数字温度计的设计与实现
(数电)数字温度计的设计
数字温度计的设计一、总体方案的选择1.拟定系统方案框图（1）方案一：本方案采用AD590单片集成两段式敢问电流源温度传感器对温度进行采集，采集的电压经过放大电路将信号放大，然后经过3.5位A/D转换器转换成数字信号，在进行模拟/数字信号转换的同时, 还可直接驱动LED显示器,将温度显示出来。
系统方框图如下：图1.1 系统方案框图（2）方案二：使用数字传感器采集温度信号，然后将被测温度变化的电压或电流采集过来放大适当的倍数，进行A/D转换后，将转换后的数字进行编码，然后再经过译码器通过七段数字显示器将被测温度显示出来。
图1.2系统方案框图2. 方案的分析和比较方案一中的模数转换器ICL7107集A/D转换和译码器于一体，可以直接驱动数码管，不仅省去了译码器的接线，使电路精简了不少，而且成本也不是很高。
ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv电压，AD590可以将温度线性转换成电压输出。
而方案二经过A/D转换后，需要先经过编码器再经过译码器才能将数字显示出来。
比较上述两个方案，方案一明显优越于方案二，它用AD590采集温度信号，用ICL7107驱动数码管直接实现数字信号的显示，实现数字温度计的设计；省去了另加编码器和译码器的设计，所以线路更简单、直观；即采用方案一。
二、单元电路的设计通过AD590对温度进行采集，通过温度与电压近乎线性关系，以此来确定输出电压和相应的电流，不同的温度对应不同的电压值，故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D 转换器和译码器，再由数码管表示出来。
2.1传感电路AD590是半导体结效应式温度传感器，PN 结正向压降的温度系数为-2mV/℃ , 利用硅热敏晶体管PN 结的温度敏感特性测量温度的变化测量温度,其测量温度范围为-50～150。
AD590输出电流值(μA 级)等于绝对温度(开尔文)的度数。
使用时一般需要将电流值转换为电压值, 如图2.1.1图中,Ucc 为激励电压, 取值为4～40 V;输出电流I0以绝对温度零度-273℃为基准, 温度每升高1℃ ,电流值增加1μA。
51单片机数字温度计设计与实现
51单片机数字温度计设计与实现温度计是一种常见的电子测量设备，用于测量环境或物体的温度。
而数字温度计基于单片机的设计与实现，能够更准确地测量温度并提供数字化的显示，具备更多功能。
一、设计原理数字温度计的设计原理基于温度传感器和单片机。
温度传感器用于感测温度，而单片机负责将传感器读取的模拟信号转化为数字信号，并进行温度计算及显示。
二、所需材料1. 51单片机2. 温度传感器（例如DS18B20）3. 数码管或液晶显示屏4. 连接线5. 电源电路电容、电阻等元件三、设计步骤1. 连接电路：按照电路原理图将51单片机、温度传感器和显示器等元件进行连接。
注意正确连接引脚，以及电源电路的设计和连接。
2. 编写程序：利用汇编语言或C语言编写51单片机的程序，实现温度读取、计算和显示功能。
3. 温度传感器设置：根据温度传感器的型号和数据手册，配置单片机相应的输入输出口、温度转换方式等参数。
4. 读取温度：通过单片机对温度传感器进行读取，获取传感器采集的温度数据。
5. 温度计算：根据传感器输出的数据和转换方法，进行温度计算，得到更准确的温度数值。
6. 数字显示：将计算得到的温度数值通过数码管或液晶显示屏进行数字显示。
可以选择合适的显示格式和单位。
7. 添加附加功能：可以根据实际需求，增加其他功能，如报警功能、数据记录、温度曲线显示等。
8. 系统测试与优化：将设计的数字温度计进行系统测试，确保其正常运行和准确显示温度。
根据测试结果进行可能的优化或改进。
四、注意事项1. 连接线应牢固可靠，避免出现松动或接触不良的情况。
2. 选择合适的温度传感器，并正确设置传感器的相关参数。
3. 程序设计时应注意算法的准确性和优化性，以确保测量的准确性和实时性。
4. 温度传感器的安装和环境选择也会影响温度计的准确性，应避免与外部环境干扰和热源过近的情况。
五、应用领域1. 家庭和工业温度监测：数字温度计可以广泛应用于室内、室外温度监测，工业生产中的温度控制等。
数字温度计的设计与制作课件
3.2 温度检测电路
VCC接高电平，DQ端接单片机的 P3.4口，这里利用了P3.4口双向 I/O口作用，单片机从DS18B20 读取温度和报警温度，此时作为 输入口，当设置报警温度时单片 机向DS18B20内部存储器写入数 据，此时作为数据输出端口。DQ 与VCC之间需要一个电阻值约为 5KΩ的上拉电阻。
单
报警设备
片
机
（ADC0809)
1.2 方案二：采用数字温度芯片DS18B20
AT98C51 DS18B20
报警点温度设置
液 晶
感 器
温 度
显
主
示
