基于数字温度传感器的数字温度计 课程设计

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数字温度计课程设计(模版)

数字温度计课程设计(模版)

《应用电子系统分析与设计》

课程设计报告

课题:数字温度计

目录

摘要 (Ⅰ)

Abstract (Ⅱ)

1、绪论………………………………………………………………

2、数字温度计的基本原理…………………………………………….

2.1 单片机STC89C52………………………………………………..

2.1.1 STC89C52引脚功能………………………………………

2.2温度传感器DS18B20………………………………………………

2.2.1 DS18B20注意事项…………………………………………….

2.2.2 DS18B20内部结构……………………………………………

2.2.3 DS18B20测温原理……………………………………………

3、数字温度计的硬件设计……………………………………………..

3.1 主控制器……………………………………………………….

3.2 显示电路……………………………………………………….

3.3 温度检测电路………………………………………………….

4、软件设计……………………………………………………………

4.1 主程序模块……………………………………………………..

4.2 温度检测模块…………………………………………………..

5、结论……………………………………………………………….

参考文献………………………………………………………

附录…………………………………………………………………

1 绪论

随着科技发展人们生活水平的不断提高,单片机在电子产品中应用越来

越广泛。在很多电子产品中用到温度检测和温度控制,使得人们对它的要求

基于数字温度传感器的测温系统设计

基于数字温度传感器的测温系统设计

深圳大学实验报告

课程名称:接口技术与单片机

实验项目名称:基于数字温度传感器的测温系统设计

学院:物理科学与技术学院

专业:应用物理

指导教师:李雄军

报告人:李汉平学号:2007180005 班级:应用物理系实验时间:2010-6-21

实验报告提交时间:2010-7-5

教务处制

一题目

基于数字温度传感器18B20测温系统的设计

二功能与性能指标要求

1 功能:

(1)利用智能温度传感器DS18B20进行温度数据采集和单片机89C52进行数据接收和处理,得到的温度值通过转换后通过2个数码管进行显示,显示位数包括个位和十位。(2)初始报警温度通过初始化实现,当测得的温度超过报警温度后报警灯Led将被点亮,可以通过按键对报警温度进行设置,设置按键一共两个,其中一个每按一次就加一摄氏度,另一个按一次减一摄氏度。

(3)其他功能:复位电路,包括上电复位和按键复位,接通电源后自动复位进行温度测量,当测量不正确的时候或者报警温度设置改变后需要恢复的话可以通过按键进行复位,保证系统持续正常工作。

2 性能指标:

测温范围为0~99度,测量精度1摄氏度,每隔一秒测量温度一次,测量准确,实时迅速,显示数字稳定,系统运行正常无误。

三总体设计方案

1 系统组成

(1)温度数据采集:利用智能温度传感器DS18B20进行温度的采集。

(2)数据接收和处理:用单片机89C52和并行口进行数据接收和处理。

(3)显示部分:用单片机并行口控制2个数码管进行温度值显示。

(4)报警部分:用led灯做报警器。

(5)设置部分:按键进行报警温度的设置

(6)其他部分:包括自动复位电路和按键复位电路,晶振。

数字式温度计的设计与制作

数字式温度计的设计与制作

设计三数字式温度计的设计与制作

一、目的和要求

1.目的

(1)通过本次综合设计,进一步了解智能传感与检测技术的基本原理、智能检测系统的建立和智能检测系统的设计过程。

(2)学生设计制作出数字式温度计,提高学生有关工程系统的程序设计能力,。

(3)进一步熟悉掌握单片机技术、c 语言、汇编语言等以及在智能检测设计中的应用。

2.要求

(1)充分理解设计内容,并独立完成综合设计报告。

(2)综合设计报告要求:综合设计题目,综合设计具体内容及实现功能,结果分析、收获或不足,程序清单,参考资料。

二、实验设备及条件

热电偶

Easypro编程软件

热电偶或智能传感器DS18B20

Keil c安装盘

PC机、剥线钳、面包板、镊子、导线、电源、示波器、万用表、频率计

单片机及其外围电路所需元器件

烙铁、焊接板等焊接工具

万用表

电源

TEKTRONIX TDS1002 60MHZ示波器

三、实验原理、内容

本实验培养学生了解便携式数字仪表的制作,数字式显示仪表是一种以十进制数形式显示被测量值的仪表,与模拟式的显示仪表相比较,数字显示仪表具有读数直观方便,无读数误差准确度高,响应速度快,易于和计算机联机进行数据处理等优点。数字式显示仪表的基本构成方式如下,图中各基本单元可以根据需要进行组合,以构

