数字体温计的设计
AT89C51单片机数字体温计的设计
机 系 统 对 输 入 的 信 号 进 行 处 理 , 成 显 示 码 送 往 液 形 晶显 示 模 块 R 6 2 显 示 , 成 温 度 从 采 集 、 据 T1 O C 完 数 处 理 到 数 字 显 示 的 整 体 功 能 。 图 2为 硬 件 实 物 图 。
单 片机来 设计 数字 体温计 。但 由于单 片机 的接 口信 号 是数字 信号 , 想 使用 单 片机 来 处 理体 温 这 类 非 若 电信号 , 必须 借助 于温 度传感 器 , 将温 度转 换成 弱 的
数 字体 温计 与普 通 的水银 体 温计相 比 , 有测 温 时 间短 、 围广 、 具 范 读数 准确 和 方便 显 示等 优 点 。整 个设 计 系统 简单 , 操作 灵 活 , 可编程 度非 常 高。
关 键 词 AT8 C5 ; 1 B2 数 字 体 温 计 9 1 DS 8 0;
本 设 计 在 软 件 方 面采 用 Ke — C 1 片 机 C语 i l 5单
+ 15 。 2 ℃
DS 8 2 1 B 0温 度 测 量 工 作 过 程 , 要 是 通 过 计 数 主 器 计 数 一 个 由温 度 系 数 较 低 的 晶 振 在 当 前 温 度 条 件
言设计 , 定程 度上 简化 了软 件编 写 , 一 而且逻 辑性更 强 , 低 了程序 在运 行 过 程 中出 现死 循 环 和 跑 飞 的 降
个单 线接 口发送 和接 收 信 号 , 单 片机 之 间 仅需 和
条 连 接 线 ( 上 电线 ) 无 需A/ 加 , D转 换 , 且 读 写 而
一
收 稿 日期 :0 20 7 2 1-82
修 回 日期 :o 20 一 l 2 1 — 9 O
作 者 简 介 : 文 祥 (9 3 )男 , 曹 1 8 ~ , 助教 . — i C @wg y n t E mal WX : x . e
快速电子体温计方案智能方案设计
快速电子体温计方案智能方案设计
一、快速电子体温计方案开发原理
快速电子体温计的工作原理利用了温度传感器输出电信号,直接输出数字信号或者再将电流信号(模拟信号)转换成能够被内部集成的电路识别的数字信号,然后通过显示器(如液晶、数码管、LED矩阵等)显示以数字形式的温度,能记录、读取被测温度的最高值。
一般由感温头、量温棒、显示屏和开关等结构组成。
二、快速电子体温计方案功能介绍
现设计的快速体温计,主控芯片采用SIC8833单片机,单片机工程师通过原理图设计,程序编写,搭建功能模块完成产品的开发,能够实现如下功能:
(1)按键控制:单击开关按钮控制开/关;
(2)开机提醒:开机蜂鸣器鸣叫一声;
(3)自动关机:10分钟后无操作将自动关机;
⑷低电量提醒:低电量Ied指示灯闪红灯。
该快速电子体温计的PCb结构是一个单面板,采用SIC8833单片机作为控制器,加入按键模块、蜂鸣器模块以及电源模块。
PCb结构也可以根据用户的需求定制,能够完全兼容当前市面上各种快速电子体温计的公模外壳,产品最终的形状和款式可以自行设计更改。
基于ATmega16L的数字电子体温计的设计
3 2
洛阳理工学院学报( 自然科学版)
第2 4 卷
2 系统硬件设计
2 . 1 单片机控制模块
A T me  ̄ a l 6 L是一 款 高 性 能 、低 功 耗 的8 位A VR微 处 理器 ,具 有 先进 的RI S C结 构 , 内部有 大 容 量 的 R OM、R AM、 F l a s h 和E E P R OM,集 成4 通道P W M,S P I 串行外 设接 口, 同时具有 8 路l 0 位A / D 转换器, 对于数 据采 集系统 而言 ,外部无 需 单独 的A/ D 转 换器 ,从而 可节 省成 本p l 。系统 电路 原理 图如 图2 所 示 。单 片机接 口资源 分配 如下 : 端 口A ( P A7 ~ P A 0 ) :P A0 作 为单线 数字 温度计 D S I 8 B 2 0 信 号输 入端 ,P A 3 — 5 端为1 6 0 2 液 晶显 示器 的控 制
优 点。
关键词 :数字电子体 温计 ;单 片机 ;液 晶显示
DOI : 1 0 . 3 9 6 9 / i . i s s n . 1 6 7 4 - 5 0 4 3 . 2 01 4 . O 1 . 0 0 9
中图分 类号 : T P 3 3
文献标志码: A 文章编号: 1 6 7 4 — 5 0 4 3 ( 2 0 1 4  ̄1 — 0 0 3 1 - 0 5
一
要 :采 用A T me l  ̄ a l 6 L 单 片机 作 为主 控 芯片,结合温 度传感 器 、轻触按 键 、液 晶显示 器及软 件程序 ,设计 了 种 高精度 的数字 电子体温计 .该温度 计 能够 实 时监 测人 体温度 ,手动设 定温度 上限和下 限,并能够在 温度 超
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DS18B20Keil 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。
仪表的模拟部分一般设有信号转换和放大电路,模拟切换开关等环节。
信号转换电路和放大电路的作用是将来自各种传感器或变换器的被测信号转换成一定范围内的电压值并放大到一定幅值,以供后续电路处理。
仪表的数字部分一般由计数器,译码器,时钟脉冲发生器,驱动显示电路以逻辑控制电路等组成。
经放大后的模拟信号由A/D转换器转换成相应的数字量后,译码,驱动,送到显示器件去进行数字显示。
数字式温度计的设计和制作
► 对 NTC 热敏电阻数字体温计进行检验 通过升温,记录不同温度下电压表的示数和温度传感器的示数,对二者进行比较。
θ(℃) U(mV)
34.1
34.12
U-θ 0.02
- 11 -
数字式温度计的设计和制作 何安珣(09300190088)
五、实验数据和现象记录
1.测量 AD590 集成温度传感器的温度特性
► 确定 AD590 工作电压的范围 按照图 3 连接电路,电阻箱取 5,000Ω。改变电源电压值,记录数据如下:
U0(V) 1.53 3.02 3.51 4.00 4.51 6.00 7.51 9.08 10.52 12.05 13.51 15.00 16.50 18.00 19.52
2.NTC 热敏电阻
► 在恒定电流的情况下,研究 NTC 热敏电阻的零功率阻值与温度的关系。
图4 NTC 温度特性测量电路
按图4连接电路,ε取定值,R1和 R2取值相等。通过调节 R3是电压表示数为0,此时 R3
-5-
数字式温度计的设计和制作 何安珣(09300190088) 的值即为 NTC 的电阻值。记录下温度 T 和 R3的值,绘制 Rx-1/T 曲线。 ► 用 NTC 热敏电阻制作量程为35℃~42℃范围的数字体温计。
U-θ -0.12 -0.06 -0.17 -0.16 -0.06 0.05 -0.13 0.05 0.04 0.03 0.05 -0.10
表3
绘制 U-θ曲线:
80
70
60
U/mV
50
40
30
20
20
30
多功能数字体温计的设计
摘要单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。
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。
本文介绍了一种基于AD590的数字温度计设计方案,本体温计采用 AT89S52作为核心器件实现对系统的自动控制,采用双单片机串行处理结构。
外界温度经AD590集成温度传感器采集,温度变化转换为线性电压信号,再经由OP07构成高精度低温漂的放大电路处理后,作为ADC0809的模拟输入信号,由ADC0809完成A/D转换,得到8位的数字信号送入单片机1(AT89S52)。
单片机1将采集到温度值在LED数码管上显示出来,也通过串口通信将温度信号传到单片2(AT89S52)。
此外温度预制,报警电路模块功能也由单片机1完成,按键控制实现过界报警温度设定和实时监控。
单片机2完成温度值的语音播报功能。
通过系统的设计与实现说明本设计方案切实可行,能够完成题目所要求的基本功能部分,并留有相应的接口,为完成扩展功能打下基础。
