数字温度计课程设计报告

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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

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)

数字温度计实验报告

课程授课教案

一、实验目的和要求

1.掌握集成运算放大器的工作原理及其应用。

2.掌握温度传感器工作原理及其应用电路。

3. 了解双积分式A/D转换器的工作原理。

4. 熟悉213位A/D转换器MC14433的性能及其引脚功能。

5. 熟悉模拟信号采集和输出数据显示的综合设计与调试方法。

6. 进一步练习较复杂电路系统的综合布线和读图能力。

设计要求如下：

1. 设计一个数字式温度计，即用数字显示被测温度。数字式温度计具体要求为：

①测量范围为0～100℃

②用4位LED数码管显示。

二、主要仪器和设备

1.数字示波器

2.数字万用表

3.电路元器件：

温度传感器 LM35 1片

集成运算放大器LM741 1片

集成稳压器 MC1403 1片

A/D转换器 MC14433 1片

七路达林顿晶体管列阵 MC1413 1片

BCD七段译码／驱动器 CC4511 1片

电阻、电容、电位器若干

三、实验内容、原理及步骤

1.总体方案设计

图1为数字温度计的原理框图。其工作原理是将被测的温度信号通过传感器转换成随温度变化的电压信号，此电压信号经过放大电路后，通过模数转换器把模拟量转变成数字量，最后将数字量送显示电路，用4位LED数码管显示。

图1 数字温度计原理框图

2. 温度传感器及其应用电路

温度传感器LM35将温度变化转换为电信号，温度每升高一度，大约输出电压升高10mV。在25摄氏度时，输出约250mV。图2（a）、(b)图为LM35测温电路。

（a）基本的测温电路(+2°C to +150°C) （b）全量程的测温电路（−55°C to +150°C）

数字式温度计课程设计报告

温度传感器采用LM35D 温度传感器，其管脚图和输出特性图如图所示：

用最小二乘法拟合得到关系式U=7.05+10.02t，即其敏捷度为10.02mV/℃

为了使测量精度更高，需要对对LM35D 输出信号进行校准处理，电路图如下：

A/D 转换器采用MC14433，其连接方式如图所示：

其中， MC14433 旳各引脚阐明如下：

1、Pin1（VAG）—模拟地，为高科技阻输入端，被测电压和基准电压旳接入地。

2、Pin2（VR）—基准电压，此引脚为外接基准电压旳输入端。MC14433 只要一种正基准电压即可测量正、负极性旳电压。此外， VR 端只要加上一种不不大于5 个时钟周期旳负脉冲（VR），就可以复为至转换周期旳起始点。

3、Pin3（Vx）—被测电压旳输入端，MC14433 属于双积分型A/D 转换器，因而被测电压与基准电压有如下关系：

4、Pin4-Pin6（R1/C1，C1）—外接积分元件端。积分电容一般选 0.1uF 聚脂薄

膜电容，在2.000V 满量程时，电阻R1 约为470kΩ,

5、Pin7、Pin8（C01、C02）—外接失调赔偿电容端，电容一般也选0.1uF 聚脂薄膜电容即可。

6、Pin9（DU）—更新显示控制端，此引脚用来控制转换成果旳输出。假如在积分器反向积分周期之前，DU 端输入一种正跳变脉冲，该转换周期所得到旳成果将被送入输出锁存器，经多路开关选择后输出。否则继续输出上一种转换周期所测量旳数据。这个作用可用于保留测量数据，若不需要保留数据而是直接输出测

量数据，将DU 端与EOC 引脚直接短接即可。

数字体温计实验报告

引言：

数字体温计是一种现代化的温度测量设备，它通过使用传感器和数字显示屏来准确测量人体温度。本实验旨在探究数字体温计的工作原理、准确性以及与传统温度计的比较。

实验步骤：

1. 准备工作：确保实验环境安静、温度适宜，并准备好传统温度计和数字体温计。

2. 实验组织：将实验参与者分为两组，每组使用一种温度计进行测量。

3. 测量方法：首先，使用传统温度计在参与者的腋下测量体温，并记录结果。然后，使用数字体温计在同一位置测量体温，并记录结果。

4. 重复测量：为了确保准确性，每个参与者的体温都应重复测量两次。

5. 数据分析：将所有测量结果进行整理和比较，并计算平均值和标准差。

实验结果：

通过对多个参与者进行测量，我们得出了以下结果：

1. 数字体温计的测量结果与传统温度计的结果非常接近，差异较小。

2. 数字体温计的测量速度较快，几乎可以即时显示温度值。

3. 数字体温计的使用更加方便，无需摇晃或等待温度计稳定。

4. 数字体温计的数字显示屏清晰可见，易于读取。

讨论：

数字体温计在准确性和便携性方面表现出色。由于其使用数字显示屏，读取温

度更加方便，尤其适用于老年人和儿童。此外，数字体温计还具有防水功能，可以更好地保护设备免受污染。然而，仍有一些问题需要解决。数字体温计需要电池供电，如果电池电量不足，可能会影响准确性。此外，数字体温计的价格相对较高，有些人可能无法承担。

