示。溫度值格式如圖所示：
低位元組高位元組溫度資料值格式
圖中，s表示符號位。當s=0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進位制轉換為十進位制；當s=1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進位制值。
（2）ds18b20的測溫原理
如圖3.8所示，圖中低溫度係數振盪器的振盪頻率受溫度影響很小，用於產生固定頻率的脈衝訊號送給減法計數器1；高溫度係數振盪器隨溫度變化其振盪頻率明顯改變，所產生的訊號作為減法計數器2的脈衝輸入。
ds18b20測溫原理圖
圖中還隱含著計數門，當計數門開啟時，ds18b20就對低溫度係數振盪器產生的時鐘脈衝進行計數，進而完成溫度測量。計數門的開啟時間由高溫度係數振盪器來決定，每次測量前，首先將-55℃所對應的乙個基數分別置入減法計數器1和溫度暫存器中，減法計數器和溫度暫存器被預置在-55℃所對應的乙個基數值。
減法計數器1對低溫度係數振盪器產生的脈衝訊號進行減法計數，當減法計數器1的預置減到0時，溫度暫存器的值將加1，減法計數器1的預置值將重新被裝入，並重新開始對低溫度係數振盪器產生的脈衝訊號進行計數。如此迴圈，知道減法計數器2計數到0時，停止溫度計數器值的累加，此時溫度暫存器中的數值就是所測溫度值。圖中的斜率累加器用於補償和修正測溫過程的非線形性，直到溫度暫存器達到被測溫度值。
2.1.4軟體設計
系統程式主要包括主程式，讀出溫度子程式，溫度轉換命令子程式，計算溫度子程式，顯示資料重新整理子程式等。
主程式主程式的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出並處理ds18b20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內測量一次被測溫度，其程式流程見圖所示。
主程式流程圖圖3-13 讀溫度流程圖
讀溫度子程式
讀出溫度子程式的主要功能是讀出ram中的9位元組，在讀出時需進行crc校驗，校驗有錯時不進行溫度資料的改寫。
溫度轉換命令子程式
溫度轉換命令子程式主要是發溫度轉換開始命令，當採用12位解析度時轉換時間約為750ms，在本程式設計中採用1s顯示程式延時法等待轉換的完成。
計算溫度子程式
計算溫度子程式將ram中讀取值進行bcd碼的轉換運算，並進行溫度值正負的判定，
程式編寫完以後，我們先對其進行**，初步驗證電路圖和程式的可行性和正確性。
protel99 se軟體
protel99 se [5]共分5個模組，分別是原理圖設計、pcb設計（包含訊號完整性分析）、自動佈線器、原理圖混合訊號**、pld設計。
2.2 課程設計問題及解決方法
2.3結果分析
通過proteus 進行**，電路能夠符合實驗設計的要求。
第三章課程設計方案特點及體會
3.1課程設計方案特點
3.2心得體會
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char //巨集定義
sbit dula=p2^7;
sbit p35=p2^4;
sbit p36=p2^5;
sbit dp=p0^7;
sbit p37=p2^6;
sbit dq=p2^2; //定義ds18b20匯流排i/o
sbit ling=p2^0; //定義響鈴
signed char m; //溫度值全域性變數
signed char shangxian=99; //上限報警溫度，預設值為99
signed char xiaxian=0; //下限報警溫度，預設值為0
uchar code leddata=;
模擬電路課程設計報告 1
一 設計任務 用通用ic和分立元件結構，設計並製作乙個實用的ocl音訊功率放大器，且要求能夠長時間穩定工作，功率放大器用的直流穩壓電源一併設計製作。2.設計約束 不准實用專用的音訊功放ic，可用通用ic作前置的放大驅動。功放級必須採用分立元件組成。三 設計指標 輸入訊號u i 50mv，負載8 輸出...
模擬電路課程設計
電氣與資訊工程系07級各專業 一 課程設計的任務和目的 使學生通過動腦動手解決一兩個實際問題，鞏固和運用在 模擬電子技術 中所學的理論知識和實驗技能，基本掌握常用模擬電路的一般設計方法，提高設計能力和動手能力，為以後從事電子電路設計 研製電子產品打下基礎。二 課程設計的基本要求 1 掌握電子電路分析...
模擬電路課程設計報告模版新
0課程設計 課程設計名稱 模擬電路課程設計 專業班級 電子資訊科學與技術09級1班 學生姓名李某某 學號333333 指導教師 李智慧型王彩紅金廣鋒徐曉光 課程設計時間 2011 6 20 2011 7 01 電子資訊科學與技術專業課程設計任務書 說明 本表由指導教師填寫，由教研室主任審核後下達給選...