多路温度采集器设计

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 《嵌入式项目应用实践》

恭喜你

学院名称：计算机科学与通信工程学院

班级：计院的孩子

小组成员：雷锋

教师姓名：你猜猜

2016年 5 月 10日

一．实验题目

多路温度采集系统的设计。

二．实验要求

a)使用PROTEUS 8和ARDUINO IDE 进行硬件电路设计和MCU程序设

计

b)使用ALTIUM DXP 进行PCB版图设计

c)三个人一组，完成项目。每组交一份报告，一份PPT并答辩。

1.使用PROTEUS 8和ARDUINO IDE 进行硬件电路设计和MCU程序设计：

将三种温度采集的温度值显示在屏幕上，同时利用串口输出温度值。

d)分别使用LM35、DS18B20、MAX6657器件进行温度采集，使用ARDUINO

设计MCU程序。

e)时用拨动开关进行温度来源选择，开关导通时，对应LED点亮，采到的

温度要输出到液晶屏和串口。即最多可以同时显示3个器件采集的温度，最少1个。当一个都没选时，用蜂鸣器提示。

f)设计时可能数字引脚不够，此时，A0可以做为14脚处理，A1做为15

脚，以此类推。

2.使用ALTIUM DXP进行PCB版图设计

a)在DXP中绘制原理图。

b)注意：DXP中没有MAX6675芯片，需自己创建原理图元件和PCB封装。

c)液晶屏用合适的接线座替代或自行设计。

d)增加电源变压器插座(假设输入为8V)和LM7805稳压芯片将电压稳定在

5V，并做为系统供电。

e)进行PCB版图设计，即进行PCB层数设置、元件布局和布线。设计时要

考虑线宽、布线规定、防噪声设计等。

f)注意：元件位置要合理，便于用户使用。

三．实验内容：

1. PROTEUS的使用方法。

Proteus是一个完整的嵌入式系统软、硬件设计仿真平台。主要使用流程：

a)添加元件到元件列表中：

在模型选择工具栏中选元件（默认），单击 P 按钮，出现挑选元件窗口，

通过关键字 Keywords 筛选，筛选出所需的avr处理器，双击将其放入元

件列表；同样的方法放入1-wire温度输出、TCK、从类别 Resistor（电阻）

中利用关键字 430R 找出并放入 1000欧姆的电阻，从 Optoelectrics(光

电器件)中挑选出不同颜色的发光二极管： LED-GTEEN

b)将元件放入原理图编辑窗口：

在元件列表中左键选取Atmega328p，在原理图编辑窗口中单击左键，这样

avr处理器就被放到原理图编辑窗口中了。同样放置其它各元件。如果元

件的方向不对，可以在放置以前用方向工具转动或翻转后再放入。

左键选择模型选择工具栏中的终端接口图标：从模型中挑选出地线-GROUND

和电源-POWER，并在原理图编辑窗口中左击放置到原理图编辑窗口中。

c) 连线

按样图绘制电路连线，这里芯片采用了网络标签的方法实现电路连接，即在输入端绘制一小段导线后双击放置节点并结束布线，然后在该线段上放置网络标签，输入标签名称，然后在需要测量的导线上也放置同样的标签，即相当于将这两点连接起来了。

d)仿真

对于纯硬件电路可以直接通过仿真按钮进行仿真。而单片机需要下载程序后才能运行，所以要将事先准备好的仿真程序调试文件或目标文件下载到单片机芯片中。本例用的是：pro3.hex。双击元件，出现 Edit Componet 对话框，在 Program File 中单击出现文件浏览对话框，找到pro3.hex 文件，单击确定即将仿真程序装入单片机，单击 OK退出。然后单击开始仿真，此时可以看到程序的运行结果。

说明：仿真时，元件引脚上的红色代表高电平，兰色代表低电平，灰色代表悬空。

e）MCU程序设计（附源代码）

Arduino IDE界面分成三个部分，最上面是工具栏，中间为代码编辑区域，底部为消息通知区。工具栏中包含6个按钮。在工具栏下边是打开程序的标签，标签上有程序的文件名。

工具栏明细：

在编辑器中输入相应代码后生成.hex文件，然后在proteus进行第4步仿真，即双击元件找到相应的.hex文件即可。

2. 设计完成的PROTEUS 电路图。

3. DXP原理图的设计

a．加载元器件库并找到相应的元器件进行放置

例如要搜索三端稳压器7805 元件相关的可以在Seach Criteria（搜索标准）选项区域中Name文本框中键入L7805，选择Contains，单击Search 按钮开始搜索，查找结果会显示在Result 对话框中

b．调整元器件位置并设置元器件属性

c．连接导线、放置电源与接地

用绘制导线工具来连接元器件间的引脚

d．更新元器件编号

e．保存文件并编译

4. 设计完成的DXP 原理图。

5. PCB设计

a．检查完原理图元件封装后，生成网络表

b．创建PCB 文档并保存

c．设置工作层，设置捕捉栅格（2.5mm），定义原点并绘制电路板物理边界及电气边框

d．加载元件封装库，网络表及元件，单击execute changes按钮和close按钮，即可看见载入的元件和网络飞线

e．自动布局及手动布局

执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer，因为本实验元器件只有17个，选择分组布局。然后手工调整元件布局，如移动元件，双击元件设置旋转

f．自动布线

执行Design/Rules 菜单命令，设置导线宽度规则Width，设地线GND导线宽度

为60mil(min:50mil,max:80mil ），电源导线宽度为50mil（Min:40mil,Max:60mil）