畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：智能數(shù)字模擬時(shí)鐘溫度計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)√類(lèi)型：學(xué)生姓名：__________________________學(xué)號(hào)：___________________學(xué)院：_______電子信息工程學(xué)院________專(zhuān)業(yè)：_______應(yīng)用電子技術(shù)_____________班級(jí)：______________________學(xué)校指導(dǎo)教師：_______________________企業(yè)指導(dǎo)教師：_____________________________2016年4月30日

摘要本設(shè)計(jì)即用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，本文所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)sct15，通過(guò)熱光敏電阻對(duì)外界的光強(qiáng)度和溫度進(jìn)行檢測(cè)與測(cè)量，用4位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì),功能較強(qiáng)，還可以通過(guò)獨(dú)立按鍵對(duì)于時(shí)間進(jìn)行調(diào)整和定時(shí)的鬧鈴。關(guān)鍵詞：STC15單片機(jī)，光，熱敏電阻，數(shù)碼管顯示

目錄摘要 2緒論 11.設(shè)計(jì)框圖 12.功能單元設(shè)計(jì)說(shuō)明 12.1有源蜂鳴器 12.2繼電器控制電路 22.3數(shù)碼管顯示電路 32.4獨(dú)立鍵盤(pán)電路 42.5時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 42.6AD模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 53．結(jié)論 5參考文獻(xiàn) 6致謝 6附錄 6 PAGE7緒論隨著人們生活水平的不斷提高,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來(lái)越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)STC151，測(cè)溫度使用熱敏電阻，用四位一體共陽(yáng)極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到要求。1.設(shè)計(jì)框圖核心電路是單片機(jī)（MCU）實(shí)驗(yàn)板的主電路，采用STC增強(qiáng)型系列帶AD轉(zhuǎn)換的STC15W408AS為主控芯片，芯片容量8K，RAM有512字節(jié)。板子不設(shè)計(jì)外晶振電路，數(shù)碼管的顯示對(duì)晶振要求不高，因此直接采用內(nèi)部RC振蕩電路，省去外接晶振電路。增強(qiáng)型STC芯片接口豐富，除了內(nèi)部的RC振蕩電路外還集成有內(nèi)部復(fù)位電路，這將多出IO口的使用數(shù)量，電路更加方便省體積省錢(qián)。2.功能單元設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1有源蜂鳴器有源蜂鳴器就是將一個(gè)震蕩電路放在無(wú)源蜂鳴器里面一起做成一個(gè)元器件，只要給它提供電源震蕩電路就工作來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，控制電路就省去了制作振蕩脈沖變得更加方便。單片機(jī)的P35輸出高低電平經(jīng)R10電阻限流接入三極管B極，控制三極管的導(dǎo)通與截止（三極管為PNP型，低電平導(dǎo)通，高電平截止）從而控制蜂鳴器的工作，這里的三極管只起到開(kāi)關(guān)的作用。2.2繼電器控制電路繼電器是一種利用低電流低電壓去控制高電流高電壓的開(kāi)關(guān)器件。繼電器就是利用電磁鐵的吸合作用去控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，從而控制設(shè)備的開(kāi)關(guān)。單片機(jī)P55口輸出高低電平經(jīng)R9電阻控制三極管的導(dǎo)通與截止，從而控制繼電器的吸合與釋放。D2為續(xù)流作用，保護(hù)三極管不被反向擊穿。