控
单制 片器 机
报 警 设
备
传
二 系统器件的选择
2.1 单片机的选择
AT89S52为 ATMEL 所生 产的一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K在系统可编 程Flsah存储器。
3.3 液晶显示电路
在液晶显示电路的设计中选择具有单 向输出数据功能的P0端口向液晶显示 模块提供数据，P2.5、P2.6、P2.7口 作为控制液晶显示模块的端口，在PO 口上需要外加上拉电阻，才可以使液晶 显示模块正常显示。
3.4 报警电路设计
报警电路中使用P1.4-P1.7作为 控制按键输入端口，P1.0、P1.2 作为报警指示灯端口，P2.3作为 报警蜂鸣器端口，当它们对应的 端口为低电平时就会报警。
主要内容
一：设计方案选择 二：元器件的选择 三：设计过程 四：制作成果
一 设计方案选择
数字温度计的制作方法有很多种，最常见的有两种，一种 是利用热敏电阻测量温度的电路，另一种是利用数字温度 传感器DS18B20测量温度的电路。
1.1 方案一：采用热敏电阻
数字式温度计设计
数字温度计的设计与实现一、设计目的１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。
２．利用DS18B20数字式温度传感器和微机实验平台实现数字温度计。
二、设计内容与要求采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。
用数码管直接显示温度值，微机系统作为数字温度计的控制系统。
１．基本要求：(1)检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率 0.5℃。
(2)用4位数码管来显示温度值。
(3)超过警戒值（自己定义）要报警提示。
２．提高要求(1)扩展温度范围。
(2)增加检测点的个数，实现多点温度检测。
三、设计报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、数字温度传感器DS18B20由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。
它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。
1.DS18B20性能特点DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM ，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
2. DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH 和TL,高速暂存器。
64位光刻ROM 是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。
64位ROM 结构图如图2所示。
不同的器件地址序列号不同。
DS18B20的管脚排列如图1所示。
图1 DS18B20引脚分布图图2 64位ROM 结构图 DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示： LSBMSB 8位检验CRC 48位序列号 8位工厂代码（10H ）以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的RAM中，二进制中的前面5位是符号位。
基于51单片机的数字温度计设计与实现
基于51单片机的数字温度计设计与实现数字温度计是一种能够测量环境温度并将其以数字形式显示出来的仪器。
它被广泛应用于各种领域，例如家庭、工业和实验室。
本文将介绍基于51单片机的数字温度计的设计与实现。
首先，我们需要了解51单片机的基本知识。
51单片机是一种8位微控制器，具有强大的计算和控制能力。
它是目前应用最广泛的单片机之一。
接下来，我们需要选择合适的温度传感器。
常用的温度传感器有热电偶、半导体温度传感器和热敏电阻等。
在本设计中，我们将使用LM35半导体温度传感器。
LM35具有精确度高、响应快的特点，非常适合用于数字温度计。
设计硬件电路是实现数字温度计的重要一步。
电路的核心是将传感器输出的模拟电压转换成数字信号。
我们可以使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号。
51单片机的内部有一个8位ADC，可以用来实现此功能。
在编程方面，我们可以使用C语言来编写单片机的程序。
使用51单片机的开发环境，如Keil C等，可以帮助我们更方便地编写程序。
算法的编写是实现数字温度计的关键。
我们需要将ADC转换出的数字信号进行处理，得到具体的温度数值。
这个数值可以通过一些公式来计算得出。
