指導老師：概要本文介紹了以SPI總線器件TMP122為測溫核心，用單片機AT89S51構造控制電路，利用數(shù)碼管及其它外圍元件組成顯示單測溫計。 5 6 6 7 8 8 9 9 10 14 14 14 15 16 16 16 18 18 18 19 20 21 22 23 23 24 25 27 28 29 30 31下載方式的AT89S51、繪制電子測溫計電路溫計印制電路板圖、制作電子測溫計印制電路板圖、安裝、焊接電子測溫計印制電路板、繪制流程圖、上機調試電子測溫計程序溫度，并且用數(shù)碼管顯示出來。本報告正是以實訓項目為載體，對實訓項目中用到的軟硬件主要技術、主要芯片特性進行闡述。第一章DXP軟件介紹域。在這種背景下，87、88年由美國ACCEL開創(chuàng)了電子設計自動化（EDA）的先河。隨著電子業(yè)的飛速發(fā)展，TANGO顯示出其不適應時代發(fā)展需要的弱點，ProtelTechnology公司以其強大的研發(fā)能力推出了ProtelForDos作為TANGO的升級版本，從此Protel[1]這個名字在業(yè)內日益響亮。路帶來了很大的方便，設計者再也不用記一些繁瑣的命令。于Win95的3.X版本。其出眾的自動布線能力獲得了業(yè)內人士的一直好評。99年，Protel公司又推出了最新一代的電子線路設計系統(tǒng)Altium公司作為EDA領域里的一個領先公司，在原來Protel99SE的基礎上，應用最先進的軟件設計方法，率先推出了一款基于Windows2000和Windows統(tǒng)，電子設計者從最初的項目模塊規(guī)劃到最終形成生產數(shù)據(jù)都可以按照自己的設計方式實現(xiàn)。ProtelDXP2004[2]是Altium公司于2004年推出的最新版本的電路設計軟件，該軟件能實現(xiàn)從概念設計，頂層設計直到輸出生產數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗證和設計數(shù)據(jù)的管理。而是由多個模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是SCH（原理圖）設計、計。該軟件將項目管理方式、原理圖和PCB圖的雙向同步技術、多通道設計、拓樸自動布線以及電路仿真等技術結合在一起，為電路設計提供了強大的支持。年美國航空局和美國標準局發(fā)起了印制電路首次技術討論會,當時涂法、化學沉積法、真空蒸發(fā)法、模壓法和粉壓法.當時這些方法都未能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產,直到五十年代初期，由于銅箔壓板的粘合問題得到解決,覆銅層壓板性能穩(wěn)定可靠,并實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產，銅箔蝕刻法，成為印制板直發(fā)展至今。六十年代，孔金屬化雙面印制和多層印大規(guī)模生產,七十年代收于大規(guī)模集成電路和電子計算展,八十年代表面安裝技術和九十年代多芯片組裝技術推動了印制板生產技術的繼續(xù)進步,一批新材料、新設儀器相繼涌現(xiàn).印制電路生產動手術進一步向高密度,細導高可靠性、低成本和自動化連續(xù)生產的方向發(fā)展.我國從五十年代中期開始了單面印制板的研制，半導體收音機中。六十年代中自力更生地開發(fā)了我國單位開始研制多層板。七十年代在國內推廣了圖形電藝,但由于受到各種干擾,印制電路專用材料和專用設跟上,整個生產技術水平落后于國外先進水平。到了八改革開放政策,不僅引進了大量具有國外八十年代先進水平的單面、雙面、多層印制板生產線,而且經過十多年消化、吸收了我國印制電路生產技術水平.我國合資或獨資設廠，使我國PCB生產產量猛增，發(fā)展很快。PCB(PrintedCircuteBoard)印制線路板的簡稱，通常把在絕緣材上，按預定設計，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。標準的PCB上頭沒有零件，也常被稱為“印刷線路板PrintedWiringBoard（PWB）”。撓性銀漿印制線路板使用絲網漏印方法得到圖形。剛性板所用的基材是由紙基（常用于單面）或玻璃布基（常用于雙面及多層預浸酚醛或環(huán)氧樹脂，表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成，我們就稱它為剛性印制線路板。單面有印制線路圖形稱單面印制線路板，雙面有印制線路圖形，再通過孔的金屬化進行雙面互連形成的印制線路板，稱其為雙面板。如果用一塊雙面作內層、二塊單面作外層或二塊雙面作內層、二塊單面作外層的印制線路板，通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結材料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互連的印制線路板就成為四層、六層印制電路板了，也稱為多層印制線路板。