关键词:单片机,温度传感器,串口通信,报警,语音播报AbstractThe monolithic integrated circuit is more and more widespread in everyday use electronic products application,The temperature is a quantity which in the people daily life needs to survey and to control frequently,The science and technology development and the examination technology development is the close correlation,The modernized examination method can achieve the precision, the sensitivity and the survey scope and so on, have to a great extent decided the science and technology level of development.This article introduced one kind based on the AD590 digital thermometer design proposal, This clinical thermometer uses AT89S52 to take the core component realization to the system automatic control, Uses the double monolithic integrated circuit serial processing structure. Open air temperature after AD590 integration temperature sensor gathering, The temperature change transforms into the linear voltage signal, Again enlargement electric circuit processing which floats after the OP07 constitution high accuracy low temperature, As ADC0809 simulator input, Completes the A/D transformation by ADC0809, Obtains 8 digital signals to send in the monolithic integrated circuit 1(AT89S52), The monolithic integrated circuit 1 will gather the temperature value to demonstrate on the LED nixietube Also passes to monolithic 2 through the serial port correspondence the temperature signal (AT89S52).In addition the temperature prefabrication, the alarm circuit module function also 1 completes by the monolithic integrated circuit, The pressed key control realizes has reported to the police the temperature hypothesis and the real-time monitoring. The monolithic integrated circuit 2 completes the temperature value the pronunciation to disseminate news the function.Through the system design and the realization showed this design proposal is practical and feasible,Can complete the basic function part which the topic requests,And leaves leeway the corresponding connection, for completes the expansion function to build the foundation.Keywords:Single-chip, Temperature Sensor, Serial communication, Alarm, V oice broadcast目录摘要 (I)Abstract ................................................................. I I 第1章绪言.. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)1.3 国内外体温计研究的现状及其存在的问题 (2)1.3.1 汞式体温计在国内外的使用现状 (2)1.3.2多功能体温计在国内外的研究现状 (3)第2章系统设计方案的研究 (4)2.1主要模块的方案论证与比较 (4)2.1.1 温度传感器的选择 (4)2.1.2单片机的选择 (4)2.1.3 A/D 转换器的选择 (4)2.1.4 语音提示模块选择 (5)2.1.5 电源模块的选择 (5)2.1.6显示模块的选择 (5)2.2总系统设计方案 (6)2.2.1、总系统方案设计描述 (6)2.2.2、系统电路原理图 (7)第3章主要电路设计与参数计算 (8)3.1 电源电路模块电路设计 (8)3.2 温度检测、放大模块电路设计 (8)3.2.1 AD590 简介 (9)3.2.2 温度检测、放大电路原理 (9)3.3 A/D转换模块电路设计 (10)3.4 温度设制、显示及报警模块电路设计 (11)3.5 串行通信模块电路设计 (12)3.6 语音播放模块电路设计 (12)3.6.1录音、放音简介 (13)3.6.2 ISD2560 简介 (13)3.6.3 芯片工作原理 (14)3.6.4 硬件电路设计 (15)3.6.5 本方法的特点 (15)第4章系统软件设计 (16)4.1 系统程序流程图 (16)4.3.1 ADC0809简介 (18)4.3.2程序源码 (19)4.4 AT89S52单片机端通信程序设计 (21)4.4.1 AT89S52简介 (21)4.4.2 AT89S52各端口介绍 (21)4.4.3 单片机1 (AT89S52)程序源码 (23)4.4.4 单片机2(AT89S52)程序源码 (29)第5章系统测试 (33)5.1、硬件测试 (33)5.1.1单元模块的测试 (33)5.1.2 系统整体测试 (33)5.2软件测试 (33)5.3 硬件与软件的联机测试 (34)5.4测试数据及实验结果 (34)5.4.1 测试数据 (34)5.4.2 测试结果分析 (34)第6章总结与展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)1 程序 (38)第1章绪言1.1 课题背景体温计是一种测量人体温度、辅助疾病诊断的常用医疗器具。
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。
数字体温计设计开题报告
(3)用LCD1602液晶屏显示出温度值。如果温度值大于额定值则由蜂鸣器进行报警。
(4)所需的电源功率足够小,能够利用开关电源供电。数字体温计系统大多主要使用5V直流电源。
[5]徐爱钧.智能测量控制仪表原理与设计(第二版).北京航空航天大学出版社.2007.8
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第9周 设计系统电路图并进行系统和程序的总体整合和仿真
第10周—第12周 写论文并进行论文答辩
主要参考文献
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[4]清华电子学教研组.模拟电子技术基础.高等教育出版社.2000.3
Electronis Industry.2008.3
学生提交报告日期: 年 月 日
指导教师签字: 年 月 日
说明
学生在接到设计任务书后规定时间内,应在调研的基础上,填写该课题报告书并经指导教师审查通过后,方可进行下一阶段的工作。
论文提纲或设计总体方案
(1)根据温度范围和精度选择DS18B20温度传感器,电压范围为3.0-5.5v,测温范围:-55℃-+125℃,可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,DS18B20自带A /D,可将采集来的模拟信号转换为数字信号;