以LM35传感器为例，根据其数据手册可以得知，输出电压与温度之间的关系为温度（℃）=（传感器输出电压-0.5）/0.01。
通过这个公式，我们可以将ADC转换出的数字信号转换为实际的温度数值。
最后，我们需要将得到的温度数值以数字形式显示出来。
此时，我们可以使用数码管来进行显示。
51单片机具有多个IO口，可以直接驱动数码管进行数字的显示。
综上所述，基于51单片机的数字温度计的设计与实现主要包含选择温度传感器、设计硬件电路、编写单片机程序和显示温度数值这几个步骤。
通过合理的硬件设计和算法编写，我们可以实现一个准确可靠的数字温度计。
同时，我们也可以通过不断改进和增加功能，使其适应更多的应用场景。
希望本文对您的数字温度计设计与实现提供了一些参考。
51单片机数字温度计的设计与实现
51单片机数字温度计的设计与实现温度计是一种广泛使用的电子测量仪器，它能够通过感知温度的变化来提供精准的温度数值。
本文将介绍如何使用51单片机设计并实现一款数字温度计。
一、硬件设计1. 采集温度传感器温度传感器是用来感知环境温度的关键器件。
常见的温度传感器有DS18B20、LM35等。
在本次设计中，我们选择DS18B20温度传感器。
通过电路连接将温度传感器与51单片机相连，使51单片机能够读取温度传感器的数值。
2. 单片机选型与连接选择适合的51单片机型号，并根据其引脚功能图对单片机进行合理的引脚连接。
确保温度传感器与单片机之间的数据传输通畅，同时保证电源和地线的正确连接。
3. 显示模块选型与连接选择合适的数字显示模块，如数码管、液晶显示屏等。
将显示模块与51单片机相连，使温度数值能够通过显示模块展示出来。
4. 电源供应为电路提供稳定的电源，保证整个系统的正常运行。
选择合适的电源模块，并根据其规格连接电路。
二、软件设计1. 温度传感器读取程序编写程序代码，使用单片机GPIO口将温度传感器与单片机连接，并通过相应的通信协议读取温度数值。
例如，DS18B20采用一线制通信协议，需要使用单总线协议来读取温度数值。
2. 数字显示模块驱动程序编写程序代码，通过单片机的GPIO口控制数字显示模块的数码管或液晶显示屏进行温度数值显示。
根据显示模块的规格，编写合适的驱动程序。
3. 温度转换算法将温度传感器读取到的模拟数值转换为实际温度数值。
以DS18B20为例，它输出的温度数值是一个16位带符号的数，需要进行相应的转换操作才能得到实际的温度数值。
4. 系统控制程序整合以上各部分代码，编写系统控制程序。
该程序通过循环读取温度数值并进行数据处理，然后将处理后的数据送到数字显示模块进行实时显示。
三、实现步骤1. 硬件连接按照前文所述的硬件设计，将温度传感器、51单片机和数字显示模块进行正确的连接。
确保连接无误，并进行必要的电源接入。
数字温度计的设计..
4 温度校准 将数字温度计分别置于0℃环境中(本课题将其置于低温 箱中) , 调节图 3 所示电路中的变阻器使数码管显示 00.0 , 从 而实现温度校准。
Байду номын сангаас
图1 数字温度计组成框
日常生活中, 温度的测量范围为 - 30 ~ 55℃, 精 度控制为 0.5℃, 因此本项目采用AD590单片集成 两端式感温电流源温度传感器、3.5 位 A /D 转 换 器ICL7107及4个八段数码管设计数字温度计。 ICL7107在进行模拟 / 数字信号转换的同时, 还 可直接驱动 LED 显示器, 其内部集成有双积分模数 转换器、BCD七段译码器、显示驱动器、 时钟和 参考源, 并具有自动调零和自动转换极性的性能。 数码管显示器显示格式为: XXX.X , 代表 1 位符号 位、 2 位整数温度值和1位小数温度值。
三、数字温度计的设计 1、数字温度计组成 数字温度计组成框图如图 1 所示, 它由温度传 感器、 A /D转换器和数码显示器等组成。温度传 感敏感环境温度, 并将温度信号转换为电压信号或 电流信号, A /D转换器将温度传感器输出的模拟信 号转换成数字信号, 此数字信号连接数码管, 以数字 方式实时显示温度。
2
数字温度计电路设计
3.1 AD590及其构成电压输出电路
3.1.1 AD590 AD590是半导体结效应式温度传感器，PN结正向压降的温度 系数为-2mV / ℃,利用硅热敏晶体管PN结的温度敏感特性测量温度 的变化测量温度,其测量温度范围为 - 50 ~ 150℃。AD590 输出电 流值 ( uA级 ) 等于绝对温度 ( 开尔文 ) 的度数。使用时一般需要将 电流值转换为电压值, 如图 2 所示。图中,UCC 为激励电压, 取值为 4 ~ 40 V; 输出电流 Io以绝对温度零度 - 273℃为基准, 温度每升高 1℃, 电流值增加1uA 。
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。