成不同用途的数字式显示仪表。将其中一个或几个电路制成专用功能模块电路,若干个模块组装起来,即可以制成一台完整的数字式显示仪表。其核心部件是模拟

/数字转换器,可以将输入的模拟信号转换成数字信号,以A/D转换器为中心,可

将显示仪表内部分为模拟和数字两大部分。

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计..(共18页)

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课程设计(论文)

题目名称数字温度计

课程名称电子技术课程设计

学生姓名

学号

系、专业

指导教师

2011年 12 月 16 日

摘要

温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。使用温度测量仪,首先经过AD590集成温度传感器的作用,使外界温度转换为电流用表示。因为上述为绝对温度K和电流之间的转换关系,而在设计中我们需要采用℃,所以我们必须使其转换成摄氏温度℃和电流之间的关系,这就要用到K—℃变换器。通过K—℃变换器的作用,我们便得到想要的℃和电流之间的直接转换关系。得到的电流再经过放大器的放大,即可直接用电压表读出被测对象的温度值。然后放大后的电压接一比较器,比较器的输出端接报警设备。报警设备可由一个发光二极管组成。在设置了预警温度后,由比较器输出端的电压决定二极管是否发光,从而起到警报作用。经TC7017AD 转换后,再通过数码管显示。

关键词:AD590放大器TC7107 数码管

目录

摘要……………………………………………………………………….

1 系统总体设计 (1)

总体方案设计 (1)

系统原理框图及电路图 (1)

2 系统详细设计 (2)

温度传感器 (2)

转换与放大电路 (3)

K-C转换电路 (3)

放大器 (4)

比较器 (4)

报警设备 (5)

电路原理图 (5)

A/D转换电路 (6)

数码管显示 (10)

3 仿真与调试 (11)

电路的仿真 (11)

仿真结论 (13)

4 总结 (13)

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

1 综述

温度计的测量和控制之间的关系:检测是控制的基础和前提,而检测的精度必须高于控制的精确度,否则无从实现控制的精度要求。不仅如此,检测还涉及国计民生各个部门,可以说在所以科学技术领域无时不在进行检测。科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等,在很大程度上决定了科学技术的发展水平。同时,科学技术的发展达到的水平越高,又为检测技术、传感器技术提供了新的前提手段。目前温度计的发展很快,从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。目前的温度计中传感器是它的重要组成部分,它的精度灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。传感器应用极其广泛,目前已经研制出多种新型传感器。但是,作为应用系统设计人员需要根据系统要求选用适宜的传感器,并与自己设计的系统连接起来,从而构成性能优良的监控系统。

2 设计方案

2.1 设计方案一:

温度计电路总体设计方框图如下图所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用三位LED数码管一串口传送数据实现温度显示。

主控制器

单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要俩个口能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

显示电路

显示电路采用三位共阳LED数码管,从P3口RXD,TXD串口输出段码。

温度传感器

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9—12位的数字值读数方式。

基于DS18B20的数字温度计设计

基于DS18B20的数字温度计设计

基于DS18B20的数字温度计设计

一、课程设计目的

1.培养学生文献检索的能力,如何利用Internet检索需要的文献资料。

2.培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3.培养学生综合运用知识的能力和工程设计的能力。

4.培养学生理论联系实际的能力。

5.提高学生课程设计报告撰写水平。

二、设计内容、技术条件和要求

1设计内容

数字温度计的设计要能实现温度的实时采集与显示,以AT89S51单片机为核心芯片,使用DS18B20数字温度传感器采集环境温度,并通过一组4位共阴极数码管将温度显示出来,也可用LM1602液晶显示屏。

