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可用于新冠疫情下测温的基于单片机的数字温度计原理图、PCB、焊接和调试 发布时间:2020-02-26 阅读人数:

1,开发前规划


温度计;51单片机;共阳数码管;MOS开关;便携式;课程设计;毕业设计

目的:做一个随身携带的温度计。



项目 商品编号 型号 备注
单片机 C86615 STC8A8K64S4A12
51单片机简单;这个型号引脚多;
轻触开关
C318884
TS-1187A-B-A-B
嘉立创可SMT,省劲
MOS
C85758
NUD3124LT1G
内置MOSFET、ESD保护
数码管
C226009
SLS0563DRA1GD
红色;共阳;贴片的节约体积
电池
C139606
CR2032
2V~3V
电池座
C70373
CR2032弯脚电池片
铜材质;和焊盘组合构成一个座子;
温度传感器
C177147
AT30TS75ASS8M-B
电压1.7V到5.5V;-55℃~125℃;
三极管
C8542
SS8550
PNP型;开关作用。


确认电压:电池跌落范围:2V~3V ;上述所有IC的正常工作范围均在电池范围内。


板子结构:设计一层PCB盖子,中间安装铜柱,或者排针排母,将电池和传感器保护起来,露出位置便于按钮安装。


功能设计:

1,使用三位贴片数码管显示温度,精度正负1度。

2,数码管由IO口直接驱动,不另外加驱动IC。

3,纽扣电池的位置要便于更换。

4,按一下按钮,刷新一次温度;断开按钮时停止供电;以节约能量。





2,模块化原理图



基于单片机的数字温度计-原理图

原理图模块

说明

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1,当轻触开关悬空时,N-MOS的VGS=0V不导通,负载也就表现为不得电;

2,当轻触开关按下时,VGS=3V。此时MOS导通,导通后内阻大约1.4欧姆(规格书有写);

3,只看VCC和GND之间受开关控制,所以轻触开关能控制负载的通断。4,不按开关的时候负载不导通,最省电。

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1,CR2032电池正常范围大约是2V~3V。

2,传感器电压范围是1.7V~5.5V,可以用此电池。

3,检测温度范围宽,-55℃到+125℃。

4,IIC通讯两根线,要有上拉电阻到VCC。


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1,数码管本质上就是LED发光二极管。图中所示为三位共阳数码管。

2,共阳数码管表示这些发光二极管的阳极在数码管内部接在一起了。

3,一个数字由8个LED组成,这8个LED的阳极接在一起的。整个数码管有三位数字。它们的阴极在内部又接在了一起。

4,ABCDEFG表示每一位的笔划,DIG表示某位的阳极。当阳极有电3V时,ABCDEFG中谁接地谁就亮。

5,使用一只PNP三极管控制DIG是否有电;使用单片机IO口直接控制ABCDEFG是否为低电平。


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1,通过排针孔留出单片机的串口1和电源引脚,便于下载程序使用。

2,内部有晶振和复位电路,只需要给单片机通电就能工作了。

3,没有用到单片机的ADC功能,故AVCC和AGND直接接到VCC和GND,AVREF接VCC。

4,老姚的STC8系列工作电压:2V~5.5V。

5,通过普通IO口模拟IIC时序驱动温度传感器。

6,使用连续的IO口接到数码管的ABCDEFG上,有利于写代码时直接赋值。



3,绘制PCB


基于单片机的数字温度计-PCB
PCB图 说明

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1,线宽0.3mm以上。整个板子没有大电流,所以不用很粗的线。

2,根据自己的审美安排布局,非高频线路,非高压线路,没有严格规范。

3,图中还不够完美。你可以安排双面布置元器件。把数码管和传感器布置到正面,其余所有元器件布置到背面。

4,尽量对称布置元器件,看起来美观漂亮。

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1,因为选择了布置到同一面,为了遮住元器件可以再焊一个盖子到上面。

2,周边的三个排针孔就是用来连接下板的。


4,焊接和调试

基于单片机的数字温度计-焊接调试
焊接/调试 说明

 

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1,首先选择了焊接MCU。

2,因为MCU焊接好后,可以直接烧录一次程序,测试MCU周边电路是否OK。

3,接下来安排焊接电源控制电路,这样可以通过写测试程序,间接测试同断电是否正常。通过万用表测量负载电压也能得出结论。

 

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1,焊接大件,数码管。

2,注意方向,有可能会焊反。

3,烙铁温度控制在350度左右,小心行事,有可能会烧焦塑料。

 

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1,最后焊接电池座。

2,注意看焊盘,电池座内部的焊盘提前上锡了,而且鼓起来了很多。

3,只有这样才能让电池接触面与焊盘配合牢固。这时候电池是应塞进去的。

 

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1,这是主程序,用来说明程序的大致架构。

2,先初始化51单片机的IO口,初始化各个软件模块。同时打开了一个定时器,用来制作简单的任务调度器。

3,初始化完成后,读取一次温度,然后循环显示即可。

 

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1,这里简单介绍一下数码管扫描显示。

2,图中函数每次执行时,G1,G2,G3其中的一个就会拉低,PNP管子此时导通。

3,这个时刻,PDat直接被赋值,单片机的IO口表现出不同的高低电平,其中的某一个数码管就显示出数字。

 

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1,使用这个工具复制你计算“字形码”。

2,先设置一下共阴或者共阳,并配置好IO口的关系,直接计算即可。

3,脚位设置中,设置的是一个8位HEX数据的第几个Bit。

4,这个工具在下面链接可下载。

不看自己过去的文章就无法发现自己那么喜欢写废话。零妖的文章定位是硬核技术输出型,结果活生生地写成了硬核感情散文型。我拿出了祖传的焊台并给它磕了三个响头发誓再也不写废话了。


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