《电子工程设计与实践》
实 验 指 导 书
唐山学院信息与控制工程实验教学中心
2015年11月
实验一 基于LM35的温度测量系统设计
一．实验目的
1.学习LM35线性精密温度传感器的特性及使用方法。 2.进一步学习单片机应用系统的设计方法。 3.进一步学习PROTEUS仿真软件使用方法。 二．实验设备及器材配置
1. LAB8000单片机仿真实验系统。 2.计算机。 3.导线。
4.LM35温度传感器、UA741运算放大器、电阻、电容、电位器等。 三．实验内容
1.采用PROTEUS仿真软件设计硬件电路，用KEIL开发环境编程实现温度测量显示。
2.利用扩展实验板上的LM35温度传感器及其电压放大电路（或利用面包板搭建），利用实验箱上的A/D转换器采集放大器输出的电压值，在数码管或LCD上显示测量的温度值（精确到小数点后一位）。 四．实验原理说明
LM35 是美国国家半导体公司(NS 公司)生产的系列精密集成电路温度传感器, 它的输出电压与摄氏温度线性成比例（10mV/℃），因而 LM35 优于用开尔文标准的线性温度传感器，LM35无需外部校准或微调来提供±1/ 4℃的常用的室温精度，在- 55℃～ + 150℃温度范围内为± 3/ 4℃，LM35 的额定工作温度范围为- 55℃～ + 150℃，LM35C 在- 40℃到+ 110℃之间，LM35D在0℃到+ 100℃之间。LM35适合密封的TO-46封装，LM35C、LM35D适合塑料TO-92封装。管脚封装如下：
实验原理框图如图1-1所示。
图1-1 测温系统原理框图
LM35DZ测量温度范围0--100℃，对应输出电压0--1V，放大5倍后的输出电压为0--5V，经A/D转换后的数字量为D，被测温度为T。Vi=0.01×T，Vo=0.05×T=D×VREF/256，其中VREF=5V，为ADC0809的参考电压。因此，被测温度与数字量的关系为：T=100×D/256。根据上述公式，经过软件编程即可算出温度值。注意：用汇编语言编程时，利用乘法指令将D与100相乘后，高八位即为温度的整数位（存于B中），低八位即为小数位（存于A中）。不用再除以256。送显示时，要经过十进制转换。
五．实验连线及实验电路
1.实验连线
(1).LM35连线采用单电源形式，如图1-2所示。其输出与运算放大器输入端相连。运算放大器可采用LM741等型号的通用运算放大器(注意：使用PROTUES7.7仿真时，用741或UA741)，管脚如图1-3所示。采取同相输入，电压放大倍数为5倍，电路图如图1-4所示。
(2).A/D转换器采用ADC0809,参考A/D转换实验。 (3).显示电路自行设计。 2.实验电路
图1-2 LM35连线图 图1-3 LM741管脚图
+12V
7123VCCVOUTAGNDVOUTR21kΩU1362LM7411ToutD44148LM35DZ41-12VR11kΩR33.9kΩ5R4100ΩAGNDGND 图1-4 LM35放大电路连线图
六．思考题及实验报告要求
1.思考题
(1). 如果系统采用10位A/D转换器，写出温度与数字量的关系，程序如何修改？ (2). 考虑如何加入抗干扰措施？如何提高测量精度？ 2.实验报告要求
(1).给出自行设计的系统详细电路原理图、程序清单（加注释）、程序流程图、测量误差。
(2).总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出设计及编程调试的经验和体会。
一、数码显示原理图
U9A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14109876543252421232261A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14CEWEOE62256D0D1D2D3D4D5D6D71112131516171819D0D1D2D3D4D5D6D7U787654321P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P3.7/RDP3.6/WRP3.5/T1P3.4/T0P3.3/INT1P3.2/INT0P3.1/TXDP3.0/RXDP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8P0.7/AD7P0.6/AD6P0.5/AD5P0.4/AD4P0.3/AD3P0.2/AD2P0.1/AD1P0.0/AD017RD16WR15141312EOC111028272625242322213233343536373839U8GND54A156A14A13A12E3E2E1Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y079101112131415CS7CS6CS5CS4CS3CS2CS1CS0A1520WR27RD22321CBA74HC138VCC31ALE3029