方案一:使用按钮控制温度的采集与显示。

方案二:使用定时控制温度的采集与显示,时间间隔1S。

2 设计要求

•设计单片机最小系统(包括复位按钮、晶振电路等);

•DS18B20应用电路设计。

•按键电路设计。

•可使用实验室的实验箱实物实现,也可使用仿真软件Proteus实现。

•绘制实现本设计内容的硬件电路(原理图),系统的组成框图。

•编写本课程设计内容的软件设计(包含程序流程图和对程序注释)。三、总体设计思想

本设计以检测温度并显示温度提供上下限报警为目的,按照系统设计功能的要求,确定系统由5个模块组成:主控器[4]、测温电路,报警电路,按键电路及显示电路。系统以DS18B20为传感器用以将温度模拟量转化为电压数字量以总线传入单片机,以AT89S51为主芯片,在主芯片对DS18B20传入的温度值进行处理,由单片机程序控制,将经处理后的温度由LM1602液晶显示屏显示出来。

图3-1 数字温度计设计总体的原理图

数字温度计设计方案

数字温度计设计方案

数字温度计设计方案

数字温度计是一种利用数字显示温度值的仪器,目前已广泛应用于家庭、实验室、医疗等领域。为了设计一个稳定、可靠的数字温度计,以下是一个初步设计方案。

1. 传感器选择

温度传感器是数字温度计的核心部件,常用的有热敏电阻、热电偶、半导体传感器等。在设计中,我们可以选择适用范围广、精度高的数字温度传感器,如DS18B20。该传感器具有数字

接口、高精度、高稳定性等特点。

2. 微控制器选择

微控制器是数字温度计的处理器,负责监测温度传感器的数据,并将其转化为数字信号。在设计中,我们可以选择具有足够计算能力、低功耗的微控制器,如STM32系列中的

STM32F103C8T6。该微控制器具有高性能、低功耗、丰富的

外设等特点,适合用于数字温度计的设计。

3. 电路设计

在电路设计中,可以采用数字传感器和微控制器之间的串行通信方式,使用一对引脚(数据引脚和电源引脚)实现数据的传输和供电。同时,需要添加稳压电路和滤波电路,保证电路的稳定性和抗干扰能力。

4. 数字显示模块选择

数字显示模块是数字温度计的输出设备,负责将测得的温度值以数字形式显示出来。在设计中,可以选择7段LED数码管,

该数码管具有明亮的显示效果、低功耗、容易驱动等优点。

5. 电源选择

数字温度计需要稳定的电源供电,可选择直流电源供电,电压范围5V。在设计中,可以添加电源管理电路,包括稳压电路、过压保护、短路保护等,以增加设备的安全性和稳定性。

6. 程序设计

程序设计是数字温度计的重要环节,需要编写相应的程序实现温度的测量、显示、存储等功能。在程序设计中,可以使用C 语言或者嵌入式开发平台进行编程,实现温度测量值的读取、温度值的转换、温度值的显示等功能。

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

数字温度计

一、概述:

由于单片机体积小、功能全、价格低、编程容易等优点,在工业领域的应用越来越广泛。本文数字温度计的实现,主要基于芯片DS18B20和数码管的显示功能,把现场测得的温度显示出来。

DS18B20是美国Dallas公司生产的单总线数字输出型集成温度传感器,能够直接读出被测温度值,并且可根据实际要求通过编程实现9~12位的数字量输出,将温度值转化为9位数字量所需时间为93.75 ms,转化为12位数字量所需时间为750 ms。测试温度范围为 -55~+125,精度可达

0.0675℃。

二、工作原理:

本电路包含了单片机最小系统(包括复位按钮、晶振电路)、单总线接口的温度传感器芯片DS18B20、LED数码管显示电路的设计。

本电路采用8位单片机 AT89C51,工作原理图如下页所示:

1、AT89C51单片机引脚资源及分配如下:

2、复位电路:

RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效,其有效时间应持续24个振荡脉冲周期以上,整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号送施密特触发器,再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样,然后才得到内部复位操作所需要的信号。

复位操作有上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位三种方式,本文采用按键电平复位的方式,复位电路如下:

按下按钮并持续两个机器周期以上,则RES位高电平,单片机复位。

3、晶振电路:

在89C51内部有一个高增益反相放大器,其输入端为引脚XTAL1,其输出端为引脚XTAL2。只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚跨接晶体振荡器或在引脚与地之间加接微调电容,形成反馈电路,振荡器即可工作。振荡电路的工作原理如下图:

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

一、引言

本文档旨在设计一门名为“数字温度计”的课程,旨在教授学生如何设计并制作

一个简单的数字温度计。通过这门课程,学生将了解温度的概念、温度测量的原理,并通过实践操作来设计、制作和调试一个数字温度计原型。

二、课程大纲

1. 课程简介

在本节课中,我们将介绍本门课程的内容、目标和教学方法。

2. 温度的概念和单位

这一节课中,我们将学习温度的基本概念,温度的不同单位以及它们之间的转

换关系。

3. 温度测量的原理

在本节课中,我们将讲解温度测量的一些基本原理,包括使用热敏电阻、红外

线传感器和半导体温度传感器等。

4. 温度传感器的选择和使用

这节课我们将学习如何选择合适的温度传感器,并了解它们的使用方法和注意

事项。

5. 数字温度计的设计与制作

在本节课中,我们将介绍数字温度计的基本原理和电路设计。学生们将分组进

行设计并制作一个数字温度计原型。

6. 数字温度计的调试和应用

这节课中,学生需要将制作好的数字温度计原型进行调试,并学习如何将其应

用到实际生活中。

7. 课程总结和展望

在最后一节课中,我们将对整个课程进行总结,并展望学生们在将来可以进一

步深入研究的方向。

三、教学方法

本门课程采用以下教学方法:

1.授课:教师将通过讲解的方式,将温度概念、温度测量原理等知识传

达给学生。

2.实验:学生将参与到温度计设计与制作的实验中,通过实际操作来理

解概念和原理。

3.小组讨论:学生将分组进行温度计设计的讨论和合作,提高团队合作

和问题解决能力。

4.实际应用:学生将通过调试和应用数字温度计原型,加深对温度测量

的理解和实践能力。

数字体温计的设计

数字体温计的设计

数字体温计的设计

一、实验目的

1.研究NTC热敏电阻的电学、热学性质。

2.利用NTC热敏电阻设计一个数字体温计,并评估其精度。

二、实验原理

(一)NTC热敏电阻

NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写,

意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体

材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系

数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物

为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧

化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全

类似锗、硅等半导体材料。温度低时,这些氧化物材

料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较

高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值

降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在102~

106欧姆,温度系数-2%~-6.5%。NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

部分专业术语:

1.(额定)测量功率P m(mW)

热敏电阻在规定的环境温度下,阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。一般阻值变化不应大于0.1%。

当热敏电阻受测量电流加热引起的阻值变化恰为0.1%时,对应的测量功率P m称为额定测量功率,其数值约在1mW左右,并与环境温度有关。【根据图1所示的热敏电阻的尺寸、玻璃的热容量及导热系数等参数,可以估算出P m的大致数量级。】

2.零功率电阻值R T(Ω)

R T指在温度T时,采用小于额定值的测量功率测得的电阻值。

3.额定零功率电阻值R25(Ω)

根据国标规定,额定零功率电阻值是NTC热敏电阻在基准温度25℃时测得的电阻值R25,这个电阻值就是NTC热敏电阻的标称电阻值。例如,实验室使用的NTC热敏电阻的阻值为10 k ,就是指该NTC热敏电阻的R25 = 10 kΩ。