结论：

通过本次实验，我们发现数字体温计是一种准确、方便且易于使用的温度测量设备。它在测量速度和读取方面具有明显优势，并且与传统温度计的测量结果相当接近。然而，由于其依赖电池供电和较高的价格，我们仍需权衡其优势和不足，选择适合自己的温度测量设备。

数字温度计设计报告

课程名称：电⼦课程设计

院别：武警⼯程学院

专业: 指挥⾃动化

班级：⼆队⼀区队

姓名：王凯(03) ⽥腾浩 (23)

指导教师：邹涛

时间: 2010年1⽉12⽇

主要内容：

设计⼀个数字温度计，测量范围：0～100 O C。温度的实时LED数字显⽰。测量温度信号为模拟量。基本要求：

1.画出数字温度计的结构框图。

2.画出系统原理电路图。

3.⽤MULTISIM进⾏仿真实验。

4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电⼦⽂档。

主要参考资料：

[1] 阎⽯.数字电⼦技术基础[M].北京：⾼等教育出版社，2001.

[2] 彭介华.电⼦技术课程设计指导[M].北京：⾼等教育出版社，1997.

[3]孙梅⽣.电⼦技术基础课程设计[M].北京：⾼等教育出版社，1998.

[4]⾼吉祥.电⼦技术基础实验与课程设计[M].北京：电⼦⼯业出版社，2002.

完成期限

⼀、任务技术指标

主要内容：

设计⼀个数字温度计，测量范围：0～100 O C。温度的实时LED数字显⽰。测量温度信号为模拟量。

基本要求：

1.画出数字温度计的结构框图。

2.画出系统原理电路图。

3.⽤MULTISIM进⾏仿真实验。

4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电⼦⽂档

⼆、总体设计思想

1.基本原理

由于温度计的应⽤很⼴，所以温度计的设计也不完全⼀样。以前⼀般采⽤热电偶、玻璃液体温度计、双⾦属温度计、压⼒式温度计、热电阻和⾮接触式温度计等进⾏温度测量。其中热电偶的温度测量范围较宽，它⽆需使⽤驱动电源即可直接产⽣电压（温差电势）信号，该信号既可⽤直流测量仪器（如电位差计、数字电压表、毫伏计等）读取，以通过热电偶温度特性分度表查出对应的温度；也可以⽤线性校正电路将⼩信号电压放⼤后，通过显⽰仪表的刻度读数。在某些输油、输⽓管道应⽤中，往往要求对温度进⾏长时间监测，且要求能够快速准确地读数。此时，上述各类温度计则难以胜任。⽽如果将热电偶产⽣的热电动势转换成数字信号后由单⽚机进⾏数据处理，并通过液晶来显⽰其温度结果，这种⽅法反应迅速，测量精度⾼，功耗⼩，显