D1發(fā)光二極管指示繼電器的工作狀態(tài)，亮起時(shí)繼電器啟動(dòng)，滅為繼電器釋放。繼電器的輸出端采用分離式，即輸出端不與內(nèi)電路連接，可控制不同電壓設(shè)備的開(kāi)關(guān)。接線端子的中間引腳即2腳為公共端，1腳為常閉端，3腳為常開(kāi)端。這里的常開(kāi)常閉指繼電器靜態(tài)時(shí)的狀態(tài)，動(dòng)作后常開(kāi)常閉相反。受控設(shè)備接線方式：當(dāng)啟動(dòng)繼電器時(shí)設(shè)備開(kāi)關(guān)打開(kāi)，則開(kāi)關(guān)線連接1、2兩腳；反之當(dāng)啟動(dòng)繼電器時(shí)設(shè)備開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，則開(kāi)關(guān)線接2、3兩腳。2.3數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只引出它們的各個(gè)筆劃和公共電極。LED數(shù)碼管常用的段數(shù)一般為7段，有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類(lèi)，對(duì)編程來(lái)講，一定要了解數(shù)碼管的這個(gè)特性，因?yàn)椴煌?lèi)型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。八個(gè)發(fā)光二極管排成“8”字形（還有小數(shù)點(diǎn)），通過(guò)各段LED燈亮滅的不同組合，可以顯示數(shù)字及一些簡(jiǎn)單的字母或符號(hào)。在各種電器設(shè)備中，很少只用到一位數(shù)碼管，因此多位數(shù)碼管的顯示技術(shù)是必不可少的，本實(shí)驗(yàn)板采用4個(gè)一位數(shù)碼管電路組成4位動(dòng)態(tài)型驅(qū)動(dòng)方式。電路使用4個(gè)一位共陽(yáng)型數(shù)碼管，四個(gè)公共陽(yáng)級(jí)由三極管放大電流來(lái)驅(qū)動(dòng)，三極管由P10-P13控制開(kāi)與關(guān)。數(shù)碼管的陰級(jí)直接由P2口連接驅(qū)動(dòng)。例如，要十位的數(shù)碼管工作，P12輸出0，使三極管Q3導(dǎo)通，3、8腳得電，當(dāng)P2口相應(yīng)位有輸出0時(shí)，點(diǎn)亮相應(yīng)的LED燈組合各種字符數(shù)字。那么顯示兩位或更多位時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)掃描技術(shù)，動(dòng)態(tài)掃描是指利用快速的循環(huán)顯示，由于人眼的視覺(jué)殘留效應(yīng)及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，實(shí)際上看起來(lái)與全部數(shù)碼管持續(xù)點(diǎn)亮的效果是一樣的。像電視圖像、電腦顯示器顯示內(nèi)容都是掃描生成的。管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。2.4獨(dú)立鍵盤(pán)電路通過(guò)鍵盤(pán)向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)字、字符等代碼，是最常用的輸入手段。按結(jié)構(gòu)形式鍵盤(pán)可分為編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)；而非編碼鍵盤(pán)又分為獨(dú)立式和行列式矩陣鍵盤(pán)。獨(dú)立鍵盤(pán)比較簡(jiǎn)單，本電路由兩個(gè)按鍵組成，每個(gè)按鍵的一端連接IO口，另一端直接連接GND（0電位）。按鍵分別接入P33和P32，只要按下按鍵，相應(yīng)的IO口位將被拉為低電平（0），程序可以判斷相應(yīng)位是否為0來(lái)確認(rèn)按鍵已按下。2.5時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘芯片DS1302是一款萬(wàn)年歷芯片，使用此IC不增加系統(tǒng)資源，要時(shí)間信息時(shí)直接去讀取即可，芯片內(nèi)部存放了年、月、日、時(shí)、分、秒、星期等數(shù)據(jù)。大月小月還有平年閏年都由芯片做好了，不用我們?nèi)タ紤]，有如電腦主板上的時(shí)間信息。DS1302芯片是同步串行方式傳送數(shù)據(jù)，只要讀懂它的串行通訊協(xié)議，就可以用單片機(jī)IO口來(lái)模擬協(xié)議進(jìn)行。