数字温度计设计PPT
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位分辨率 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。
主程序流程图
初始化
读温度流程图温度
发DS18B20复位命令
转换流程图
发跳过ROM命令 发DS18B20复位命令 调用显示子程序
N
发读取温度命令
开始
N N
温度数据移入显示寄存 器
温度零下? 十位数0?
Y Y N
温度值取补码置“—”标志
置“+”标志 百位数0?
Y
计算小数位温度BCD值 十位数显示符号 百位数不显示 计算整数位温度BCD值 百位数显示数 据(不显示符 号)
结束 结束
2、DS18B20详细引脚功能描述 见下表
3、通信过程 (1)主机拉低单总线至少480us产生复位脉冲; (2)主机释放单总线,进入接收模式,释放时产生上升沿; (3)单总线器件检测到上升沿,延时15-60us; (4)单总线器件通过拉低总线60-240us来产生应答脉冲; (5)主机接受应答信号,对从机ROM进行命令和功能命令操作; 所有 读写时序至少60us,两个独立的时序间至少1us回复时间。
四、系统整体硬件电路
系统软件算法分析
系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,温度转换命令子程序,计算温 度子程序,显示数据刷新子程序等。 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的测量的当 前温度值。 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,在读出时需进行CRC校 验,校验有错时不进行温度数据的改写。
数字温度计设计
设计概述
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STC89C51,测温传感器使用 DS18B20,用两只4位共阴极LED数码管以串口传送数据, 实现温度显示,能准确达到以上要求。
数字温度计设计-毕业设计
数字温度计设计学生:XXX 指导教师:XXX内容摘要:在这个信息化高速发展的时代,单片机已经成为最经典的微控制器,单片机技术普及到我们的生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种较为成熟的技术,作为一名工科类学生,我们已经学习了单片机,就应该把它熟练的应用到我们的实际生活当中。
本文将要介绍一种单片机控制的数字温度计,这种温度计属于多功能温度计,它具有读数方便,测温范围广,测温准确,数字显示,适用范围宽等特点。
主要用于对测温要求比较准确的场所,或科研室使用,该设计控制器使用单片机AT89S51,测温传感器使用DS18B20,本温度计可以调整显示日期、时间,可设定最低、最高温度报警值。
测量温度超过设定的温度上、下限,启动蜂鸣器和指示灯报警。
温度显示稳定。
在实现温度显示的同时,能准确达到以上要求。
关键词:数码管显示数字温度计 DS18B20 AT89S51Design for digital thermometerAbstract: In the information age of high-speed development, SCM has become one of the most classic microcontroller, SCM technology spread to our lives, work, research, in various fields, has become a more mature technology, as an engineering student, we have studied the SCM, it should be a good application to our actual life. This paper will introduce a kind of microcontroller control of the digital thermometer, the thermometer belongs to the multi function thermometer, it has reading convenience, a wide range of temperature measurement, accurate temperature measurement, digital display, wide application range and other features. Mainly used for more accurate temperature measurement requirements of places, or scientific research room, the use of SCM AT89S51 controller design, the use of DS18B20 temperature sensor, the thermometer can adjust the display date, time, can set the minimum, maximum temperature alarm value. Measuring the temperature exceeds the set temperature, lower limit, start alarm buzzer and indicator light. Temperature stability. In the realization of temperature display at the same time, can accurately achieve the above requirements.Keywords:SCM digital control digital pipe display thermometer DS18B20 AT89S52 devices目录前言 (1)1 数字温度计设计方案的论证 (1)1.1 方案一 (1)1.2 方案二 (1)2 数字温度计详细设计 (2)2.1 主控制器AT89S51 (2)2.1.1 AT89S51的特点及特性: (2)2.1.2 管脚功能说明 (3)2.1.3 振荡器特性 (5)2.1.4 芯片擦除 (5)2.2 温度采集部分的设计 (5)2.2.1 温度传感器DS18B20 (5)2.2.2 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (10)2.3 显示部分电路设计 (12)2.3.1 74LS164引脚功能及特性 (12)2.3.2 显示电路 (13)2.4 报警电路的实现 (14)2.5 报警上、下限调整电路实现 (14)2.6 复位电路的实现 (14)3 系统软件设计 (15)3.1 主程序 (15)3.2 读出温度子程序 (16)3.3 温度转换命令子程序 (17)3.4 计算温度子程序 (18)3.5 显示数据刷新子程序 (19)3.6 系统的调试过程 (19)4 结束语 (20)附录1:程序清单 (21)附录2:整体设计原理图 (29)参考文献: (30)数字温度计设计前言随着人们生活水平的不断提高,单片机在我们的日常生活中越来越广泛,它带给人们的方便是不可否定的,不如说,数字温度计,现在人们对它的要求是越来越高,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单片机技术着手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
电子设计综合实训报告---红外数字体温计设计及制作
红外数字体温计设计及制作1、设计任务本课题针对目前国内外红外测温仪的现状,在查阅了大量文献的基础上,以智能红外测技术作为参考,提出并设计了一种基于51单片机的智能红外测温仪。
红外测温为测量人体温度提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。
非接触红外测温计针对特定人群,比如儿童或老人,极其方便。
且利用单片机技术开发的语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。
