重庆邮电大学通信与信息工程学院
班级 GJ011201 小组成员
徐睿2012210460 李易晓2012210057 张地根 2012210114 指导老师 邓炳光
数字温度计的设计与制作实验报告
设计要求
1，数字温度计设计与制作：利用之前绘制的“C51学习板”掌握的SCH和PCB图知识，绘制一个基于STC89C51的单片机系统，增加温度采集0~120度，温度显示要求3位整数+1位小数，电路原理图和PCB图 2，SCH必须按照规范进行绘制。
3，系统还要求具备电源指示灯，外部使用MINI-USB进行5V供电，在满足要求的情况下，使用的元器件越少越好；温度采集可以用模拟或数字器件、显示可以用LCD或数码管。 4，PCB板要求使用底层走线，元器件在顶层。 5，PCB板上标识自己的学号、姓名。
6，PCB板大小，满足元器件布局的情况下，尽可能减少面积。
7，PCB审查正确后，进行单面板腐蚀的相关操作：热转印、腐蚀、钻孔、裁剪等。 元器件自行购买，然后焊接，调试，编写单片机程序，完成设计报告。
设计步骤
一 主要原器件的选择
控制模块：STC89C52 温度采集模块：DS18B20 显示模块：8位共阴数码管
二 原理图的绘制
1新建一个工程，在Altium Designer软件中的“File”选项中选择“New→Project→PCB project”，然后保存工程至文件夹中（文件名定义要规范）。
2纸张配置，在Design选项中单击左键，选择Document Options项，然后根据原理图的要求选择合适的配置。 3展开工程管理标签、元器件库。
4填写图纸信息。（项目名称、图纸名称、版本、序号、作者。） 5元器件绘制。 1）创建元件库; 2）.绘制元器件; 3）完善元器件属性;
6.修改元器件名字;
7. 同一个库中增加其他元器件; 8.打开原理图库管理标签。 1）元器件放置。
2）元器件摆放、连线。（按格点对齐。） 3)修改元器件值。 4)完成图纸。 5）生成Bom表。
三PCB图绘制
1）封装设计。
1. 确定需要做的PCB封装。 2.获取PCB封装物理尺寸。 3.创建PCB封装文件。 4.创建PCB封装。 5.绘制PCB封装。 2）绘制PCB图。 1.创建PCB图。
2.绘制板型：选择Keep-Out Layer，调整格点、重新定位原点、绘制轮廓线。 3.导入元器件。 4.摆放元器件。
5.走线：底层走线：Bottom Layer，处理全部与拉线。 6.规则检查：Tools/Design Rule Check。 7.排除错误。
8.调整丝印，加板名称，调整线宽。
四 制作板子
·单面板腐蚀 ·热转印
1.准备热转印纸：A4大小
2.打印PCB图：至热转印纸的光滑面 3.裁剪单面板：根据图像大小 4.打磨单面板覆铜面：去除表面氧化膜 5.进行热转印
1)将热转印纸的光滑面与单面板覆铜面紧密贴合并用胶带固定； 2)送至热转印机反复加热。 6.检查：如有断线处用马克笔填补 ·腐蚀
1.勾兑腐蚀剂 2.进行腐蚀
1)将热转印完成的单面板置于装有腐蚀剂的容器中； 2)轻轻摇晃容器5-10分钟至腐蚀完全。 ·钻孔
1.钻孔：根据图像进行钻孔，注意钻孔力度适中、位置准确 2.清洗：砂纸打磨去除铜面黑色石墨覆盖层并冲洗。 ·焊接
1.准备元器件：自行购买 2.装载元器件
3.进行焊接：注意焊点准确 四 导入程序并进行调试 程序设计流程图
显示系统 温度测量 温度测量 N Y 开中断 系统初始化 开始 Int0=0？ 温度上下限设定 五 实验总结
在画原理图的时候，我们要正确找到引脚，和摆放引脚的位置，各器件也要一一对应，切不可弄错了，画完后，我们要进行封装，封装的时候我要注意各器件的值，要确保每一步骤都正确无误，直至画pcb的图，进行pcb的图绘制的时候，我们要正确布线，确保每一布线都不会交叉或者合在一块的情况，保证电路的正确运行。
出现的问题及解决：封装时没有正确封装，导致器件不行，最后经过检查进行纠正了 布线时，线会有一些不合理走位的情况，怕会影响电路运作，所以在有个地方的走线，我们选择了飞线解决了这一问题。
第一次导入程序的时候，电源指示灯没亮，但是我们把板子上的电源指示灯拆下，重新装上，第二次就可以使用了。
六 附件图
Bom表
SCH图
PCB
图
程序
#include uchar code dispcode1[]={0xfa,0x82,0xb9,0xab,0xc3, /******************************************************************** 以下是DS18B20的操作程序 ********************************************************************/ sbit DQ=P1^0; unsigned char time; //设置全局变量，专门用于严格延时 /***************************************************** 函数功能：延时1ms (3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以认为是1毫秒 ***************************************************/ void delay1ms() 0x6b,0x7b,0xa2,0xfb,0xeb}; //0~9共阴显示子码 0x6f,0x7f,0xa6,0xfe,0xee}; //0~9的小数点共阴显示子码 uchar code dispcode2[]={0xfe,0x86,0xbd,0xaf,0xc7, { unsigned char i,j; } /***************************************************** 函数功能：延时若干毫秒 入口参数：n ***************************************************/ void delaynms(unsigned char n) { unsigned char i; } /***************************************************** 函数功能：将DS18B20传感器初始化，读取应答信号 出口参数：flag ***************************************************/ bit Init_DS18B20(void) { bit flag; //储存DS18B20是否存在的标志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在 DQ = 1; //先将数据线拉高 for(time=0;time<2;time++) //略微延时约6微秒 ; DQ = 0; //再将数据线从高拉低，要求保持480~960us for(time=0;time<200;time++) //略微延时约600微秒 ; //以向DS18B20发出一持续480~960us的低电平复位脉冲 DQ = 1; //释放数据线（将数据线拉高） for(time=0;time<10;time++) ; //延时约30us（释放总线后需等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲） flag=DQ; //让单片机检测是否输出了存在脉冲（DQ=0表示存在） for(time=0;time<200;time++) ; //延时足够长时间，等待存在脉冲输出完毕 return (flag); //返回检测成功标志 } /***************************************************** 函数功能：从DS18B20读取一个字节数据 for(i=0;i ***************************************************/ unsigned char ReadOneChar(void) { 序 备 } for(time=0;time<2;time++) if(DQ==1) dat|=0x80; //如果读到的数据是1，则将1存入dat else dat|=0x00;//如果读到的数据是0，则将0存入dat ; //延时约6us，使主机在15us内采样 dat>>=1; //将dat向右移一位后再赋给dat _nop_(); //等待一个机器周期 unsigned char i=0; unsigned char dat; //储存读出的一个字节数据 for (i=0;i<8;i++) { DQ =1; // 先将数据线拉高 _nop_(); //等待一个机器周期 DQ = 0; //单片机从DS18B20读书据时,将数据线从高拉低即启动读时 DQ = 1; //将数据线\"人为\"拉高,为单片机检测DS18B20的输出电平作准 //将单片机检测到的电平信号DQ存入r[i] for(time=0;time<8;time++) ; //延时3us,两个读时序之间必须有大于1us的恢复期 } return (dat); //返回读出的十进制数据 /***************************************************** 函数功能：向DS18B20写入一个字节数据 入口参数：dat ***************************************************/ void WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0; for (i=0; i<8; i++) { } DQ =1; // 先将数据线拉高 _nop_(); //等待一个机器周期 DQ=0; //将数据线从高拉低时即启动写时序 DQ=dat&0x01; //利用与运算取出要写的某位二进制数据, for(time=0;time<10;time++) ;//延时约30us，DS18B20在拉低后的约 //并将其送到数据线上等待DS18B20采样 15~60us期间从数据线上采样 DQ=1; //释放数据线 for(time=0;time<1;time++) } ;//延时3us,两个写时序间至少需要1us的恢复期 dat>>=1; //将dat中的各二进制位数据右移1位 for(time=0;time<4;time++) ; //稍作延时,给硬件一点反应时间 /***************************************************** 函数功能：显示温度的整数部分 入口参数：x ***************************************************/ void display_temp1(unsigned char x) { unsigned char j,k,l; //j,k,l分别储存温度的百位、十位和个位 j=x/100; //取百位 k=(x%100)/10; //取十位 l=x%10; //取个位 P2=0xfb; P0=dispcode2[l]; delaynms(1); P0=dispcode1[k]; delaynms(1); P2=0xfe; P2=0xfd; P0=dispcode1[j]; delaynms(1); //延时1ms给硬件一点反应时间 } /***************************************************** 函数功能：做好读温度的准备 ***************************************************/ void ReadyReadTemp(void) { Init_DS18B20(); //将DS18B20初始化 } /***************************************************** 函数功能：主函数 ***************************************************/ void main(void) { while(1) //不断检测并显示温度 { ReadyReadTemp(); //读温度准备 unsigned char TL; //储存暂存器的温度低位 unsigned char TH; //储存暂存器的温度高位 unsigned char TN; //储存温度的整数部分 unsigned char TD; //储存温度的小数部分 delaynms(5); //延时5ms给硬件一点反应时间 WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换 //温度转换需要一点时间 for(time=0;time<100;time++) ; Init_DS18B20(); //将DS18B20初始化 WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器,前两个分别是温度的低位和高位 TL=ReadOneChar(); //先读的是温度值低位 TH=ReadOneChar(); //接着读的是温度值高位 TN=TH*16+TL/16; //实际温度值=(TH*256+TL)/16,即： //这样得出的是温度的整数部分,小数部分被丢弃了 TH*16+TL/16 TD=(TL%16)*10/16; //计算温度的小数部分,将余数乘以10再除以16取整， //这样得到的是温度小数部分的第一位数字(保留1位小数) P2=0xf7; //显示小数部分 P0=dispcode1[TD]; delaynms(1); } } display_temp1(TN); //显示温度的整数部分 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容