基于at89c51单片机的数字温度计毕业设计(编辑修改稿)

基于at89c51单片机的数字温度计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

L 的 AT89C51是一种高效微控制器， AT89C2051是它的一种精简版本。 AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 图 44 AT89C51引脚图 电源电路 78系列集成稳压器是常用的固定输出电压的集成稳压器。 它的内部含有限流保护，采用了噪声低，温度漂移小的基准电压源，工作稳定可靠。 78系列集成稳压器为三端器件： 1脚为输入端， 2脚为接地端， 3脚为输出端，使用十分方便。 78系列集成稳压器典型应用电路如下，这是一个输出 5V 直流电压的稳压电源电路。 IC 采用集成稳压器 7805， C1,C2分别为输入端和输出 端的滤波电容， RL为负 11 载输出电阻。 当输出电流较大时， 7805应配上散热板。 图 45 电源电路 输入电路设计 按键电路 关于按键：共设计了 4 个独立按键，一个为进入调整上下限的功能键，一个为加，一个为减，另一个为确定设置键，按下调整键进入上限设置，右边红色二极管 亮，设置完上限按确定键，延时并且蜂鸣器响 1下，绿二极管亮，自动进入下限设置。 设置完下限按确定键蜂鸣器响 2 下，进入温度正常显示状态。 图 46 按键电路 12 测温电路 测温电路方面，我们选择的温度传感器是 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型只能温度传感器，不同于传统的热敏电阻， DS18B20能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~12位的数字读书方式。 DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的 1脚接地， 2脚作为信号线， 3脚接电源。 另一种是寄生电源供电方式，如图 4所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的 DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个 MOSFET 管来完成对总线的上拉。 当 DS18B20 处于写存储器操作和温度 A/D 转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为 10us。 采用寄生电源供电方式时 VDD 端接地。 由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。 这里我们把温度传感器的 DQ端与 P23相接，以 P23作为温度输入口。 温度传感器 VCC 端接电源， GND 端接地端。 如下图所示 图 47 测温电路 输出电路设计 显示电路 关于发光二极管：共设计了三个发光二极管，一个为电源指示，另外两个分别为上下限指示或温度报警指示。 当进入调整上限时红色的亮，进入下限时绿色的亮。 当正常显示温度时，温度高于上限红色的亮，低于下限时绿色的亮。 13 LED发光二极管的压降一般为 ~ V，其工作电流一般取 10~20 mA 为宜。 电阻 R=U/I ,计算得出范围在 250Ω 500Ω间，在这里取 470Ω。 图 48 温度上下限报警灯 图 49 电源指示灯 关于数码管：显示温度， 温度数据精确到小数点后一位。 数码管使用条件：a、段及小数点上加限流电阻 b、使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定 c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 45mA 峰值电流 100mA。 静态电阻 R=U/I=5V/10mA=500Ω 为了使数码管正常工作，所需电流应大于静态电流值，故电阻要小于静态电阻，故取 470Ω。 14 图 410 数码管 15 42度，温度下限为 15度。 上限温度 16 下限温度。 此时温度为 38 度， 温度在规定范围内，绿灯指示，不报警。 此时温度为 45 度， 超过上限温度，红灯指示并报警。 17 4 如图所示。 此时温度为 10 度， 低于下限温度，红灯指示并报警。 18 电路板焊接 一、 元器件在电路板插装的要求： ①元器件在电路板插装的顺序是先低后高，先小后大，先轻后重，先易后难，先一般元器件后特殊元器件，且上道工序安装后不能影响下道工序的安装。 ②元器件插装后，其标志应向着易于认读的方向，并尽可能从左到右的顺序读出。 ③有极性的元器件极性应严格按照图纸上的要求安装，不能错装。 ④元器件在电路板上的插装应分布均匀，排列整齐美观，不允许斜排、立体交叉和重叠排列；不允许一边高、一边低，也不允许引脚一边长、一边短。 二、插装元器件焊接规范： 电阻器的插装： ①、看电阻器上的色环（高精度金属膜电阻器）或电阻器上的标示 字符排列顺序（高精度低温漂电阻器），确定电阻值是否正确，如有色环不全（字迹不清晰）或封装有破损的需更换器件； ②、弯脚插装，根据插装孔的实际间距对比电阻器的引脚，用镊子夹住引脚平移到合适位臵后快速将引脚弯下，以两引脚插装后能自行稳固为宜，同时使电阻离印制板面高度为 2mm 左右； ③、插装时注意电阻器的正反方向，正向应为从左到右前四个色环之间间隙较小，与第五个色环间隙相对较大（高精度低温漂电阻器的正反判断和集成电路相同）；反之则为反向。 正确的插装方式应为正向插装； ④、若是纵向排列，则按色环排列，上面四个环间隙 较小，第五个环与前四个色环间隙较大（高精度金属膜电阻器）或电阻器上的表示字符为从上到下排列（高精度低温漂电阻器）。 电容的插装： ①、看电容上的文字标识，确定使用产品与器件表无误，如有封装损坏、字迹模糊或断腿则需更换器件； ②、弯腿插装 , 根据插装孔的实际间距对比电容的引脚，用镊子夹住引脚平移到合适位臵后快速将引脚弯下，以两引脚插装后能自行稳固为宜，同时使电容离印制板面高度为 2mm左右。 ③、电容排列要保证其标识字方向一致，便于观测。 焊盘左右排列的电容应使标识字面朝操作者，焊盘上下排列的电容应使标识 字面向操作者左边方向。 （电路板正面向上） 二极管的焊接 正确辨认正负极后按要求装入规定位臵，型号及标记要易看得见，焊接要求可参考电阻的要求。 19 集成电路器件的插装： ①、如器件引脚弯曲，则用镊子夹住弯曲引脚所在面所有引脚轻轻捏合以矫正； ②、如有引脚端裂或断则视为器件损坏，不予使用需更换新器件； ③、在进行插装的时候要注意器件的正反，面对器件时，器件上的标号字符应为由左到右排列。 电路板调试 最小系统的电路不工作，首先应该确认电源电压是否正常。 用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间的电压，看是否 符合电源电压，常用的是 5V 左右。 接下来就是检测复位引脚的电压是否正常， EA 引脚的电压要正常为 5V 左右。 如果补焊电源后最小系统还是不能工作，有可能是 AT89C52 单片机坏掉了，重新选择一个 AT89C52 单片机焊接。 如果是工作但是不能按需要的功能执行，也可用更换 AT89C52 单片机方法调试，但在此之前可以选择检查对应的模块是否有焊接问题，若没有再进行更换。 20 这次设计，首次动手自己设计电路。 把以往所学的理论知识投入到实际应用当中，加强了对课本上面知识的了解。 在设计过程中，针 对测温电路这方面，研究了很长一段时间。 一开始的选择是采用传统的热电阻，然后采集对应温度下的电流和电压，通过 A/D 电路进单片机处理来得出温度。 这种方案的精度虽然高很多，测温范围也广，但是电路的设计复杂了很多，在编程方面也复杂了很多。 后来参考相关资料，最终选定了以 DS18B。