总之，以上是一个基本的数字温度计的初步设计方案，通过选择合适的传感器、微控制器、显示模块，并进行稳压电路和滤波电路的设计，再加上适当的程序编写，可以设计出一个稳定、可靠的数字温度计。
当然，具体的设计方案还需要参照实际需求进行调整和优化。
数字温度计的设计与实现
数字温度计的设计与实现一、实验目的１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。
２．利用DS18B20数字式温度传感器和微机实验平台实现数字温度计。
二、实验内容与要求采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。
用数码管直接显示温度值，微机系统作为数字温度计的控制系统。
１．基本要求：(1)检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率 0.5℃。
(2)用4位数码管来显示温度值。
(3)超过警戒值（自己定义）要报警提示。
２．提高要求(1)扩展温度范围。
(2)增加检测点的个数，实现多点温度检测。
三、设计报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、数字温度传感器DS18B20由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。
它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。
1.DS18B20性能特点DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM ，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
2. DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH 和TL,高速暂存器。
64位光刻ROM 是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。
64位ROM 结构图如图2所示。
不同的器件地址序列号不同。
DS18B20的管脚排列如图1所示。
图1 DS18B20引脚分布图图2 64位ROM 结构图 DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示：以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的RAM 中，二进制中的前面5位是符号位。
数字温度计的设计与定标(终稿)
数字温度计的设计与定标（终稿）
数字温度计是一种温度测量工具，它通常可以支持各种量程及温度校准方式，提供较
高数据精度及较高测量稳定性，主要用于现场和实验室等环境温度控制环境下的测量。
本
文面向数字温度计的设计与定标，介绍其设计实现及定标过程。
首先采用标准温度源作为定标的依据。
温度源的精度可以通过表示形式来确定，例如
可以采用PT100和温度互感器作为标准测量元器件，它可以根据需要采取不同的量程。
定标过程分两步：误差检测和数据调整。
在这一步中首先将温度表测量温度源的温度，然后与实际已知的温度值进行比较，以确定数字温度计的误差。
其次，为了更准确的表示
温度，可以对非线性特性进行处理，系统中的热元件支持热桥与NTC阻抗来计算温度值的
恒定变化，以保证表示的温度准确显示。
此外，该系统还可以通过限制连接器的可用数量以节省成本，有助于减少线路设计时间，实现更加高效的调试。
另外，通过采用专用电路板设计，可以节约空间，使得该温度
测量系统变得更小而节能。
总之，本文介绍了数字温度计的设计与定标。
首先，采用标准温度源作为定标依据，
然后在定标步骤中进行温度测量，以及热效应的调整。
其次，通过采用专用连接器和电路
板设计等技术，以实现更加安全高效的温度测量。
数字温度计的设计与制作实验报告
数字温度计的设计与制作实验报告数字温度计的设计与制作实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计与制作数字温度计，深入理解温度测量原理及实现方式，锻炼电路设计与验证实验能力。
二、实验原理数字温度计是通过测量热敏电阻（PTC或NTC）的电阻值来计算温度的。
当温度升高时，热敏电阻的电阻值也会升高，反之亦然。
该实验利用了热敏电阻的这一特性，通过将热敏电阻串联到一定电路中，便可测量到其电阻值的变化，从而得到温度值。
此外，数字显示器可以根据电路中的控制信号对电阻值进行计算和显示，以数字形式直观显示温度。
三、实验器材与耗材器材：热敏电阻、AD转换芯片、单片机、数字显示器、蜂鸣器、键盘、面包板、杜邦线等。
耗材：焊锡、铜线、电池、电阻等。
四、实验步骤1.接线。