数字温度计传感器课程设计

数字温度计传感器课程设计

03
数字温度计传感器设计与实现
设计方案选择
方案一
采用模拟温度传感器与ADC转换器结合,通过微 控制器进行数据处理。
方案二
使用数字温度传感器,直接输出数字信号,通过 微控制器读取。
方案三
集成温度传感器与微控制器,通过内部ADC进行 数据转换。
硬件电路设计
01
02
03
电源电路
为传感器和微控制器提供 稳定的电源。
06
部分团队协作能力需加强:部分学生团队协作能力有待提 高,需要加强沟通和协作能力的培养。
未来改进与拓展方向
改进方向
提高团队协作能力培养:在课程设计中加强团队协作的 培训和引导,提高学生的团队协作能力。
深入研究传感器技术:引导学生深入研究数字温度计传 感器的相关技术,探索更先进的技术和方法。
加强理论知识教学:针对学生理论知识掌握不扎实的问 题,未来应加强相关理论知识的课堂教学和辅导。
研究数字温度计传感器的原理 和特点。
选择合适的数字温度计传感器 型号。
设计数字温度计传感器的电路 板和外壳。
编写控制程序,实现温度的采 集、显示和传输。
课程设计要求
严格按照设计任务书的要 求进行设计。
遵循安全规范,确保设计 过程中的人身安全和设备 安全。
保证设计的数字温度计传 感器性能稳定、精度高。
温度传感器的主要性能指标包括测量范围、精度、线性度、响应时间和稳定性等。

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

重庆三峡学院

课程设计(论⽂)

题⽬数字温度计

院系机械⼯程学院

专业机械电⼦⼯程(数控加⼯)

年级201X级

学⽣姓名范俊

学⽣学号*************

指导教师XXX 职称教授完成设计(论⽂)时间2014 年12 ⽉

⽬录

摘要 (1)

关键词 (1)

1课题调查 (2)

1.1本课题的研究意义,国内外研究现状、⽔平和发展趋势 (2)

1.2本课题的基本内容,预计可能遇到的困难,提出解决问题的⽅法 (3) 1.3本课题拟采⽤的研究⼿段(途径)和可⾏性分析 (3)

1.4 DS18B20的主要特性 (4)

2⽅案设计 (4)

2.1总体初步⽅案 (4)

2.2 模块⽅案分析 (5)

模块⼀微处理器模块 (5)

模块⼆复位电路 (7)

模块三时钟电路 (8)

模块四温度传感器 (9)

模块五 LED显⽰电路 (9)

3 整机电路 (10)

4 制作及调试过程 (10)

5 结论 (11)

附录⼀:源程序 (12)

附录⼆:原理图 (17)

附录三:实物图 (18)

参考⽂献 (19)

数字温度计

范俊

重庆三峡学院机械⼯程学院机械电⼦专业XXXX级X班重庆万州404000

摘要

在⽇常⽣活及⼯农业⽣产中经常要检测温度,传统的⽅式是采⽤热电偶或热电阻。其硬件电路和软件调试⽐较复杂,制作成本较⾼。近年来随着科技的飞速发展,单⽚机的应⽤正不断⾛向深⼊。所以我们选⽤单⽚机作为核⼼部件进⾏逻辑控制及信号的产⽣,⽤单⽚机本⽣的优势节约成本,使电路更简单。温度的检测与控制是⼯业⽣产过程中⽐较典型的应⽤之⼀,随着传感器在⽣产和⽣活中的更加⼴泛的应⽤,利⽤新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。在这⾥介绍了⼀种基于AT89C52单⽚机的温度测量及控制系统的硬件结构以及C语⾔程序设计,该系统设计和布线简单,结构紧凑,体积⼩,重量轻,抗⼲扰能⼒强,性价⽐⾼,扩展⽅便,在⼤型仓库,⼯⼚,智能化建筑等领域的多点温度检测中有⼴阔的应⽤前景。

数字温度计的设计.

数字温度计的设计.