采用DS1302芯片，該芯片為8腳IC。2、3兩腳是晶振32768Hz經(jīng)內(nèi)部16分頻得精確的秒計(jì)時(shí)。1腳是電源VCC輸入口，8腳為VCC2，這里是連接到一個(gè)鈕扣電池，當(dāng)板子斷開(kāi)電源時(shí)，電池可繼續(xù)供電保持時(shí)間運(yùn)行。SCLK為數(shù)據(jù)通訊的脈沖信號(hào)，I/O是數(shù)據(jù)通訊位，數(shù)據(jù)的傳輸是串入串出。RST為復(fù)位引腳，注意這個(gè)不是時(shí)間的復(fù)位，只是接口通訊的復(fù)位，可以將他充當(dāng)片選信號(hào)使用。R7~R9為數(shù)據(jù)通訊接口的上拉電阻。DS1302內(nèi)部除了時(shí)間信息寄存器還有RAM區(qū)，因此DS1302將這些數(shù)據(jù)信息地址化，為每個(gè)數(shù)據(jù)分配一個(gè)地址。要讀取數(shù)據(jù)得先向DS1302發(fā)送要讀數(shù)據(jù)的地址，比如讀年的地址是8DH。鬧鐘的數(shù)據(jù)也是保存在這個(gè)芯片的RAM區(qū)。2.6AD模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)AD轉(zhuǎn)換是把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化為與其大小成正比的數(shù)字量信號(hào)。轉(zhuǎn)換的原理有幾類(lèi)，其中以逐次逼近式ADC的轉(zhuǎn)換原理占多數(shù)，因?yàn)檫@種原理成本低也簡(jiǎn)單，STC芯片自帶的就是這種原理的。在電路中，模擬量有兩個(gè)，分別是：熱敏電阻和光敏電阻，熱敏和光敏是通過(guò)與R2\R1的10K電阻分壓所得電壓進(jìn)行采集。主芯片有8路ADC輸入在P1口上的第二功能引腳，此板電路緊使用兩路的ADC采集，接入單片機(jī)的P16和P17接口。STC15W408AS是10位精度的AD轉(zhuǎn)換，在本電路中采集的是溫度與光強(qiáng)度的變化，精度要求不高讀數(shù)據(jù)時(shí)只取高8位進(jìn)行計(jì)算足以，因此數(shù)字量由8位一個(gè)字節(jié)組成，數(shù)值0~255。IC是5V供電，也就是ADC腳輸入電壓為5V時(shí)，內(nèi)部轉(zhuǎn)換到的數(shù)字量最為255，那么0V輸入時(shí)，數(shù)字量相應(yīng)的也為0，2.5V輸入便是127。對(duì)于ADC采集的數(shù)據(jù)是多少溫度需要由程序來(lái)通過(guò)B值表進(jìn)行數(shù)據(jù)判斷所得。3．結(jié)論本設(shè)計(jì)是以溫度采集及控制過(guò)程設(shè)計(jì)為總目標(biāo)，以STC89C52單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)為總控制中心，輔助設(shè)計(jì)有溫度采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換接口、加熱電路、LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)串行顯示器等。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)是：（1）要掌握芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，原理以及應(yīng)用等；（2）考慮從非電量信號(hào)到電量信號(hào)的電路實(shí)現(xiàn)原理以及與單片機(jī)的接口；（3）熟悉MCS-51編程的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)溫度的調(diào)節(jié)控制；（4）整體電路的仿真調(diào)試。本次設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：采用的單片機(jī)STC15自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，不需要再用傳感器去作為連接點(diǎn)，直接用電阻去檢測(cè)從而輸出相應(yīng)的數(shù)字電壓值，輸入到芯片從而實(shí)行A/D轉(zhuǎn)換顯示數(shù)據(jù)，本產(chǎn)品看起來(lái)簡(jiǎn)潔，但是功能齊全。參考文獻(xiàn)[1]張慶鋒.計(jì)算器LCD顯示屏與單片機(jī)的簡(jiǎn)單接口[J].電子技術(shù)應(yīng)用，