将热敏电阻串联到一个电路中，连接到AD转换芯片的AIN0输入端，并将AIN1连接到参考电压源。
2.编写单片机程序。
通过查询AD转换器的输出值，计算出热敏电阻的电阻值，并转换为温度值。
然后将温度值显示在数字显示器上，并输出报警信号到蜂鸣器。
3.测试验证。
使用温度计紧贴测试物体表面，观察数字显示器和蜂鸣器的反应，逐步校准温度计并记录数据。
五、实验结果实验结果表明，数字温度计的设计与制作成功，能够准确地测量环境温度，并可进行实时数字化显示和警报功能。
六、实验心得在本次实验中，我们对数字温度计的设计及制作有了更加深入的理解和认识。
了解电路原理、编写单片机程序、进行电路调试与验证等一系列实验操作，培养了我们的理论知识和实践能力，加强了我们对电路与信号处理的认识和理解。
通过实验，我们认识到数字温度计在生产生活中的重要性，为未来的实际工作奠定了扎实的基础。
51单片机数字温度计的设计与实现方法论
51单片机数字温度计的设计与实现方法论1.引言温度计是一种常见的电子设备，用于测量温度并将其转化为数字显示。
本文将介绍在51单片机上设计与实现数字温度计的方法论。
2.硬件设计2.1 温度传感器选择温度传感器是数字温度计的核心组件，常用的温度传感器有热敏电阻、热敏电容和数字温度传感器等。
需要根据实际需求选择合适的温度传感器，并根据其特性调整硬件设计。
2.2 温度传感器接口电路设计温度传感器需要与51单片机进行通信，因此需要设计相应的接口电路来连接传感器与单片机。
根据传感器的通信协议选择合适的接口设计方案，例如I2C、SPI等。
2.3 数字显示模块选型数字温度计需要将测量到的温度以数字形式显示出来，因此需要选择合适的数码管、液晶显示屏或其他数字显示模块。
根据实际需求选择合适的显示模块，并考虑与51单片机的接口兼容性。
3.软件设计3.1 接口通信协议根据温度传感器的通信协议选择合适的接口设计方案，并在软件中实现相应的协议处理算法。
其中包括数据传输的初始化、发送和接收等功能。
3.2 温度测量与转换算法根据选用的温度传感器，编写软件算法将传感器采集到的模拟温度值转换为数字温度值。
具体算法根据传感器的特性来设计，可能需要使用模拟转数字转换技术、纠偏算法等。
3.3 数字温度值显示算法编写显示算法，在数码管、液晶屏或其他数字显示模块上将转换后的数字温度值进行显示。
可以根据具体需求设计温度的显示格式和精度。
4.系统实现4.1 硬件连接根据硬件设计的要求，按照相应的电路连接方式将温度传感器、51单片机和数字显示模块进行硬件连接。
4.2 软件编程利用汇编语言或高级编程语言（如C语言）编写相应的软件程序，分别实现接口通信、温度测量与转换、数字温度值显示等功能。
4.3 调试与测试对整个系统进行调试和测试，确保温度传感器能够准确采集温度、转换算法正确运行并实现数字温度值的显示等功能。
5.总结本文介绍了51单片机数字温度计的设计与实现方法论。
基于51单片机数字温度计系统设计与实现
基于51单片机数字温度计系统设计与实现数字温度计是一种可以测量环境温度并将结果以数字方式显示的设备。
在本次任务中，我们将基于51单片机设计和实现一个数字温度计系统。
本文将介绍数字温度计的原理、硬件设计、软件设计以及系统的实施过程。
首先，让我们来了解一下数字温度计的工作原理。
数字温度计通过传感器获取环境温度的模拟信号，然后将其转换为数字信号进行处理，并最终在数字显示器上显示温度值。
通常，我们使用的传感器是温度敏感电阻或数字温度传感器。
接下来，我们将讨论硬件设计。
在本次任务中，我们使用的是51单片机作为主控制器。
我们需要连接一个温度传感器来测量温度，并将温度值转换为数字信号。
同时，我们还需要连接一个数字显示器，用于显示温度值。
为了实现这些功能，我们需要设计一个电路板，并正确布局电子元件。
另外，我们还需要通过键盘或按钮来控制系统的操作，例如切换温度单位等。
在软件设计方面，我们需要编写程序来完成以下任务：首先，我们需要初始化51单片机的引脚和中断。
然后，我们需要编写一个温度转换的函数，将传感器输出的模拟信号转换为数字信号。
接下来，我们需要编写一个显示函数，将转换后的数字温度值显示在数字显示器上。
最后，我们还可以添加一些功能，例如设置温度单位（摄氏度或华氏度）和存储温度数据等。
在系统实施过程中，我们需要按照以下步骤进行操作：首先，进行硬件的连接和组装。
确保所有电子元件正确连接并固定在电路板上。
然后，烧录编写好的程序到51单片机中。
接下来，我们可以通过设置开关或按键来控制系统的操作。
最后，我们可以测试系统的功能和性能，确保数字温度计正常工作。
值得注意的是，在设计和实现数字温度计系统时，我们需要考虑一些问题。
例如，温度传感器的精度和响应时间，数字显示器的显示精度和分辨率，以及系统的稳定性和可靠性等。
通过合理的设计和选择高质量的元件，我们可以提高系统的性能和可靠性。
总结起来，本次任务中我们基于51单片机设计和实现了一个数字温度计系统。