它不但可以以数字的方式显示出测量结果,使测量过程变得直观,而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值,除此之外,语音体温计还具有较高的灵敏度,可以在几秒钟内测得结果,且寿命长,是较为理想的测温仪器。
(1)电源开关,电源指示灯,工作指示灯,复位开关,设置报警上下限。
(2)红外温度检测传感器,信号要传送到控制器,同时显示体温(3)当体温超过标准时,灯光闪烁,蜂鸣器轰鸣,语音提示体温。
(4)误差要求: 0.2OC,量程20-50OC2、设计方案以STC89C52单片机为核心控制芯片,采用电路、模块结合化设计。
本设计主要分为:红外测温模块、报警电路和显示电路。
同时,本设计还增加智能温度报警等功能。
红外测温模块主要用来测量人体体温,并通过液晶显示屏显示其温度,当人体体温高于正常温度时进行指示灯报警;此功能主要目的是在流行病多发季节,提醒人们适当减少出行,避免交叉感染。
信号处理单元主要分为:高精度放大器、A/D转换电路、译码显示电路与报警电路。
高频振荡器、振荡检测器电路、音频振荡器电路和功率放大器电路等部分构成。
2.1设计框图本设计以STC89C52单片机为核心控制器,加上其他的模块一起组成非接触人体红外测温的整个系统,其中包含中控部分、输入部分和输出部分。
中控部分采用了STC89C52单片机,其主要作用是获取输入部分数据,经过内部处理,控制输出部分。
输入由三部分组成,第一部分是MLX90614红外测温模块,通过该模块可检测当前的人体温度;第二部分是独立按键,通过三个独立按键切换界面和设置人体温度的上下限值;第三部分是供电电路,给整个系统进行供电。
数字温度计的设计word版本
数字温度计的设计实验六数字温度计的设计一、设计目的通过电子技术的综合设计,熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法。
通过设计有助于复习、巩固以往的学习内容,达到灵活应用的目的。
设计完成后在实验室进行自行安装、调试,从而加强学生的动手能力。
在该过程中培养从事设计工作的整体概念。
二、设计要求1、利用所学的知识,通过上网或到图书馆查阅资料,完成数字温度计的设计;要求写出实验原理,画出原理功能框图,描述其功能。
2、需采用单片机STC15W404AS、NTC热敏电阻、共阳数码管等元器件进行设计,试确定设计方案详细工作原理,计算出参数。
3、技术指标:1)温度范围: 0 --- +100℃; 误差≤± 2 ℃;2)选择设计方案;3)根据设计方案分析设计原理及写出详细的硬件电路设计过程;方案概要本设计是利用NTC热敏电阻 MF52E-10K(B=3950)1%精度,作为温度传感器,其输出的信号通过STC15W404AS内部AD进行模数转换,然后STC15W404AS 对该温度数据进行处理,并由一个4位一体共阳数码管显示显示温度值。
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除实验报告要求原理、计算等)1、根据设计要求确定数字温度计方案,并完成电路设计,分别说明设计方案、电路工作原理:2、完成电路连接并进行数字温度计测试:参考设计电路收集于网络,如有侵权请联系管理员删除图1 参考电路图收集于网络,如有侵权请联系管理员删除表1元器件清单收集于网络,如有侵权请联系管理员删除收集于网络,如有侵权请联系管理员删除图2 参考电路图收集于网络,如有侵权请联系管理员删除表2元器件清单收集于网络,如有侵权请联系管理员删除图3 数码管引脚图参考程序:******************************************/ #define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟#include "STC15Fxxxx.H"收集于网络,如有侵权请联系管理员删除/****************************** 用户定义宏***********************************/#defineTimer0_Reload (65536UL -(MAIN_Fosc / 1000)) //Timer 0 中断频率, 1000次/秒/*****************************************************************************/#define DIS_DOT 0x20#define DIS_BLACK 16#define DIS_ 17#define AD_Cha 2 //0-4通道/************* 本地常量声明**************/ u8 code t_display[]={ //标准字库共阳// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,收集于网络,如有侵权请联系管理员删除//black - H J K L N o P U t G Q r M y0xff,0xBF,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5.6. 7. 8. 9. -1/*u8 code t_display[]={ //标准字库// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,//black - H J K L N o P U t G Q r M y0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46}; //0. 1. 2.3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1*/u8 code T_COM[]={0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; //位码/************* IO口定义**************/sbit P_HC595_SER = P4^0; //pin 14 SER data inputsbit P_HC595_RCLK = P5^4; //pin 12 RCLk store (latch) clocksbit P_HC595_SRCLK = P4^3; //pin 11 SRCLK Shift data clock/************* 本地变量声明**************/u8 LED8[8]; //显示缓冲u8 display_index; //显示位索引bit B_1ms; //1ms标志u8 offled;u16 msecond;/************* 本地函数声明**************/ u16 get_temperature(u16 adc);u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel); //channel = 0~7void Delayms(u16 dlayT);void DisplayScan(void);/**********************************************/void main(void){u8 i,k;u16 j;P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向口P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向口P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向口P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向口P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向口P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向口P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向口P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向口display_index = 4;offled = 0;P1ASF = 0x0F; //P1.0 P1.1 P1.2 P1.3做ADC ADC_CONTR = 0xE0; //90T, ADC power onCLK_DIV = CLK_DIV&0xDF; //CLK_DIV.5 ADRJ=0 AUXR = 0x80; //Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload, TH0 = (u8)(Timer0_Reload / 256);TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);ET0 = 1; //Timer0 interrupt enableTR0 = 1; //Tiner0 runEA = 1; //打开总中断for(k=11;k>0;k--){for(i=0; i<4; i++) LED8[i] = k-1; //上电消隐Delayms(1000);}while(1){if(B_1ms) //1ms到{B_1ms = 0;if(++msecond >= 300) //300ms到{msecond = 0;j = Get_ADC10bitResult(AD_Cha); //参数0~7,查询方式做一次ADC, 返回值就是结果, == 1024 为错误//j = 768;if(j < 1024){LED8[0] = j / 1000; //显示ADC值LED8[1] = (j % 1000) / 100;LED8[2] = (j % 100) / 10;LED8[3] = j % 10;if(LED8[0] == 0) LED8[0] = 16;}else //错误{for(i=0; i<4; i++) LED8[i] = 14;}j = Get_ADC10bitResult(3); //参数0~7,查询方式做一次ADC, 返回值就是结果, == 1024 为错误j += Get_ADC10bitResult(3);j += Get_ADC10bitResult(3);j += Get_ADC10bitResult(3);if(j < 1024*4){LED8[0] = j / 1000; //显示ADC值LED8[1] = (j % 1000) / 100;LED8[2] = (j % 100) / 10;LED8[3] = j % 10;if(LED8[0] == 0) LED8[0] = DIS_BLACK;j = get_temperature(j); //计算温度值if(j >= 400) F0 = 0, j -= 400; //温度 >= 0度else F0 = 1, j = 400 - j; //温度 < 0度LED8[4] = j / 1000; //显示温度值LED8[5] = (j % 1000) / 100;LED8[6] = (j % 100) / 10 + DIS_DOT;LED8[7] = j % 10;if(LED8[4] == 0) LED8[4] = DIS_BLACK;if(F0) LED8[4] = DIS_; //显示-}else //错误{for(i=0; i<8; i++) LED8[i] = DIS_;}}}}}/**********************************************///========================================================================// 函数: u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel)// 描述: 查询法读一次ADC结果.// 参数: channel: 选择要转换的ADC.// 返回: 10位ADC结果.// 版本: V1.0, 2012-10-22//========================================================================u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel) //channel = 0~7{ADC_RES = 0;ADC_RESL = 0;ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xe0) | 0x08 | channel; //start the ADCNOP(4);while((ADC_CONTR & 0x10) == 0) ;//wait for ADC finishADC_CONTR &= ~0x10; //清除ADC结束标志return (((u16)ADC_RES << 2) | (ADC_RESL & 3));}// MF52E 10K at 25, B = 3950, ADC = 12 bitsu16 code temp_table[]={140, //;-40 0149, //;-39 1159, //;-38 2168, //;-37 3178, //;-36 4188, //;-35 5199, //;-34 6210, //;-33 7222, //;-32 8233, //;-31 9246, //;-30 10259, //;-29 11272, //;-28 12286, //;-27 13301, //;-26 14317, //;-25 15333, //;-24 16349, //;-23 17367, //;-22 18385, //;-21 19403, //;-20 20423, //;-19 21443, //;-18 22486, //;-16 24 509, //;-15 25 533, //;-14 26 558, //;-13 27 583, //;-12 28 610, //;-11 29 638, //;-10 30 667, //;-9 31 696, //;-8 32 727, //;-7 33 758, //;-6 34 791, //;-5 35 824, //;-4 36 858, //;-3 37 893, //;-2 38 929, //;-1 39 965, //;0 40 1003, //;1 41 1041, //;2 42 1080, //;3 43 1119, //;4 44 1160, //;5 45 1201, //;6 46 1243, //;7 47 1285, //;8 481371, //;10 50 1414, //;11 51 1459, //;12 52 1503, //;13 53 1548, //;14 54 1593, //;15 55 1638, //;16 56 1684, //;17 57 1730, //;18 58 1775, //;19 59 1821, //;20 60 1867, //;21 61 1912, //;22 62 1958, //;23 63 2003, //;24 64 2048, //;25 65 2093, //;26 66 2137, //;27 67 2182, //;28 68 2225, //;29 69 2269, //;30 70 2312, //;31 71 2354, //;32 72 2397, //;33 73 2438, //;34 742519, //;36 76 2559, //;37 77 2598, //;38 78 2637, //;39 79 2675, //;40 80 2712, //;41 81 2748, //;42 82 2784, //;43 83 2819, //;44 84 2853, //;45 85 2887, //;46 86 2920, //;47 87 2952, //;48 88 2984, //;49 89 3014, //;50 90 3044, //;51 91 3073, //;52 92 3102, //;53 93 3130, //;54 94 3157, //;55 95 3183, //;56 96 3209, //;57 97 3234, //;58 98 3259, //;59 99 3283, //;60 1003328, //;62 102 3351, //;63 103 3372, //;64 104 3393, //;65 105 3413, //;66 106 3432, //;67 107 3452, //;68 108 3470, //;69 109 3488, //;70 110 3506, //;71 111 3523, //;72 112 3539, //;73 113 3555, //;74 114 3571, //;75 115 3586, //;76 116 3601, //;77 117 