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数字温度计的设计与制作

一、系统原理框图及电路原理图

系统原理框图(如上图所示)各组成部分的功能:

1.单片机最小系统分别由STC12C2052及复位电容Cl作为系统主控制器的单片机最小系统。

采用内部RC振荡(5.6MHz),不需要外部晶振。STC详细介绍单片机,查阅相关网站。

2.温度传感和接口,DS18820是一线总线接口,硬件连接相对简单,5v供电后,数据端可以供电(DQ)通过R5(1K)上拉电阻直接连接到单片机I/O,并且连接到DB如果测量远端温度,9串口接头可以通过串口连接外部DS18820不使用额外电源(真正的两线连接)。

3.LED数码管由4位8段数码管组成,段控端连接到设置为强拉的单片机Pl口上,位控端连接到P3.3-P3.7口(P3.6CPU未引出)用于显示当前温度。显示方法为××。××小数点后取两位。

4.由于计算机串口电平为,程序下载接口±15V表示0和1,因此在连接本电路时需要进行电平转换,如下图所示Al、A2、Rl、R2、R3、R4、Dl构成简单RS232-TTL转换电路,Al将计算机串口信号倒相变成5V信号发送给单片机串口接收端口RXD,单片机的TXD信号经过A将信号倒相,然后发送DB9标准串口与计算机串口,COM口相连,完成程序的调试和下载。

5.电源接口,由Jl将外面的 5V直流电源接入。

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二、电路制作

电路板采用Prote199软件设计考虑了加工方便、节约成本的原则。本工程设计为单面板,大部分元件采用贴片元件,占用电路板面积小,同时使用15MIL宽度导线可防止热转印时断线,易于制作电路板。印刷板图和元器件的实物照片如上图所示(左侧为Prote由于199中的拷图PCB图在Ptotel99被设置为底层,所以两张图片在视觉上有镜相关系)。

用激光打印机将电路板图纸打印在转印纸上,高温轧制可转印在附铜板上。真正可用的电路板可以通过浸泡三氯化铁制成。打孔后,硬件电路可以焊接。在本工作中,元件清单见下表。下图为焊接后的物理照片。

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三、软件设计

我们在用C语言编写,选择KeiluVision2.作为开发环境。本例的程序设计包括以下部分:程序初始化和定期中断LED显示部分、阅读18820数据部分和数据计算部分的困难在于定期中断led显示部分和DS18820驱动部分。

软件流程下图所示:

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在这些例程中,延迟时间要求很高,这也是l线性设备的工作基准。

四、软硬件调试

我们提供存在Keil uVision2开发环境下的整个项目,包括完整的C代码(含注释)及相关支持文件。Keil uVision2开发环境,按照上图打开本文提供的“temp.Uv工程,进入编程界面。

每次更改程序后,单击下图中显示的按钮进行编译。如果状态栏中没有错误的提示,您可以在项目目录下找到一个temp.hex我们可以通过目标文件STC下载单片机提供的编程软件,查看设计中的操作效果。

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我们可以通过生成目标代码STC-ISP下载软件,在网络上搜索安装STC-ISP,第一次使用该软件时,需要设置它CPU类型、通信端口(通常是coml),由于使用了简单的电平转换电路,波特率可以设置得更低,交叉双母头串口线将系统和计算机连接起来COM口连接,使用“openfile打开目标文档后,即可使用Dowdload编程按钮(点击此按钮后向目标板添加电源),如下图所示。

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五、注意事项及故障排查

在设计中,应注意以下问题和难点:

1.LED在段控连接方面,为了方便电路板布线,没有常用的顺序连接方式,但只对段控码有影响。

2.在简易电平转换电路中,为了便于购买设备,9013被用来代替图中的反向击穿二极管。

3.购买元件时,LED-必须选择共阴极数码管,电源电压必须在5~5.5V之间(可以使用计算机)USB通讯口的5V电源)。

4.如果管脚焊接时间长于20,焊接过程中温度不宜过高s,为防止焊盘脱落,请休息一下再继续。

5.如果购买转印纸不方便,可以及时贴下一层而不是电熨斗(温度控制在120℃左右),效果不好可以多做两次。

6.焊接贴片元件时,先在管脚上镀锡,然后安装元件,焊接一端,最后焊接另一端,有利于提高成功率。

7.在C在语言中,如果不容易做到精确的延迟,可以测试一个程序来确定延迟的长度。

8.在阅读18820时,由于此类元件的定时操作要求严格,如果此时定期中断,将影响18820的正常工作。因此,在阅读18820时,需要暂时关闭中断,直到获得温度数据后打开中断并继续显示,但由于单片机操作速度高,肉眼观察没有影响。

故障及解决方案、方法可能发生:

1.注意计算机串行口的编号。如果不确定,请访问控制面板中的系统-硬件-设备管理。如果你使用没有串行口的笔记本电脑,你可以买一个usb连接使用转换成串口。

2.如果确认串口连接正常,多次编程无法连接,则购买的9013三级管放大倍数不够,请在Txd直接连接一个电源lOk电阻。

标签: 贴片电容焊接温度直流电阻和温度的关系

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