PCB的生產過程較為復雜，它涉及的工藝范圍的機械加工到復雜的機械加工，有普通的化學反應還其生產過程是一種非連續(xù)的流水線形式，任何一個環(huán)會造成全線停產或大量報廢的后果，印刷線路板如果回收再利用的。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不是覆蓋在整個板子上的，而在制造過程中部份被蝕刻（conductorpattern）或稱布線，并用來提（ComponentSide）與焊接面（SolderSide）。接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝。指」的邊接頭（edgeconnect將其中一片PCB上的金手指插進另一片PCB上合適層是絕緣的防護層，可以保護銅線，也可以防止零件（legend）。齊的規(guī)劃后，蝕刻在一塊板子上，提供電子零組件在時的主要支撐體，是所有電子產品不可或缺的基礎零件。有設計預鉆孔以安裝芯片和其它電子組件。組件的孔有助于讓預先定義在板面上印制之金屬路徑以電子方式連接起來，將電子組成電路。生產實際中PCB板的制作技術，很有成就感，對鍛煉我們的動手能力有極大的幫助，而且在學校中就學到了對我們很實用的技能，增強了我們的信心，很有意義！AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemor的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。單片機的可擦除只讀存其主要特性如下：AT89S51是市場上開發(fā)工程師應用的比較多的一種單片機，市場份額很大，價位在6元左右，比較便宜，我們的課程中也是優(yōu)點是：1.測量精度高。因溫度傳感器熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。3.構造簡單，使用方便。溫度傳感器熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。溫度傳感器熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。溫度傳感器熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造溫度傳感器熱電阻。TMP122[11]是一款數(shù)字輸出溫度傳感器，其內部的集成電路，帶有與SPI接口并采用微型SOT23封裝技術。適用于諸如計算機外設熱保護、筆記本電腦、手機、恒溫控制器、電池管理與環(huán)境監(jiān)控等對空間要求極嚴格的低功耗系統(tǒng)。其工作溫度范圍介于-55°C至+150°C之間，其在溫度范圍為-25°C至+85°C的電源范圍等卓越特性，因而是低功耗應用的最佳選擇。此外，設置點。TMP122是TI日益壯大的溫度傳感器產品系列的最新成員，是高精度、多功能及低功耗為一體的完美集成有可編程功能、纖小的封裝以及極大的溫度范圍，因而可廣泛應用于各種各樣的應用之中。與模擬量輸出的溫度傳感器相比，數(shù)字輸出溫度傳感器可以節(jié)約前端調理電路，使電路尺寸減小，穩(wěn)定度提高，因此，本次實訓我們就選用了這種傳感器。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。分為共陰極和共陽極兩種結構。在一起。通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅動電路能吸收額定流，還需根據(jù)外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。在一起。通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅動電路能提供額定的段導通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。這次實訓設計中我們采用了八段共陰數(shù)碼管。經過同組同學們查閱資料，大家在一起討論，在分析了幾個方案的基礎上確定了以下方案。因為本系統(tǒng)是采用+5供電，所以從各方面考慮，決定使用性價比較高的三端穩(wěn)壓器7805作為穩(wěn)壓芯片，相關電路如圖6-2所示：電壓輸入。即，交流電經變壓、整流、濾波（濾波電容C5=470μ本電路二極管所承受的最大反向電壓為Urm=U2/1.414=19V,即可選用反向擊穿電壓為Ubr>38V的二極圖6-2中：C6主要是輸入電壓的紋波;C8用來消除電路中可能存在的高頻噪聲，即改善負載的瞬時響應。以SPI總線方式與控制單元通信。TMP122適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量,測量溫40□—+125□,在–25□—+85□內測量所得溫度的精確度在0.5°C以內（最大為1.5°C）。至5.5V的電源范圍。