最新智能型温度监测仪课程设计
智能仪器课程设计说明书智能温度测量仪表方案设计
前言 (2)第一章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3)功能与要求 (3)方案的论证与比较 (3)方案的确定 (5)1.3.1数据采集通道的理论计算 (5)1.3.2温度值粗测理论推导 (6)D的理论推导 (6)1.3.3 根据T1确定差分部分AV第二章智能温度测量仪表的硬件设计 (7)系统硬件框图 (7)系统的输入通道设计 (7)单片机最小系统 (8)人机接口电路 (8)2.5串口电路 (9)执行电路 (9)第三章软件设计 (10)下位机软件的设计 (10)3.1.1下位机主程序设计 (10)3.1.2 CH451中断子程序设计 (11)3.1.3数字滤波函数和ADC0809读函数设计 (12)3.1.4快速测量温度粗值函数设计 (13)3.2上位机软件设计 (13)第四章智能温度测量系统的安装与调试 (15)硬件调试 (15)软件调试 (15)4.3整机调试过程 (16)第五章设计体会与小结 (17)参考文献 (18)附录 (19)前言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, 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程，对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
第一章 智能温度测量仪表方案设计与论证功能与要求功能基于单片机的温度测控系统分为上位机和下位机两部分。
其中上位机应可通过虚拟仪器的前置面板界面显示温度数据，若温度超过设定温度，在显示屏上进行报警提示。
而下位机则是可以利用单片机对温度传感器采集到的温度数据及时采样，并在数码管上显示，用矩阵键盘来控制和设定温度值，并将采集到的温度数据通过串口传到上位PC 机。
电子体温计设计课程设计
电子体温计设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子体温计的基本工作原理，掌握温度传感器、模数转换器等核心部件的功能和作用。
2. 学生能掌握电子体温计的设计流程，包括电路图绘制、元件选型、PCB布线等。
3. 学生了解电子体温计的技术参数，如精度、测量范围、响应时间等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成电子体温计的设计和制作。
2. 学生具备分析和解决电子体温计故障的能力，提高动手实践能力。
3. 学生能够运用电子体温计进行实际测量，并准确读取数据。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子制作的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生在团队合作中学会沟通、协作，培养团队精神。
3. 学生认识到电子体温计在医疗领域的重要作用，增强社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合电子技术课程内容，以实用性为导向，注重培养学生的动手实践能力和创新能力。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握电子体温计设计的基本知识和技能，同时提升学生的情感态度价值观。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成电子体温计的设计与制作，为未来的学习和职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 电子体温计基本原理：介绍温度传感器的工作原理，包括热敏电阻、热电偶等；讲解模数转换器的功能及其在电子体温计中的应用。
2. 电子体温计设计流程：讲解电路图绘制、元件选型、PCB布线等设计步骤，结合教材相关章节，使学生掌握电子体温计设计的基本方法。
3. 电子体温计技术参数：分析电子体温计的精度、测量范围、响应时间等参数，结合实例进行讲解，让学生了解不同参数对电子体温计性能的影响。
4. 实践操作：安排学生进行电子体温计的组装、调试与测试，提高学生的动手实践能力，并结合教材章节内容进行指导。
5. 故障分析与维修：教授学生如何分析电子体温计的常见故障，并掌握相应的维修方法。
6. 电子体温计在医疗领域的应用：介绍电子体温计在实际应用中的作用，强调其在医疗设备中的重要性。
智能化温度仪器课程设计
J I A N G S U U N I V E R S I T Y现代仪器智能化温度仪器设计Design of Intellecturalized Temperature Instrument学院名称：机械工程学院专业班级：测控技术与仪器0801班学生姓名：于连河学生学号：3080302009指导教师：宋寿鹏2012年 01 月课程设计任务与技术指标：实时测量现场温度，测温范围C C 50~20-，测温精度C 5.0±，仪器采用便携式结构，能显示测量温度，并有非线性补偿与滤波功能。
摘 要本次课程设计采用铂电阻Pt100作为传感器测量外界温度，由测定结果得出Pt100 的电阻- 温度函数关系，将温度信号直接转化为电信号。
将铂电阻接入电桥测量现场温度，再经差动放大电路放大成0～5V 的电压信号。
然后通过ADC0809将运放所产生的电压进行A/D 转换，再将信号送入AT89C52单片机通过编程进行非线性补偿并将电压信号转化为温度，最后经LED 显示器显示测量温度。
关键字：铂电阻，温度测量，实时显示，A/D 转化。
