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 开始
系统初始化
开中断 Int0=0？ Y
N 温度测量
温度上下限设定
温度测量
显示系统
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 //包含单片机寄存器的头文件 #include //包含_nop_()函数定义的头文件 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code dispcode1[]={0xfa,0x82,0xb9,0xab,0xc3, 0x6b,0x7b,0xa2,0xfb,0xeb}; //0~9 共阴显示子码 uchar code dispcode2[]={0xfe,0x86,0xbd,0xaf,0xc7, 0x6f,0x7f,0xa6,0xfe,0xee}; //0~9 的小数点共阴显示子码
/******************************************************************** 以下是 DS18B20 的操作程序 ********************************************************************/ sbit DQ=P1^0; unsigned char time; 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() //设置全局变量，专门用于严格延时 /*****************************************************
{ unsigned char i,j; for(i=0;i
高拉低，要求保持 480~960us //以向 DS18B20 发出一持续 480~960us 的低电平复位脉冲 //释放数据线（将数据线拉高） for(time=0;time
for(time=0;time
for(time=0;time
出口参数：dat ***************************************************/ unsigned char ReadOneChar(void) { unsigned char i=0; unsigned char dat; //储存读出的一个字节数据 for (i=0;i>=1; _nop_(); DQ = 1; 备 for(time=0;time
/***************************************************** 函数功能：做好读温度的准备 ***************************************************/ void ReadyReadTemp(void) { Init_DS18B20(); //将 DS18B20 初始化 WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换 for(time=0;time
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 } /***************************************************** 函数功能：主函数 ***************************************************/ void main(void) { unsigned char TL; unsigned char TH; unsigned char TN; unsigned char TD; delaynms(5); while(1) { ReadyReadTemp(); TL=ReadOneChar(); TH=ReadOneChar(); TN=TH*16+TL/16; TH*16+TL/16 //这样得出的是温度的整数部分,小数部分被丢弃了 TD=(TL%16)*10/16; 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) //计算温度的小数部分,将余数乘以 10 再除以 16 取 //读温度准备 //先读的是温度值低位 //接着读的是温度值高位 // 实 际 温 度 值 =(TH*256+TL)/16, 即 ： //储存暂存器的温度低位 //储存暂存器的温度高位 //储存温度的整数部分 //储存温度的小数部分 //延时 5ms 给硬件一点反应时间 //不断检测并显示温度
P2=0xf7; P0=dispcode1[TD]; display_temp1(TN); delaynms(1); } } //显示小数部分 //显示温度的整数部分
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 开始
系统初始化
开中断 Int0=0？ Y
N 温度测量
温度上下限设定
温度测量
显示系统
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 //包含单片机寄存器的头文件 #include //包含_nop_()函数定义的头文件 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code dispcode1[]={0xfa,0x82,0xb9,0xab,0xc3, 0x6b,0x7b,0xa2,0xfb,0xeb}; //0~9 共阴显示子码 uchar code dispcode2[]={0xfe,0x86,0xbd,0xaf,0xc7, 0x6f,0x7f,0xa6,0xfe,0xee}; //0~9 的小数点共阴显示子码
/******************************************************************** 以下是 DS18B20 的操作程序 ********************************************************************/ sbit DQ=P1^0; unsigned char time; 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() //设置全局变量，专门用于严格延时 /*****************************************************
{ unsigned char i,j; for(i=0;i
高拉低，要求保持 480~960us //以向 DS18B20 发出一持续 480~960us 的低电平复位脉冲 //释放数据线（将数据线拉高） for(time=0;time
for(time=0;time
for(time=0;time
出口参数：dat ***************************************************/ unsigned char ReadOneChar(void) { unsigned char i=0; unsigned char dat; //储存读出的一个字节数据 for (i=0;i>=1; _nop_(); DQ = 1; 备 for(time=0;time
/***************************************************** 函数功能：做好读温度的准备 ***************************************************/ void ReadyReadTemp(void) { Init_DS18B20(); //将 DS18B20 初始化 WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换 for(time=0;time
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 } /***************************************************** 函数功能：主函数 ***************************************************/ void main(void) { unsigned char TL; unsigned char TH; unsigned char TN; unsigned char TD; delaynms(5); while(1) { ReadyReadTemp(); TL=ReadOneChar(); TH=ReadOneChar(); TN=TH*16+TL/16; TH*16+TL/16 //这样得出的是温度的整数部分,小数部分被丢弃了 TD=(TL%16)*10/16; 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) //计算温度的小数部分,将余数乘以 10 再除以 16 取 //读温度准备 //先读的是温度值低位 //接着读的是温度值高位 // 实 际 温 度 值 =(TH*256+TL)/16, 即 ： //储存暂存器的温度低位 //储存暂存器的温度高位 //储存温度的整数部分 //储存温度的小数部分 //延时 5ms 给硬件一点反应时间 //不断检测并显示温度
P2=0xf7; P0=dispcode1[TD]; display_temp1(TN); delaynms(1); } } //显示小数部分 //显示温度的整数部分