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。
4.材料常数（热敏指数）B（K）B值的定义式为：B=T1T2T2−T1ln R1R2图1 玻璃封装系列NTC热敏电阻T 1（K ）、T 2（K ）为指定的温度。
数字温度计设计毕业设计(两篇)2024
数字温度计设计毕业设计（二）引言概述数字温度计是一种用于测量温度的电子设备，它通过传感器将温度转换为数字信号，然后显示在数字屏幕上。
本文将针对数字温度计的设计进行详细讨论，包括硬件设计和软件设计两个主要方面。
硬件设计部分将包括传感器选择、信号调理电路设计和数字显示设计；软件设计部分将包括嵌入式程序设计和用户界面设计。
通过本文的详细介绍，读者将能够了解到数字温度计的设计原理、设计流程和关键技术。
正文内容1. 传感器选择1.1 温度传感器类型1.2 温度传感器比较与选择1.3 温度传感器参数测试与校准2. 信号调理电路设计2.1 信号条件2.2 放大和滤波电路设计2.3 ADC（模数转换器）选型和使用3. 数字显示设计3.1 显示芯片选型和使用3.2 显示屏尺寸和分辨率选择3.3 显示内容设计和显示方式选择4. 嵌入式程序设计4.1 控制器选型和使用4.2 温度数据采集与处理4.3 温度数据存储和传输5. 用户界面设计5.1 按键和控制部分设计5.2 显示界面设计与实现5.3 温度单位与切换设计正文详细阐述1. 传感器选择1.1 温度传感器类型在数字温度计的设计中，可以选择多种温度传感器，包括热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器等。
本文将比较各种传感器的特点和适用范围，从而选择最合适的传感器。
1.2 温度传感器比较与选择通过比较热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器的精度、响应时间和成本等特点，结合设计需求和成本预算，选择最佳的温度传感器。
1.3 温度传感器参数测试与校准为了确保传感器的准确性，需要对其参数进行测试和校准。
本文将介绍传感器参数测试的方法和仪器，以及校准的步骤和标准。
2. 信号调理电路设计2.1 信号条件传感器输出的信号需要进行电平调整和滤波等处理，以便进一步处理和显示。
本文将介绍信号调理的基本原理和设计方法。
2.2 放大和滤波电路设计为了放大和滤波传感器输出的微弱信号，本文将介绍放大和滤波电路的设计原理和实现方法，包括运放、滤波器和滤波器的选型和参数设置。
基于51单片机数字温度计的设计与实现
基于51单片机数字温度计的设计与实现数字温度计是一种能够测量环境温度并显示数值的设备。
基于51单片机的数字温度计设计与实现是指利用51单片机作为核心，结合温度传感器和其他辅助电路，实现一个能够测量温度并通过数码管显示温度数值的系统。
本文将从硬件设计和软件实现两个方面介绍基于51单片机数字温度计的具体设计与实现过程。
一、硬件设计1. 温度传感器选取在设计数字温度计时，首先需要选取合适的温度传感器。
市面上常用的温度传感器有热敏电阻、功率型温度传感器（如PT100）、数字温度传感器（如DS18B20）等。
根据设计需求和成本考虑，我们选择使用DS18B20数字温度传感器。
2. 电路设计基于51单片机的数字温度计的电路设计主要包括单片机与温度传感器的连接、数码管显示电路和电源电路。
（1）单片机与温度传感器的连接在电路中将51单片机与DS18B20数字温度传感器相连接，可采用一线总线的方式。
通过引脚的连接，实现单片机对温度传感器的读取控制。
（2）数码管显示电路为了能够显示温度数值，我们需要设计一个数码管显示电路。
根据温度传感器测得的温度值，通过数字转换和数码管驱动，将温度数值显示在数码管上。
（3）电源电路电源电路采用稳压电源设计，保证整个系统的稳定供电。
根据实际需求选择合适的电源电压，并添加滤波电容和稳压芯片，以稳定电源输出。
3. PCB设计根据电路设计的原理图，进行PCB设计。
根据电路元件的布局和连线的走向，绘制PCB板的线路、元件和连接之间。
二、软件实现1. 单片机的编程语言选择对于基于51单片机的数字温度计的软件实现，我们可以选择汇编语言或者C语言进行编程。
汇编语言的效率高，但编写难度大；C语言的可读性好，开发效率高。
根据实际情况，我们选择使用C语言进行编程。
2. 温度传感器数据获取利用单片机的IO口与温度传感器相连，通过一线总线协议进行数据的读取。
根据温度传感器的通信规则，编写相应的代码实现数据的读取。
基于51单片机数字温度计设计与实现
基于51单片机数字温度计设计与实现数字温度计是一种常见的电子仪器，用于测量和显示温度。
本文将介绍如何基于51单片机设计和实现一个数字温度计。
首先，我们需要了解51单片机的基本原理和工作方式。
51单片机是一款广泛应用于嵌入式系统中的微控制器，具有低成本、易编程、可扩展等特点。
