温控系统课程设计说明书

广州学院

微机原理课程设计说明书

温控系统

院（系）机械工程学院

专业机械电子工程

班级机械电子工程1班

学生姓名温伟杰

指导老师王建春

成绩

2014年 12 月 20 日

课程设计任务书

兹发给机械电子工程1班班学生温伟杰凌伟李智杰课程设计任务书，内容如下：

1．设计题目：温控系统

2．应完成的项目：

（1）设计说明书计算准确、书写工整，字数不少于3000字；图纸正确清晰，符合制图标准及有关规定。

（2）分组实现原理图设计及相关元器件的设计，按要求完成总体电路。

（3）基于相关电路完成电路设计、程序设计与仿真。

（4）完成大作业的说明书及相关编辑工作，提交大作业。

3．参考资料以及说明：

（1）《微机原理与接口技术》

（2）《电子线路CAD与实训》

（3）《DS18B20技术手册》

（4）

4．本设计任务书于2014年12 月20日发出，应于2015年1月20日前完成，然后进行答辩。

指导教师王建春签发2014 年12 月20 日

评语：

总评成绩：

指导教师签字：

年月日

目录

摘要 (4)

第一章绪论 (5)

第二章总体电路结构设计 (6)

2.1 总体内容设计及目标 (6)

2.2 组员及任务 (6)

第三章电路原理图设计 (7)

3.1电路原理图设计 (7)

3.2原理图元件 (10)

3.3封装元器件 (12)

3.4电路板设计 (15)

第四章程序设计 (16)

4.1输入部分程序..................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2输出部分程序..................................................................................... 错误！未定义书签。

4.3中断应用与功能................................................................................. 错误！未定义书签。第五章电路设计及仿真结果. (17)

第六章总结 (19)

参考文献 (20)

摘要

本次课程设计使用DS18B20温度传感器设计温控系统，完成如下功能:

(1)在六位数码管上显示当前采集到的环境温度

(2)在环境温度低于27度时，蜂鸣器开始以慢“滴”声报警，并且伴随

P1.0口发光二极管闪烁（模拟开启制热设备）当环境温度低于25度时，蜂鸣器以快“滴”声报警。并且伴随P1.0和P1.1口发光二极管一起闪烁（模拟加大制热设备功率）

(3)在环境温度高于30度时，蜂鸣器开始以慢“滴”声报警，并且伴随

P1.2口发光二极管闪烁（模拟开启制冷设备）当环境温度高于32度时，蜂鸣器以快“滴”声报警。并且伴随P1.2和P1.3口发光二极管一起闪烁（模拟加大制冷设备功率）

关键词：DS18B20温度传感器蜂鸣器发光二极管

第一章绪论

温度传感器是各种传感器中最常用的一种，早期使用的是模拟温度传感器，如热敏电阻，随着环境温度的变化，它的阻值也发生线性变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据某个公式就能计算出当前环境温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化，外形小，接口简单，广泛应用在生产实践的各个领域，为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。美国DALLAS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即与单片机接口仅需占一个I/O端口，无须任何外部元件，直接将环境温度转化为数字信号，以数字码方式串行输出，从而大大简化了传感器与微处理器的接口。

第二章总体电路结构设计2.1 总体内容设计及目标

Designator1

图2-1 主原理图

2.2 组员及任务

温伟杰编写程序，protues仿真

凌伟电路原理图，电路板绘制

李智杰编写说明书,查资料

第三章电路原理图设计

3.1电路原理图设计

电源模块

通过三端稳压芯片7805将输入的直流转化为稳压直流5V电源。

图3-1-1电源模块

138译码器模块

A1、A2、A3对应Y0——Y7；A0,A1,A2以二进制形式输入，然后转换成十进制，对应相应Y的序号输出低电平，其他均为高电平；

图3-1-2译码器模块

数码管模块

通过六个七位数码管来显示温度，第一位用来表示正负，精确到两位小数。

图3-1-3数码管模块

CPU模块

AT89C51单片机作为CPU处理程序，实现程序中所编写的功能。

其中P2.2,P2.3，P2.4连接译码器为数码管提供位选数据，P0为数码管提供段选数据。P3.7接DS18B20的数据端口。

图3-1-4 CPU模块

LED灯模块

当环境温度低于27度时，灯D1闪烁。

当环境温度低于25度时，灯D1，D2一起闪烁。

当环境温度高于30度时，灯D3闪烁。

当环境温度高于32度时，灯D3，D4一起闪烁

图3-1-5 led灯模块

蜂鸣器模块

当环境温度不在适宜范围，蜂鸣器将跟随灯的闪烁开始以“滴”声报警。

图3-1-6蜂鸣器模块

DS18B20模块

温度传感器DS18B20采用单总线协议，下图中16号引脚与单片机的P3.7相连接，并外接一个约为4.7K欧姆的上拉电阻。

DS18B20

图3-1-7 温度传感器模块

3.2原理图元件

74LS138译码器元件

AT89C51单片机元件

DS18B20温度传感器元件

6位数码管元件

3.3封装元器件

AT89C51单片机元件

DS18B20温度传感器元件

74LS138译码器元件

6位数码管元件

3.4电路板设计

图3-4 电路板

本次设计的板子为双面布线，这里只取上层布线层作示例，以手动布局和自动布线的方法完成，由于地线上常见的干扰就是地环路电流导致的地环路干扰，所以这里增加了地线的线宽。同时也增加了电源线的线宽。

第四章程序设计

第五章电路设计及仿真结果

图5-1 仿真结果

1.在六位数码管上显示当前采集到的环境温度

2.在环境温度低于27度时，蜂鸣器开始以慢“滴”声报警，并且伴随P1.0

口发光二极管闪烁（模拟开启制热设备）当环境温度低于25度时，蜂鸣器以快“滴”声报警。并且伴随P1.0和P1.1口发光二极管一起闪烁（模拟加大制热设备功率）

3.在环境温度高于30度时，蜂鸣器开始以慢“滴”声报警，并且伴随P1.2

口发光二极管闪烁（模拟开启制冷设备）当环境温度高于32度时，蜂鸣器以快“滴”声报警。并且伴随P1.2和P1.3口发光二极管一起闪烁（模拟加大制冷设备功率）

当温度小于25度时的仿真现象：

图5-2温度小于25度时的仿真结果

第六章总结

做为一名机电专业的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的两年大学生活里我们大何去面对现实中的各种电子设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书，以及大量的网络资料。为了让自己的设计更加完善，更加符合设计标准，一次次翻阅指导书是十分必要的，同时也是必不可少的。本次课程设计为我们搭建了一个很好的平台在理论和实际之间。

另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的第二大收获。整个设计我基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。由此我可用更好地了解到自己的不足，以便课后加以弥补。