EAALEPSENA15A14A13A12A11A10A9ALE11A8GND1D7D6D5D4D3D2D1D0181714138743U4LEOED7D6D5D4D3D2D1D074HC373Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0191615129652A7A6A5A4A3A2A1A0VCCC122p9RSTX1CRYSTAL18XTAL2SW1SW-SPDT外驱C2GND22p19XTAL1AT89C51内驱R1R2R3R4R5R6R7R812101K200R200R200R200R200R200R200R2468GNDU2:AU2:BU2:CU2:DU2:EU2:F74HC0474HC0474HC0474HC0474HC0474HC0413513119ABCDEFGHG5G4G3G2G1U12(CLOCK)G0256912151619Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0U174HC374191615129652U674HC374IN02627281234525242322U12IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADD AADD BADD CALEVREF(+)VREF(-)ADC0808CLOCKSTARTEOCOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT81067212019188151417STARTEOCD7D6D5D4D3D2D1D0OECLKD0D1D2D3D4D5D6D7D03D14D27D38D413D514D617D71811111185.31kVOUT236CS02U3:AU5:A21WR374HC02A146574HC0074HC00A2132D7D6D5D4D3D2D1D0R971817141387431U10+12VU13D7D6D5D4D3D2D1D0VCCCLKOER103GNDLM351k-12VUA741A0A1A2START415R113k9R12100RU3:BVCC12GND16IN0OE9U5:BWR54674LS02+88.8Volts+88.8VoltsU5:CCS1RD891074LS02
二、PROTEUS常用元件库 元件名称 元件库 Microprocessor ICs 单片机AT89C51 总线驱动器74HC245 TTL 74HC 发光二极管Optoelectronics LED-BIBY 发光二极管Optoelectronics LED-BIBY 发光二极管LED-RED Optoelectronics Resisitors 电阻RES Switches & Relays 按钮BUTTON Switches & Relays 开关Switch 共阴极数码管Optoelectronics 7SEG-MPX6-CC ADC0808 Data Converters DAC0832 Data Converters LM35 Data Converters Optoelectronics 字符液晶LM016L ULN2003A Analog-ICs L298 Analog-ICs Electromechanical 直流电机 Electromechanical 两相步进电机 Electromechanical 四相步进电机 子库 8051 Family LEDs LEDs LEDs Generic BUTTON Switch 7-Segment Display A/D Converters D/A Converters MOTOR-DC MOTOR-BISTEPPER MOTOR-STEPPER 制造商 Atmel ANALOG
实验二 数字直流电压表的设计
一．实验目的
1.学习数字直流电压表的设计。
2.进一步学习单片机应用系统的设计方法。 3.进一步学习PROTEUS仿真软件使用方法。 二．实验设备及器材配置
1. LAB8000单片机仿真实验系统。 2.计算机。 3.导线。
4.电阻、电容、电位器等。 三．实验内容
1.采用PROTEUS仿真软件设计硬件电路，用KEIL开发环境编程实现直流电压测量显示。
2.利用实验箱上的A/D转换器采集电位器输出的电压值，在数码管或LCD上显示测量的电压值（精确到小数点后一位或两位）。 四．实验原理说明
实验原理框图如图2-1所示。
图2-1 数字直流电压表原理框图
电位器输出电压0--5V，经A/D转换后的数字量为D，被测电压为V。V=D×VREF/256，其中VREF=5V，为ADC0809的参考电压。
五．实验连线及实验电路
1.实验连线
(1).电位器两端分别接+5V电源及地，中间抽头与A/D转换器的模拟输入端通道0相连，如图2-2所示。
(2).A/D转换器采用ADC0809,参考A/D转换实验。 (3).显示电路自行设计。 2.实验电路