3615, //;78 118 3628, //;79 119 3642, //;80 120 3655, //;81 121 3667, //;82 122 3679, //;83 123 3691, //;84 124 3702, //;85 125 3714, //;86 1263735, //;88 128 3745, //;89 129 3754, //;90 130 3764, //;91 131 3773, //;92 132 3782, //;93 133 3791, //;94 134 3799, //;95 135 3807, //;96 136 3815, //;97 137 3822, //;98 138 3830, //;99 139 3837, //;100 140 3844, //;101 141 3850, //;102 142 3857, //;103 143 3863, //;104 144 3869, //;105 145 3875, //;106 146 3881, //;107 147 3887, //;108 148 3892, //;109 149 3897, //;110 150 3902, //;111 151 3907, //;112 1523917, //;114 1543921, //;115 1553926, //;116 1563930, //;117 1573934, //;118 1583938, //;119 1593942 //;120 160};/******************** 计算温度***********************************************/// 计算结果: 0对应-40.0度, 400对应0度, 625对应25.0度, 最大1600对应120.0度.// 为了通用, ADC输入为12bit的ADC值.// 电路和软件算法设计: Coody/**********************************************/#define D_SCALE 10 //结果放大倍数, 放大10倍就是保留一位小数u16 get_temperature(u16 adc){u16 code *p;u16 i;u8 j,k,min,max;adc = 4096 - adc; //Rt接地p = temp_table;if(adc < p[0]) return (0xfffe);if(adc > p[160]) return (0xffff);min = 0; //-40度max = 160; //120度for(j=0; j<5; j++) //对分查表{k = min / 2 + max / 2;if(adc <= p[k]) m ax = k;else min = k;}if(adc == p[min]) i = min * D_SCALE;else if(adc == p[max]) i = max * D_SCALE;else // min < temp < max{while(min <= max){min++;if(adc == p[min]) {i = min * D_SCALE; break;}else if(adc < p[min]){min--;i = p[min]; //minj = (adc - i) * D_SCALE / (p[min+1] - i);i = min;i *= D_SCALE;i += j;break;}}}return i;}void Delayms(u16 dlayT){u16 i,j;for(i=0;i<dlayT;i++)for(j=0;j<1280;j++){_nop_();}}/********************** 显示扫描函数 ************************/void DisplayScan(void){u8 i;for(i=0;i<10;i++){P3=0xff;P1 = 0xff;}P3 = t_display[LED8[display_index]]; //输出段码P1 = T_COM[display_index]; //输出位码if(++display_index >= 8) display_index = 4; //8位结束回0}/********************** Timer0 1ms中断函数 ************************/ void timer0 (void) interrupt TIMER0_VECTOR{DisplayScan();//1ms扫描显示一位B_1ms = 1; //1ms标志}附件:1 、NTC热敏电阻原理及应用2、STC15Fxxxx.H程序头文件3、STC15.pdf单片机芯片资料(a 请仔细阅读第10章STC15系列A/D转换第863页b 第7章定时器/计数器第578页)4 、stc-isp-15xx-v6.80.exe程序烧写软件5、STC-ICE-VER2-chinese.DOC烧写软件使用说明书NTC热敏电阻原理及应用NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。
基于51单片机数字体温计设计
基于STC89C52最小系统的数字体温计设计摘要现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器种类日益繁多,数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点,被广泛应用于工业控制、电子体温计、测温仪器等各种温度控制系统中。
智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。
它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。
它们内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。
有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。
对某些智能温度传感器而言,单片机还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX6654),分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。
随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,采用单片机控制已经成为了一种潮流。
本文将介绍一种基于STC89C52单片机控制的数字体温计,配合采用DS18B20为温度采集模块,HS1602液晶显示模块显示结果,另外用MAX232模块进行电压转换进行程序的烧写,实现对体温的采集与再现。
关键词:52单片机,DSI8B20,HS1602,体温计THE DIGITAL THERMOMETERS DESIGN BASED ON ST C89C52’S MINUIMUM SYSTEMABSTRACTModern information technology is based on the three information collection (ie, sensor technology), information transfer (ICT) and information processing (computer technology). Sensor belongs to the forefront of cutting-edge information technology products, especially the increasingly diverse types of temperature sensors, digital temperature sensor is more suitable for a variety of microprocessor interface for the composition of the automatic temperature control system can overcome the analog sensors and signal conditioning required for microprocessor interfacing circuit and A / D converter defects, etc., are widely used in industrial