它由中央处理器、存储器、输入输出端口和定时器等组成，可以实现各种功能。
接下来，我们可以开始设计数字温度计的硬件部分。
首先，我们需要一个温度传感器，如DS18B20数字温度传感器。
该传感器具有高精度和数字输出的特点，可以直接与51单片机进行通信。
然后，将传感器与51单片机的引脚相连，通过读取传感器输出的温度值，即可得到实时的温度数据。
为了方便用户查看温度，我们可以通过数码管或LCD显示屏显示温度值。
数码管是一种7段显示器件，可以显示数字0-9的字符。
我们可以通过将温度值拆分成各个位数，然后将对应的数字发送到数码管上，实现温度的显示。
此外，我们还可以为温度计添加一些附加功能。
例如，可以通过按键切换温度的单位，从摄氏度切换到华氏度。
还可以设置温度报警功能，当温度超过一定阈值时，触发蜂鸣器或LED灯进行报警。
在软件设计方面，我们需要编写51单片机的固件程序来实现温度计的功能。
首先，我们需要初始化51单片机的引脚和定时器。
然后，可以设置一个定时器中断，用于定时读取温度传感器的数值。
在定时器中断的处理函数中，读取温度传感器的数值，并将其转换为摄氏度或华氏度，然后发送到数码管或LCD显示屏上。
此外，我们还可以添加一些交互功能，例如按键实现温度单位切换或报警阈值的设置功能。
通过按键检测的方式，可以在主循环中判断按键的按下和释放，并根据按键的状态进行相应的操作。
最后，我们需要将编写好的固件程序下载到51单片机的存储器中。
可以使用ISP编程器或者串口下载方式进行下载。
下载完成后，将51单片机与硬件连接好，就可以通过操作按键和观察数码管或LCD显示屏来实现数字温度计的功能了。
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。
步骤六：编写文档和报告在本步骤中，学生需要撰写关于数字温度计设计的文档和实验报告。
他们需要描述设计的原理、电路图纸、实验步骤和测试结果，并对设计中遇到的问题和解决方法进行讨论。
实验工具和材料•Arduino Uno开发板•温度传感器•电阻、电容和电路连接线•电脑和编程软件•调试工具：万用表、示波器等总结通过本课程设计，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。
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2．读出温度子程序
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需要进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图7所示。
EMBED Visio.Drawing.11
图7 读出温度子程序流程图
3．温度转换命令子程序
温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辩率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。温度转换命令子程序流程图如图8所示。
图3 复位和应答脉冲时隙
图4 读写时序
五、硬件电路设计
按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。数字温度计总体电路结构框图如图5所示。
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六、软件设计
系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序等等。
1．主程序
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值，温度测量每1s进行一次，其程序流程图如图6。
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(1)检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率 EMBED Equation.3 0.5℃。
(2)用4位数码管来显示温度值。
(3)超过警戒值（自己定义）要报警提示。
２．提高要求
(1)扩展温度范围。
(2)增加检测点的个数，实现多点温度检测。
三、设计报告要求
１．设计目的和内容
图5 电路结构框图
在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。
序号 寄存器名称 作??? 用 序号 寄存器名称 作??? 用 0 温度低字节 以16位补码形式存放 4 配置寄存器 1 温度高字节 5、6、7 保留 2 TH/用户字节1 存放温度上限 8 CRC 3 HL/用户字节2 存放温度下限 ??
