基于单片机的无温度计设计报告.docx

PAGE PAGE 27 五邑大学 信息工程学院 课 程 设 计 报 告 课程名称： 无线温度检测器 专 业： 电子信息工程 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计时间： 2016年10月 评定成绩：  无线温度监测器 一、设计任务与要求 1.实时获取被测对象温度，温度测量范围：－10℃ ～+45℃；测量精度：? 2.无线传输实时获取的温度值，传输距离?10m。 3.实时显示接收到的温度值。 4.基于单片机实现。 二、课题分析与方案选择 在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。无线系统具有不借助外部网络、不受布线限制的优点。本次课程设计把这两部分结合起来，用无线数据传输技术来实现温度传感器的温度数据采集。 方案一：传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法的缺点是硬件电路相对复杂，需要比较多的外部硬件支持。 方案二：采用DS18B20作为温度监测元件，并且基于STC89C52单片机设计温度测量及报警电路。 本次设计采用方案二，采用无线收发模块NRF24L01来实现无线传输功能，温度测量范围-55℃～+125℃，使用LCD液晶显示，并且能设置温度报警上下限。 三、单元电路分析与设计 1.原理分析 单片机STC89C52 具有低电压供电和体积小等特点，晶振采用12MHz。复位电路采用上电加按钮复位。 晶振电路 复位电路 显示电路：显示电路采用LCD1602，滑动电阻R6用来调节背光亮度。 显示电路 报警电路 当单片机通电后，进入温度报警上下限调节，此时显示软件设置的温度报警上线，按s2对报警温度进行加一，按s3对报警温度进行减一。当实际温度超过所设温度上下限时，单片机P3.0口会输出高电平，红色led灯会亮起。 温度传感器： DS18B20 温度传感器是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20 的性能特点如下： 1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 2、多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能 3、无须外部器件； 4、可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ； 5、零待机功耗； 6、温度以９或１２位数字； 7、用户可定义报警设置； 8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； 9、负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； DS18B20采用寄生电源供电方式，此时DS18B20 的1 脚接地，2 脚作为信号线，3 脚接电源。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。 温度传感器 无线收发模块nrf24l01 输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置,单片机可通过IRQ引脚快判断是否完成数据接收和数据发送。 四、总原理图及元器件清单 发送端： 接收端： 2.元件清单 序号 元器件名称 型号 主要参数 数量 备 注 1 无线收发模块 NRF24L01 2 2 智能温度传感器 DS18B20 1 3 单片机 STC89C52 2 4 显示器 LCD1602 1 5 电容 22nf 4 6 排阻 10K 2 7 晶振 12MHZ 2 8 稳压器 az1117t-3.3 2 9 按键开关 3 10 LED 1 11 蜂鸣器 1 12 电阻 10K 2 五、安装与调试 1．调试过程描述 一开始接收端单片机通电后显示屏背光亮，内容无显示，经检测电路后发现信号控制线断裂。修复后显示屏能显示学号、字母信息，但是无法显示温度数字。初步判断是程序出问题，导致无线模块没有正确接收信号。之后更改程序，编程控制端口收发信号，最终调试成功。 2．实物照片 六、性能测试与分析 在本次设计中，利用单片机实现了温度测量，测量精度为?0.1℃，在发送端温度传感器的数据能实时发送到接收端，无线传输距离达到10m以上，符合设计要求。 七、结论与心得 从确定题目，研究原理图，制作电路板，到焊接调试，当中出现