control, electronic thermometer, thermometer, etc. of various temperature control systems. Smart temperature sensor (also known as digital temperature sensor) in the mid-1990s, came out. It is the micro-electronics technology, computer technology and automated testing techniques (ATE) of the crystal. They contain the internal temperature sensor, A / D converter, signal processor, memory (or registers) and the interface circuit. Some products are also with the multiplexer, the central controller (CPU), random access memory (RAM) and read-only memory (ROM). Smart temperature sensor is characterized by the temperature data can be exported and the related amount of temperature control, fit a variety of microcontrollers (MCU); and it is based on the hardware to achieve through software testing capabilities, and its degree depends on intelligent in the software development level. Some smart temperature sensor, the controller can also register through the appropriate set of its A / D conversion rate (typical products MAX6654), the maximum resolution and conversion time (typical product DS1624). With the progress and development, microcontroller technology has spread to our lives, work, research in various fields, has become a relatively mature technology, using SCM hasbecome a trend. This article describes a microcontroller based control of digital thermometers STC89C52, with the use of DS18B20 the temperature acquisition module, HS1602 liquid crystal display module displays the results, another module with a MAX232 voltage conversion, to achieve the temperature of the acquisition and reproduction.Keywords: 52 microcontroller; DSI8B20; HS1602; thermometer目录1引言-------------------------------------------------------------- 1 2总体设计方案------------------------------------------------------ 32.1方案论证----------------------------------------------------- 32.1.1单片机系统--------------------------------------------- 32.1.2电源模块----------------------------------------------- 32.1.3温度传感器--------------------------------------------- 32.1.4显示模块----------------------------------------------- 42.1.5确定方案----------------------------------------------- 42.2总体设计----------------------------------------------------- 43 硬件设计---------------------------------------------------------- 53.1 单片机系统-------------------------------------------------- 53.1.1单片机最小系统----------------------------------------- 73.1.2 复位电路----------------------------------------------- 83.1.3 时钟振荡电路------------------------------------------- 83.1.4电源模块----------------------------------------------- 9 3.2温度传感器模块-------------------------------------------------- 93.2.1 DS18B20原理------------------------------------------- 93.2.2 DS18B20电路连接-------------------------------------- 133.3 液晶显示模块----------------------------------------------- 133.4串口通信模块------------------------------------------------ 15 4软件设计--------------------------------------------------------- 174.1 软件流程--------------------------------------------------- 174.2 DS18B20模块程序设计--------------------------------------- 184.2.1 程序流程------------------------------- 错误!未定义书签。
毕业设计方案——数字温度计显示设计方案(标准格式)
数字温度计显示设计作者:指导老师:安徽农业大学工学院 08机械设计制造及其自动化合肥230036摘要:随着现代化信息技术的飞速发展,单片机技术已经十分普及,在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为核心部件来使用。
本论文介绍了一种以单片机AT89S52为主要控制器件,以DS18B20为温度传感器通过LED屏传送数据,实现温度显示的新型数字温度计。
该数字温度计的测量范围为-10~120℃,显示分辨率为0.1℃,误差≤±0.10℃。
由于采用了温度传感器DS18B20作为检测元件,与传统的温度计相比,本文设计的数字温度计减少了外部的硬件电路,具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。
DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发。
该系统结构简单,抗干扰能力强,适合于各种环境下进行现场温度测量,可广泛应用于工业控温系统、温度计、消费产品以及其它温度测控系统。
关键词:单片机AT89S52;温度传感器DS18B20;LED显示屏等。