显示数据刷新子程序
显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲区中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0时将符号显示位移入下一பைடு நூலகம்。程序流程图如图10所示。
EMBED Visio.Drawing.11
图10 显示数据刷新子程序流程图
LSB
MSB
8位检验CRC 48位序列号 8位工厂代码（10H）
INCLUDEPICTURE "DS18B20单线数字温度传感器.files/2006210232538588.gif" \* MERGEFORMAT
图1?DS18B20引脚分布图
图2 64位ROM结构图
DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示：
DS18B20器件要求采用严格的通信协议，以保证数据的完整性。该协议定义了几种信号类型：复位脉冲，应答脉冲时隙；写0，写1时隙；读0，读1时隙。与DS18B20的通信，是通过操作时隙完成单总线上的数据传输。发送所有的命令和数据时，都是字节的低位在前，高位在后。
复位和应答脉冲时隙
每个通信周期起始于微控制器发出的复位脉冲，其后紧跟DS18B20发出的应答脉冲，在写时隙期间，主机向DS18B20器件写入数据，而在读时隙期间，主机读入来自DS18B20的数据。在每一个时隙，总线只能传输一位数据。时序图见图3。
DS18B20内部结构
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。64位ROM结构图如图2所示。不同的器件地址序列号不同。?DS18B20的管脚排列如图1所示。
以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的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才能得到实际温度。
4．计算温度子程序
计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其流程图如图9所示。
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图8 温度转换命令子程序流程图
EMBED Visio.Drawing.11
图9 计算温度子程序流程图
数字温度计的设计与实现
一、实验目的
１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。
２．利用DS18B20数字式温度传感器和微机实验平台实现数字温度计。
二、实验内容与要求
采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。用数码管直接显示温度值，微机系统作为数字温度计的控制系统。
１．基本要求：
高8位 S S S S S 26 25 24 低8位 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 DS18B20控制方法
DS18B20有六条控制命令，如表所示：
指??? 令 约定代码 操????? 作??? 说? ????明 温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容 写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中 重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU DS18B20的通信协议
２．总体设计
３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明
４．软件设计框图及程序清单
５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）
四、数字温度传感器DS18B20
由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。
读时隙
?? DS18B20器件仅在主机发出读时隙时，才向主机传输数据。所以在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时隙，以便DS18B20能够传输数据。所有的读时隙至少需要60us，且在两次独立的读时隙之间，至少需要1us的恢复时间。每个读时隙都由主机发起，至少拉低总线1us。在主机发起读时隙之后，DS18B20器件才开始在总线上发送0或1，若DS18B20发送1，则保持总线为高电平。若发送为0，则拉低总线当发送0时，DS18B20在该时隙结束后，释放总线，由上拉电阻将总线拉回至高电平状态。DS18B20发出的数据，在起始时隙之后保持有效时间为15us。因而主机在读时隙期间，必须释放总线。并且在时隙起始后的15us之内采样总线的状态。时序图见图4。
***[JimiSoft: Unregistered Software ONLY Convert Part Of File! Read Help To Know How To Register.]***
DS18B20性能特点
DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
写时隙
当主机将单总线DQ从逻辑高拉到逻辑低时，即启动一个写时隙，所有的写时隙必须在60~120us完成，且在每个循环之间至少需要1us的恢复时间。写0和写1时隙如图所示。在写0时隙期间，微控制器在整个时隙中将总线拉低；而写1时隙期间，微控制器将总线拉低，然后在时隙起始后15us之释放总线。时序图见图4。