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

题目:数字温度计的设计

课程:单片机原理及应用课程设计

专业:电气工程及其自动化

班级:电气1202班

姓名:

学号:

第一部分

《单片机原理及应用》课程设计任务书

一、课题名称

硬件设计题目五:数字温度计的设计

二、课程设计目的

课程设计是课程教学中的一项重要内容,是达到教学目标的重要环节,是综合性较强的实践教学环节,它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。

《单片机原理及应用》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程,课程设计环节应占有更加重要的地位。单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上,通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用,使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解,同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训,使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。

三、课程设计内容

设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统,并完成相应的软硬件调试。

1. 系统方案设计:综合运用单片机课程中所学到的理论知识,学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。

2. 硬件电路设计:对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算,包括元器件的选择和电路参数的计算,并画出总体电路图。

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

单片机原理及系统课程设计

专业:电气工程及其自动化

班级:

姓名:

学号:

指导教师:

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2012年7月1日

基于51单片机数字温度计设计

1数字温度计的设计要求与设计方案

1.1 基本设计要求

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机AT89C52,测温传感器使用DS18B20,用1602液晶实现温度显示,能准确达到以上要求。

1.2性能指标

(1) 基本范围-50℃-110℃;

(2) 精度误差小于0.5℃;

(3) 液晶LCD显示;

(4) 可以设定温度的上下限报警功能。

2数字温度计系统的硬件设计

2.1数字温度计硬件框图

数字温度计系统硬件框图如图2.1所示。

图2.1系统的硬件框图

2.2AT89C52单片机

AT89C52单片机引脚配置图,如图2.2所示。

图2.2 AT89C52引脚配置截图2.3总设计图

数字温度计系统的硬件总设计图如图2.3所示。

图2.3总设计图

如图2.3所示,AT89C52的时钟电路是单片机内部有一个高增益、反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,其输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容(电容和一般取33pF)。构成一个稳定的自激振荡器。

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

一、数字温度计课程设计

1. 数字温度计的原理

数字温度计是一种用于测量温度的仪器,它通过将温度转换成一个数字值来表示温度,这个数字值有可能是摄氏度、华氏度或其他单位的温度计。

数字温度计的原理是改变温度,会改变某种传感器的电阻值,这种电阻值改变可以通过计算机来进行捕捉,然后转换成数字形式,来测量温度。

2. 数字温度计的结构

数字温度计由传感器、显示模块、控制模块和电源模块组成。

传感器:主要用于检测周围环境的温度变化,由于温度的变化会使电阻值发生变化,这种变化可以被传感器捕捉,转换成数字信号。

显示模块:用于将温度信号转换成易于人们阅读的数字值,例如显示温度读数。

控制模块:根据传感器反馈的信号,控制显示模块显示不同的温度值。

电源模块:为数字温度计提供电源,使传感器、显示模块和控制模块能够正常工作。

3. 数字温度计的应用

数字温度计可以用来测量室内、室外的温度,它可以准确的读出温度,而且易于使用。

另外,它也可以用于检测生物体温度,例如,它可以用于检测人体的体温,也可以用于检测样品的温度,如食物、饮料等,以保证样品的品质。

数字温度计还可以用于检测其他环境温度,比如空调房间、汽车内部等等,以确保环境适宜。

数字温度计设计课程设计

数字温度计设计课程设计

数字温度计设计课程设计

引言

数字温度计是一种用于测量温度的设备,它将温度转换为数字信号来表示。在本课程设计中,我们将探讨数字温度计的设计原理和实现方法。通过本设计,学生将能够理解数字温度计的工作原理,掌握数字信号的转换方式,并通过实际搭建一个数字温度计的电路来锻炼实践能力。

设计目标

本课程设计旨在帮助学生达到以下目标:

1.理解数字温度计的基本原理和工作机制;

2.掌握数字信号的转换方式;

3.学会使用模拟传感器完成温度测量;

4.能够使用电路和编程工具实现数字温度计。

设计步骤

步骤一:理解数字温度计的原理

在本步骤中,学生将学习数字温度计的基本原理和工作机制。他们需要学习关于传感器、模拟信号和数字信号的知识。可以使用实验示意图、图表和实际温度计来帮助学生理解。

步骤二:选择传感器和电路元件

在本步骤中,学生将学习如何选择合适的传感器和电路元件来实现数字温度计。他们需要学习传感器的种类和特性,并选择合适的传感器来测量温度。此外,学生还需要选择合适的电路元件来转换模拟信号为数字信号。