数字温度计实验报告

实验名称：数字温度计制作实验

实验目的：掌握数字温度计的制作过程及其原理，理解数字温度计的工作原理，培养实验操作能力和实验思维能力。

实验原理：

数字温度计是用单片机芯片作为控制器，将温度传感器检测到的模拟信号转化为数字信号，再通过液晶显示屏实时显示温度值。

实验器材：

1.数字温度计DIY套件

2.电子元器件（电阻、电容、晶体振荡器、液晶显示器）

3.电路板

4.焊锡工具、插头线

5.温度计测试仪器（模拟温度计、数字温度计）

实验步骤：

1.准备工作：

（1）将电路板放置于安全、平稳的场所，清理干净表面。

（2）将电路板和电子元器件分类放置。

2.焊接电子元器件：

（1）先将较小、比较短的元器件焊接上去。如电容、电阻。

（2）再将较大、比较长的元器件焊接上去。如晶体振荡器、液晶显示器。

3.安装液晶显示器：

（1）连接液晶屏的后面板和电路板的对应接口。

（2）将液晶屏锁入安装板中，轻轻按压。

4.测试电路板：

（1）使用模拟温度计测量温度，将温度传感器插入电路板。

（2）开启电源，读取电路板上液晶屏的显示数值和模拟温度计的数值，检测温度计的精度。

5.校正电路板：

（1）进入电路板的校准程序，根据实测温度值和电路板显示的温度值进行校准。

（2）校准后，再次使用模拟温度计测量温度，检测校准的效果。

实验结果：

根据实验结果，我们制作出了一个精度较高的数字温度计，它可以显示出实时温度值，可广泛应用于各种实际场合。

结论：

通过此次实验，基本掌握了数字温度计的制作过程及其原理，加深了对数字温度计的理解，提升了实验操作能力和实验思维能力。

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

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。

数字温度计课程设计报告

硬件课程设计实验报告课题：数字温度计

一．需求分析 (1)

二．概要设计 (1)

三．硬件电路设计 (3)

四．系统软件设计 (5)

五．软件仿真 (8)

六．实际连接与调试 (9)

七．本次课设的收获与感受 (11)

附录（程序源代码） (12)

一．需求分析

功能要求：

测量环境温度，采用接触式温度传感器测量，用数码管显示温度值。

设计要求：

（一）功能要求

(1) 由4位数码管显示当前温度。

(2) 具备报警，报警门限通过键盘设置。

(3) 精度为0.5℃。

（二）画出参考的电路原理图

（三）画出主程序及子程序流程图、画出MCS51内部RAM 分配图，并进行适当地解释。

（四）写出实现的程序及实现过程。并进行适当地解释说明。

二．概要设计

（一）方案选择

由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用

到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。

（二）系统框图

该系统可分为以下七个模块：

（1）控制器：采用单片机STC89C52对采集的温度数据进行处理；

（2）温度采集：采用DS18B20直接向控制器传输12位二进制数据；

（3）温度显示：采用了4个LED共阴极七段数码管显示实际温度值；

数字温度计课程设计报告

一．数字温度计的总体方案设计

根据系统设计的功能，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力来测量、显示温度数值。

初步确定设计系统由单片机主控模块、测温模块、显示模块共3个模块组成，电路系统框图如图所示。

图系统基本方框图

对于单片机的选择，如果用8051系列，由于它没有内部RAM，系统又需要一定的内存存储数据。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS 8位的单片机，片内含8k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，功能强大的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。而AT89S52与AT89C51相比，外型管脚完全相同，AT89C51的HEX程序无须任何转换可直接在AT89S52运行，且AT89S52比AT89C51新增了一些功能，相比较后，在本设计中选用AT89S52更能很好的实现温度计控制功能。

测温电路可以使用热敏电阻之类的器件，利用其感温效应，将被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据处理。但是这种感温电路比较复杂，且采用热敏电阻精度低，重复性、可靠性都比较差。

如果采用温度传感器DS18B20可以减少外部硬件电路，而且可以很容易直接读取被测温度值，进而转换，且成本低、易使用，可以很好的满足设计要求。所以本文采用传感器DS18B20代替传统的测温电路。

温度的显示可以采用LED数码管来显示，LED亮度高、醒目，但是电路复杂，占用资源多且信息量小。而采用液晶显示器有明显的优点：工作电流比LED 小几个数量级，功耗低；尺寸小，厚度约为LED的1/3；字迹清晰、美观、使人舒服；寿命长，使用方便，可得性强。故本设计采用LCD来显示温度。

数字温度计实验报告

《数字温度计实验报告》

实验目的：通过使用数字温度计，观察不同物体的温度变化，并掌握数字温度

计的使用方法。

实验材料：数字温度计、冰块、热水、不同温度的物体。

实验步骤：

1. 将数字温度计插入冰水中，记录下温度。

2. 将数字温度计插入热水中，记录下温度。

3. 测量室温下的温度。

4. 将数字温度计分别插入不同温度的物体中，记录下温度。

实验结果：

通过实验我们得出了以下结论：

1. 冰水的温度约为0摄氏度。

2. 热水的温度约为60摄氏度。

3. 室温下的温度约为25摄氏度。

4. 不同温度的物体，数字温度计都可以准确测量出温度。

实验结论：

通过本次实验，我们学会了使用数字温度计测量不同物体的温度，并且掌握了

数字温度计的使用方法。数字温度计可以准确地测量物体的温度，对于科研实

验和日常生活中的温度监测都具有重要意义。希望通过这次实验，同学们能够

更加深入地了解温度计的原理和使用方法，为将来的科学研究打下坚实的基础。

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

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。