1 引言随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,人们在生产过程中会越来越关注精密而实用的仪器,能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
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、生活等提供更好更方便快捷的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
1.1研究背景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,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。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。
数字温度计的设计开题报告
数字温度计的设计开题报告数字温度计的设计开题报告一、引言近年来,随着科技的不断发展和人们对健康的关注度日益增加,温度计作为一种常用的医疗设备,也在不断升级和改进。
传统的温度计存在使用不便、易碎、不精确等问题,因此,我们决定设计一种数字温度计,以提高测量温度的准确性和方便性。
二、背景在日常生活中,测量体温是一个常见的行为,特别是在疾病防控、医疗护理等领域。
传统的温度计通常采用玻璃柱或金属杆作为测量元件,通过温度的变化来显示体温。
然而,这种温度计存在易碎、使用不便、不精确等问题,且需要人工观察和读数,不够智能化。
三、目标我们的设计目标是开发一种数字温度计,具有以下特点:1. 高精度:能够准确测量体温,误差小于0.1°C。
2. 易使用:操作简单,无需人工观察和读数。
3. 实时监测:能够实时显示体温,并记录温度变化趋势。
4. 数据传输:能够将测量数据传输至手机或电脑等设备,方便用户查看和管理。
四、设计方案1. 传感器选择:采用高精度的温度传感器,如PT100或NTC热敏电阻,以确保测量的准确性。
2. 显示屏幕:选择高分辨率的液晶显示屏,能够清晰显示体温数据,并具有背光功能,方便夜间使用。
3. 数据处理:采用微控制器进行数据处理和存储,实现实时监测和温度记录功能。
4. 电源供应:使用可充电电池或电池组,以确保设备的长时间使用。
5. 数据传输:通过蓝牙或Wi-Fi等无线通信方式,将测量数据传输至手机或电脑等设备,用户可以随时查看和管理。
五、预期成果1. 设计出一款高精度、易使用的数字温度计原型。
2. 实现实时监测和温度记录功能。
3. 实现数据传输功能,方便用户查看和管理。
六、可行性分析1. 技术可行性:温度传感器、微控制器和无线通信技术等已经相对成熟,我们可以借鉴已有的技术和方案。
2. 经济可行性:数字温度计市场需求量大,且价格相对较高,具有一定的经济潜力。
3. 社会可行性:随着人们对健康的关注度增加,数字温度计作为一种便捷的健康监测工具,具有广阔的市场前景。
数字温度计的设计(精编文档).doc
【最新整理,下载后即可编辑】2008 届毕业设计(说明书)题目:数字温度计的设计班级:08高职机电二班学号:012243552274姓名:1235指导教师:554642011年4月数字温度计的设计学生姓名: 4学号:4专业:机电一体化技术班级:4指导教师: 4完成日期:4摘要在一些温控系统电路中,广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN 结测温电路经过相应的信号调理电路,转换成A/D转换器能接收的模拟量,再经过采样/保持电路进行A/D转换,最终送入单片机及其相应的外围电路,完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20温度控制系统设计,因此,本系统用一种新型的可编程温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高,可根据不同需要用于各种场合。
关键词:单片机,AT89S51,MAX232,传感器DS18B20目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 单片机概述 (1)1.2 选题背景及设计意义 (2)1.3设计方案论证 (3)第二章硬件设计 (5)2.1硬件电路的设计 (5)2.2各元器件介绍 (12)第三章系统软件设计 (17)3.1设计流程图 (17)3.2汇编语言程序 (21)第四章调试 (34)4.1终合调试 (34)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第一章绪论1.1 单片机概述单片机的结构特征是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上,构成一台功能独特的单片微型计算机。
一台典型的单片机的基本组成结构包括中央处理器(CPU),存储器(ROM和RAM),并行I/O口,串行I/O口,定时器/计数器,定时电路及元件。
由此可见,单片机在结构上突破了常规的按逻辑功能划分芯片。
由多片构成了微型计算机的设计思想,将构成计算机的许多功能集成在一块晶体芯片上。
单片机的特点:1.单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。
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。
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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=T1T2
T2−T1ln R1
R2
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。
R 1为温度T 1时的零功率电阻值。
R 2为温度T 2时的零功率电阻值。
在选购NTC 热敏电阻时,由生产厂家提供的B 值是在25℃和50℃条件下测量的。
5. 热时间常数τ(s )
在零功率条件下,当温度突变时,热敏电阻的温度变化了始末两个温度差的63.2%时所需的时间,热时间常数与NTC 热敏电阻的热容量成正比,与其耗散系数成反比。
常用的玻璃封装系列NTC 热敏电阻的热时间常数τ 不超过20s 。
6. 温度特性
NTC 热敏电阻的温度特性可近似表示为:R T =Ae B T
式中,R T 为温度T 时的零功率电阻值。
A 是与热敏电阻器材料物理特性及几何尺寸有关的系数。
更精确的表达式为:R T =exp(A +B T +C T 2+D T 3)
式中,A 、B 、C 、D 为特定的常数。
(二)非平衡电桥
自行查阅文献。
设计要求:
•
电桥中的数字电压表对应的示数以mV 为单位时,数值要与以℃为单位的实际温度的数值相等。
如电压示数为“36.5mV ”,即表示数字体温计所测到的温度为“36.5℃”。
•
在34℃~42℃范围内,设计的数字体温计的测量结果与实际温度的偏差不超过0.2℃。
三、实验室提供的主要器材
数字电压表(4位半)2台、电阻箱4台、NTC 热敏电阻(B ≈3600K ~4000K )1个、直流稳压电源1台、恒温水浴装置1台、导线若干。
(a )B 值相同,阻值不同 (b )阻值相同, B 值不同
图1 NTC 热敏电阻的R -T 特性曲线示意图
四、实验内容
(一)测量NTC热敏电阻的温度特性
1.在室温时,测量NTC热敏电阻的阻值R与流过它的电流I之间的关系,作R~I图或R~P图,拟合得到测量功率P m。
2.在实际测量功率小于额定测量功率的条件下,测量NTC热敏电阻的零功率阻值与温度的关系,即温度特性。
【测温范围从室温到50℃;在34℃~42℃范围内,测温间隔不大于0.5℃。
】
(二)利用非平衡电桥,设计数字体温计
1.利用实验前设计的电路,将测得的NTC热敏电阻的温度特性代入,计算电路中各元件的参数,并用计算机进行数值模拟。
2.根据设计方案,搭建电路,对各元件进行调整,并实际检测所设计的数字温度计的精度是否满足要求。
(三)实验中要解决的问题
1.当实际结果与模拟结果不一致时,如何调整各元件的参数,从而使得数字体温计能够满足设计要求?
2.最终完成的数字体温计电路中,各元件的数值与原设计方案中计算得到的元件参数值一般是不相同的,试分析主要原因。
五、实验报告的要求
1.实验原理部分以数字体温计的设计思路、参数计算为主。
2.实验过程中要阐明电路中各元件的调整思路及过程。
3.实验结果中,注意合理使用残差图来辅助分析。
六、参考资料
1.沈元华、陆申龙主编,基础物理实验,北京;高等教育出版社,2003年。