步骤三:搭建电路

在本步骤中,学生将使用所选的传感器和电路元件来搭建数字温度计的电路。他们需要按照电路图纸的指导,正确地连接电路,并确认电路的正常工作。

步骤四:测试和校准

在本步骤中,学生将测试他们搭建的数字温度计的性能和准确性。他们可以使用已知温度源来测试数字温度计的响应和精度,并根据需要调整传感器和电路的参数。

步骤五:实现数字温度显示

在本步骤中,学生将使用数字信号转换器和显示设备来实现数字温度的显示。他们需要学习如何将数字信号转换为合适的格式,并将其显示在合适的设备上。

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基于数字温度传感器的数字温度计课程设计

西安文理学院物理与机械电子工程学院

课程设计报告

专业班级 10级电子信息

工程2班

课程单片机原理

与接口技术

题目基于数字温度传感

器的数字温度计

学号 ***********

学生姓名李斌

指导教师魏坤

2013年11月

西安文理学院物理与机械电子工程学院

课程设计任务书

学生姓名专业班级学号指导教师职称教研室课程

题目

任务与要求

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开始日期完成日期

年月日

目录

设计目的 (4)

设计任务和要求 (4)

总体设计方案 (4)

功能模块设计与分析 (9)

电路的安装与调试 (11)

实验仪器及元器件清单 (11)

心得体会 (11)

附录一系统电路图…………………………………

16

一、设计目的

本设计以AT89S52单片机(海翔HX-V2开发板)为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、数码管扫描电路,显示电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度的采集,量化,输出,显示的目的。文中还着重介绍了软、硬件设计及C语言实现部分,在这里采用模块化编程结构。主要模块有:端口定义程序、函数定义及主函数程序、定时器中断程序、延时函数程序、DS18B20初始化定义程序。通过本次课程设计,更加深对51单片机的了解,进一步加深我们对51单片机解决实际问题的工作能力。

二、设计要求和任务

利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器

DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为-55 0C~125 0C,精确到0.5 0C。数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。

设计要求

(1) 根据设计任务要求给出实现原理及具体实现方案;

(2) 给出电路设计的具体电路,编写出相应的温度采集显示程序;

(3) 通过相应软件进行调试,给出调试结果,并进行相应分析;

(4) 论文要求思路清晰,结构合理,语言流畅,书写格式符合要求。

设计任务

设计一个具有基于DS1820数字温度传感器的温度检测及显示的系统。要求系统具有以下功能:

(1) 一路温度检测;

(2) 具有数码管显示功能;

(3) 具有动态扫描功能;

(4) 定时器控制扫描时间;

(5) 温度变化数码管能及时刷新显示温度;

三、总体设计方案

1、DS18B20

1.1 DS18B20的工作原理

DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1的预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,计数器1的预置将重新被装入,计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1的预置值。

DS18B20有4个主要的数据部件:

(1)光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是:开始8位(28H)是产品类型标号,接着的48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

(2)DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。

表1: DS18B20温度值格式表

这是12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。

例如+125℃的数字输出为07D0H,+25.0625℃的数字输出为0191H,-25.0625℃的数字输出为FF6FH,-55℃的数字输出为FC90H。

表2: DS18B20温度数据表

(3)DS18B20温度传感器的存储器

DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。

(4)配置寄存器

该字节各位的意义如下:

TM R1 R0 1 1 1 1 1

表3:配置寄存器结构

低五位一直都是"1",TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率,如下表所示:(DS18B20出厂时被设置为12位)

R1 R0 分辨率温度最大转换时间

0 0 9位93.75ms

0 1 10位187.5ms

1 0 11位375ms

1 1 12位750ms

表4:温度分辨率设置表

1.2 DS18B20的使用方法

由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。

由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。

DS18B20的初始化

(1)先将数据线置高电平“1”。

(2)延时(该时间要求的不是很严格,但是尽可能的短一点)

(3)数据线拉到低电平“0”。

(4)延时750微秒(该时间的时间范围可以从480到960微秒)。

(5)数据线拉到高电平“1”。

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