protel課程設計--基于51單片機的溫度計-文庫吧
2025-01-03 14:09 本頁面
【正文】 ore, as the new century students, the rapid development in the information industry today, the master microcontroller basic structure, principles and use is very important.The Altium Designer is the current most popular PCB plate, analog circuit simulation software. The software used in this work for hardware circuit schematic and PCB design, and finally by multisim for circuit simulation confirmed the feasibility of the principle works.Keywords: STC89C51 Altium Designer multisim thermometerII設計一個基于51單片機的溫度計，自帶顯示功能。并使用Altium Designer軟件進行原理圖設計和PCB設計制作。最后對于系統(tǒng)的原理用multisim進行仿真驗證原理的正確性。首先采用市面上常用的DS18B20溫度傳感器對環(huán)境溫度進行采集，然后利用51單片機讀取DS18B20采集回來的參數(shù)。度采集參數(shù)進行編碼之后經(jīng)由數(shù)字驅動芯片送到數(shù)碼管的接口，由數(shù)碼管顯示當前的溫度。整個系統(tǒng)由5V穩(wěn)壓電源供電。在系統(tǒng)中有時可能需要進行校正或是輸入，因此加上了矩陣鍵盤模塊進行擴展。如下圖11為整體系統(tǒng)原理框圖：圖11 系統(tǒng)框圖功能：數(shù)碼管在本系統(tǒng)中主要是顯示溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)的功能。選型： 方案一 ：數(shù)碼管有共陰、共陽數(shù)碼管兩種；若選用共陰數(shù)碼管，51單片機I/O不能直接驅動數(shù)碼管顯示，因為電流太小，需要加74LS04/74HC04反相器，提供驅動電流，需要2片芯片控制6個數(shù)碼管。 方案二：若選用共陽數(shù)碼管，51單片機I/O口不需要提供電流，只需一片74LS04/74HC04反相器就可以驅動六個數(shù)碼管顯示。綜合上述選擇方案二。功能：串口通信主要是為了在多個單片機或是單片機與個人電腦之間通信。選型：方案一：采用MAX232和FT232之類的電平轉換芯片然后利用51內(nèi)部集成的串口通信模塊實現(xiàn)串口通信。方案二：直接利用51內(nèi)部的模塊然后采用RX/TX/GND三線連接方式，實現(xiàn)串口通信，只是在下載的時候需要利用一下下載模塊。綜合上述選擇，考慮到一般應用中并不需要電平轉化，為了節(jié)約成本，故而采用方案方案二。功能：溫度測量模塊主要是利用DS18B20采集溫度計所在環(huán)境中的溫度數(shù)據(jù)。選型：方案一：利用AD590溫度傳感器芯片和A/D轉換器芯片采集溫度溫度信號，可以滿足設計要求。方案二：利用DS18B20可編程1Wire數(shù)字溫度傳感器芯片，集成度高，單總線模式與方案一相比系統(tǒng)電路相對簡單。綜合相比選擇方案二。功能：主要是對系統(tǒng)進行擴展時輸入或是校準時使用。選型：直接采用一般使用的按鍵。單片機最小系統(tǒng)由STC89C5復位電路、晶振組成。最小系統(tǒng)在本設計作品中占有重要的地位，一方面提供與外界的交互接口：矩陣鍵盤。另一方面負責通過AD/DA采集溫度傳感器DS18B20測得的外界的溫度值，然后通過解碼編碼形成二進制驅動脈沖，送到數(shù)碼管的驅動電路。51單片機含有眾多的功能引腳和片外設置，但是根據(jù)我們的需求我們只需要使用到51單片機的部分接口，其余的引腳直接懸空處置就行。其中各部分電路的功能如下：1. 晶振電路為51單片機提供脈沖源。2. 復位按鍵電路為51單片機提供復位功能。3. 其中PP0、P2及部分P3口為我們使用到的部分接口。主系統(tǒng)模塊在Altium Designer中的設計電路如下圖31所示：圖31 單片機最小系統(tǒng) 如圖2， 單片機最小系統(tǒng)由STC89C5復位電路、晶振組成?；谀K化的設計思想，我們根據(jù)需要的功能，在最小系統(tǒng)的基礎上擴展部分模塊即可實現(xiàn)我們所需求的全部功能。但是需要注意的是，在進行模塊化設計的時候應該要注意各接口之間的電平兼容性。圖32 矩陣鍵盤電路圖 矩陣鍵盤由四行四列組成。圖33 數(shù)碼管顯示電
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