下面就TMP122讀寫命令及寄存器配置做簡對于TMP122的使用，必須要了解它的相關讀、寫命令，下面給出了有關的寄存器配置及命令時序圖。電平，表示轉換完成，此時不再是復合命令時序，只是一個單一表6-2為讀命令。根據(jù)AT89S51單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好等優(yōu)點，本設計即以AT89S51作為控制核心，組成本電路的控制單元模塊。圖6-5為AT89S51單片機最小系統(tǒng)。P1.5,P1.6,P1.7作為ISP下載口，出端口。GNDVCCU1CSSCK132212223242526272823456781312151431VCCGNDVCCU1CSSCK132212223242526272823456781312151431VCCC130pY111.052919189C230pR91K101130C322uS117RD16 29+C7204010440P10P11P12P13P14P15P16P17X1X2WRRXD TXDP00P01P02P03P04RXD TXDP20P21P22P23P24P25P26P2789S51VCC們基本可以把該數(shù)碼管當作是共陽數(shù)碼管來給其顯示代碼，同時這次實訓我們自己動手設計，制作了PCB板。在設計的過程中我們遇到了一些問題，像SCH庫中并不是每一個電子有的，所以在畫原理圖時，我們首先要用編輯元器件，然后再畫原理圖，有些地方我們使用了總線畫圖，但沒有把對應連接引腳間用網絡標號標注，所以在ERC檢查時怎么也過不去，裝都沒有，我們一邊看書一邊動手操作，還使用了游標卡尺等測量元件的引腳間距。在這次實訓中還遇到的問題是元器件原理圖的引腳標號與封裝引腳標號不一致，在加載網絡表時出錯，我們用更改其中一個與另一個相同的方法來解決。這其中較為典型的就是二極管了，在原理圖中它的兩個引腳標號是1和2，而在封裝庫中標號是S和K。盡管遇到很多困難，但是還是作出了如圖6-7所示的PCB版圖。入溫度的讀狀態(tài)，為了不影響溫度轉換的時序，在TMP122的溫斷子程序流程圖，我們利用定時/計數(shù)器T0的定時功能，每2ms進一次中斷，然后進行顯示。初始化，T0中斷定時sbitsck=P1^2;disdata[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x8inttempl=0,temph=0;//定義整型全局變量，分別存放從TMP122讀出數(shù)據(jù)bitflag;//定義標志位voiddisplay(void)interrupt1using0{//顯示“-?break;case2:P0=disdata[T%1000/100]&0x7fff;//case3:P0=disdata[T}}/*主函數(shù)*/}調試步驟：3.用加熱器加熱，再測溫記錄數(shù)據(jù)。測試環(huán)境：一杯95的開水，在室溫為29□室內自然冷卻，用分鐘讀一次溫度值，數(shù)據(jù)如下表所示：12345678995□73□57□49□42□39□37□35□34□95□72.5□57.5□48□42.5□39□36.5□35□34□33□30□30□29□29□29□29□29□33.5□31.5□30.5□30□29.5□29.5□29□29□29□經過三個小時的測試，由上表數(shù)據(jù)可知，溫度下降幅度基本符合溫度曲線，與溫度計所測值比較，我們的作品能夠完成精確測溫。五周時間很快就過去了，關于TMP122溫度計設計制作的綜合實訓已經結束了，在此次實訓中我們完成了從資料收集、確定方案、計劃制定、電路圖設計、焊接到程序的調試、檢查和評估制作，收獲很大，圓滿地完成了實訓任務。實訓工作傾注了大量的心血。五周來，×××老師深厚的專業(yè)背景、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、平易寬厚的人格作風使我受益匪淺。感謝您對我的悉心教誨，使我順利地完成了實訓任務，在實訓任務完成之感謝我同組同學及同班同學的幫助和關心！最后向審閱技術報告的老師致以深深的謝意！鐵道出版社,2006踐.天津大學,20084.呂泉.現(xiàn)代傳感器原理及應用.清華大學出版社.25.楊學昭、王東云.單片機原理、接口技術及應用(含C51).西安電子科技大學出版社2009.27.陳權昌等.單片機原理及應用(21世紀高職高專電類系列規(guī)劃教材).華南理8.李朝春.單片機&DSP外圍數(shù)9.求是科技.單片機——典型模塊設計實例a bc defg dp38acgdppa bc defg dp38acgdpp901112131415190111213141516187654321PMALCNOMMOC7TUO6TUO5TUO4TUO3TUO2TUO1TUO7NI6NI5NI4NI3NI2NI1NI33abcdgdp162738495p740638acgdpp38acgdpp740622S225C109245abcdgdp162738495p740638ac