DXP作业4 1Word格式.docx

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二、功能原理-3-

2.1AT89S51-3-

2.2DS18B20-4-

2.3J2POWER-5-

2.4AT89SISP-5-

2.5显示电路-6-

三、原理图-6-

四、PCB图-7-

五、三维PCB板-7-

六、项目元件清单-8-

七、自制原件说明-9-

八、心得体会-9-

一、电路概述

21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。

我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。

温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。

伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。

但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。

这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。

多路无线温度采集系统可被广泛应用于温度测量或相应的可转换为温度量或供电故障监控的工业、农业、环保、服务业、安全监控等工程中，例如：

城市路灯故障检测和供电线路防盗监视、城市居民小区供热检测、大型仓库温度检测、工业生产测控、农业生产温度测控、环保工程、故障监控工程等。

考虑到许多工业环境中对多点温度进行监控，一般需要测量几十个点以上。

因为采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用，并且温度参数对工业生产的重要性，所以温度测量系统的精确度和智能化一直受到企业的重视。

所以学习并研究温度测量及相关知识可做为一个较为实用的课题的方向，能获得较实用的知识和方法。

因此温度测控技术是一个很实用、也很重要的技术，值得去研究掌握。

它应用的领域也相当广泛，可以应用到消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备的过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械„等设备温度过热检测。

因此前景是相当的可观

二、功能原理

本设计以AT89C51单片机的温度测量和控制系统为核心来对温度进行实时巡检。

单片机能独立完成各自功能，同时能根据主控机的指令对温度进行定时采集。

测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机的串行口和总线通信协议能把温室中的温度参数及时上传至上位机，并与设定值进行比较，与设定值不符时采取相应的处理措施，以实现恒温环境。

在设计的过程中充分考虑到性价比和精度，在选用低价格、通用元件的的基础上，尽量满足设计要求，并使系统具有高的精度。

2.1.AT89C51

（1）基本功能

单片机最小系统，实现对采集信号的处理。

（2）封装如图所示

2.2DS18B20

温度芯片DS18B20是Dallas公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式。

测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。

2.3J2POWER

使电源输出稳定的电压，原理图如下

（2）J2封装如下

2.4AT89SISP

与AT89C51相连，组成电路下载程序。

（2）封装如下

2.5显示电路

共阴极七段数码管，用于温度的显示；

原理图如下；

三、原理图

四、PCB图

五、三维PCB版

六、项目原件清单

Description

Designator

Footprint

LibRef

Quantity

PolarizedCapacitor（Radial）

C1

RB7.6-15

CapPol1

1

Capacitor

C2

RAD-0.3

Cap

C3

C4

C5

C6

C7

C8

DefaultDiode

D1

DSO-C2/X3.3

Diode

7.6mmMicroBrightYellow7-SegmentDisplay:

CC,RHDP

DS1

LEDDIP-10/C5.08RHD

DpyYellow-CC

DS2

DS3

DS4

TypicalINFRAREDGaAsLED

DS5

LED-0

LED0

J1

AT89SISP

J2

POWER

PNPGeneralPurposeAmplifier

Q1

DS18B20

2N3906

Q2

Q3

Q4

3-TerminalAdjustableNegativeVoltageRegulator

Q5

221A-04

LM337BT

SemiconductorResistor

R1

AXIAL-0.5

ResSemi

R2

R3

R4

Resistor

R5

AXIAL-0.3

Res1

R6

Switch

S1

SPST-2

SW-PB

U1

U2

U3

U4

U5

AT89S51

CrystalOscillator

Y1

BCY-W2/D3.1

XTAL

七、自制元件说明

在温度采集系统PCB板开发中，自制元件主要包括:

AT89S51、AT89SISP、DS18B20、POWER。

自制元件表

序号

元件名称

●1

●U5AT89S51

●2

●J1AT89SISP

●3

●U（1-4）DS18B20

●4

●J2POWER

八、心得体会

通过对Protel2004一个学期的学习,让我学会了一些基本电路的原理图绘制和PCB的制作.在开始接触Protel2004软件时,对其全英文的操作界面一窍不通,但在老师的讲解和操作指导下,加上自己的实际练习慢慢对它渐渐地熟悉了.开始会建原理图文件和PCB文件,但都不会查找元件和绘制元件,更不用说绘制PCB封装了。

老师说在初学Protel2004时,最难的是对元件的查找和对元件库的管理和添加,还有PCB封装的绘制.的确对于初学Protel2004的我们,实在很难找到成功的感觉,往往错误百出,到处都存在问题,每一个详细的步骤都要认真记下才能完成,否则在老师操作后便找不到其踪迹了。

随着对Protel2004接触时间的增长,我们也慢慢地开始有感觉起来了.开始学习原理图元件的绘制了,原理图绘制首先要打开原理图绘制界面,在绘制原理图元件时要注意元件一般的尺寸大小,不能太大也不能太小了,还有元件管脚电气属性的设置和消箭头的方法.原理图的绘制完成后便是修改名称和添加元件库了.这些基本方法都掌握后,就可以绘制一些基本的原理图了,绘制图形要注意元件的摆放和整体的布局,绘制的原理图要求美观,清晰。

接下来便是学习制作PCB的封装了,是学习Protel2004很难也很关键的一步,制作PCB要以元件实物的型号和大小为依据,实物元件的种类繁多,以种类的不同大小又不一,所以要以具体情况具体要求来制作PCB封装.PBC封装尺寸的大小更注重在管脚的距离上,管脚距离的大小决定了实物元件能否安装在电路板上.要从原理图生成PCB就要保证每个元件都有对应的封装,不仅大小要对应符号也要一一对应.在这些步骤都完成后就可以从原理图生成PCB了,在从原理图生成PCB时要保证每个元件都是正确的,保证每个元件都被导入了,才算成功。

PCB生成后最主要的工作就是对元件的布局和布线了,PCB元件的布局的要求是功能元件要尽量在一起,主要功能集成块要放在电路板中央,重元件要有支架,开关和发热元件靠边放,高频部分布线要尽量短,最后元件摆放要整齐,美观.元件布局好后就是布线了,布线可以是单层,双层和多层的.布线后尽量不要存在飞线,若布线存在极少飞线,依实际情况可不从新布线而手动布线.布线完后添加泪滴和敷铜,PCB就制作完成了,可以进行3D仿真观察。

Protel的学习注重实际练习,练习多了便有了经验,经验积累多了便有了感觉,有了感觉便学会了Protel.所以在以后的学习中我定会从实际出发,加强练习。

本学期在杨老师热情指导下熟练掌握了ProtelDXP软件的应用和电子时钟PCB板的制作，在此对杨老师表示衷心的感谢！