AbstractThis course is designed with a PT100 platinum resistance temperature sensor outside, and then gain the relationship of temperature and resistance from the result above ,at last, turn the temperature signal into electric signal. Access to bridge the platinum resistance temperature measurement site, and then zoom through the differential amplifier circuit into a voltage signal 0 ~ 5V. Then will be collected ADC0809 analog signals into digital signals and then digital signal into the AT89C52 microcontroller programmed to non-linear compensation and turn the voltage singal into temperature, and finally through the LED display shows the temperature measurement.Keywords: platinum resistance, temperature measurement, real-time display ， analog signals into digital signals.目录现代仪器 (1)引言 (4)一、总体设计方案 (5)1.1设计方案论证 (5)1.2方案的总体设计框图 (5)二、元器件选择与说明 (5)2.1铂电阻温度传感器 (5)2.2 运算放大器 (6)2.3 ADC0809模数转换器 (7)2.4 AT89C52单片机 (8)2.5 LED数码显示管 (9)2.6 7805稳压管 (10)2.7 74LS04反相器 (10)三、电路设计 (11)3.1 电源电路 (11)3.2 晶振电路 (11)3.3 电桥放大电路 (11)3.4 A/D转换器与单片机电路 (12)四、软件设计 (13)4.1 接口标定 (14)4.2 主程序 (14)4.3 中断子程序 (14)4.4 显示子程序 (15)五、课程设计心得体会 (17)参考文献 (19)引言现代科技对于温度测量与精确显示的需求越来越高，实现温度测量的方法也有很多,一般都采用铂电阻测量，具有准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等优点，因此铂电阻测温也被广泛使用。
数字温度测控仪课程设计
数字温度测控仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字温度测控仪的基本原理，掌握温度传感器的工作方式和特点；2. 学会解读数字温度测控仪的电路图，了解各部分功能及相互关系；3. 掌握数字温度测控仪的编程方法，实现对温度的实时监测与控制。
技能目标：1. 能够正确操作数字温度测控仪，进行温度的采集、处理和显示；2. 学会使用相关软件对温度数据进行实时监控和分析；3. 培养动手实践能力，能够独立完成数字温度测控仪的组装与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的热爱，激发探究科学技术的兴趣；2. 增强学生的团队合作意识，培养协同解决问题的能力；3. 培养学生严谨的科学态度，认识到科技发展对现实生活的影响。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力和创新能力。
学生特点：初三学生已具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导他们主动探究，提高解决问题的能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 温度传感器原理与分类；- 数字温度测控仪的电路组成与功能；- 编程基础及温度控制算法。
2. 实践操作：- 数字温度测控仪的组装与调试；- 温度数据的采集、处理与显示；- 编程实现对温度的实时监控与控制。
3. 教学大纲：- 第一阶段：理论知识学习（2课时）- 温度传感器原理与分类；- 数字温度测控仪电路组成与功能。
- 第二阶段：实践操作（4课时）- 数字温度测控仪的组装与调试；- 温度数据采集、处理与显示。
- 第三阶段：综合应用（2课时）- 编程实现对温度的实时监控与控制；- 分析温度控制算法在实际应用中的优化。
4. 教材章节及内容：- 教材第四章：传感器及其应用- 4.2节：温度传感器- 教材第五章：数字温度测控仪- 5.1节：数字温度测控仪的组成与工作原理- 5.2节：数字温度测控仪的编程与应用教学内容根据课程目标进行科学、系统地组织，确保学生在学习过程中掌握必要的理论知识，同时培养实践操作能力。
单片机智能体温计课程设计
单片机智能体温计课程设计一、引言体温是人体健康状况的重要指标之一，准确、便捷地测量体温对于疾病的诊断和预防具有重要意义。
传统的体温计在使用上存在一些不便，如测量时间长、读数不直观等。
随着单片机技术的发展，智能体温计应运而生。
本课程设计旨在利用单片机技术，设计一款功能实用、操作简便的智能体温计。
二、设计要求1、测量范围：350℃ 420℃，精度为 01℃。
2、测量时间短，能够快速显示测量结果。
3、具备存储功能，能够记录多次测量数据。
4、具有温度报警功能，当测量温度超过设定的阈值时发出警报。
5、采用直观的显示方式，如液晶显示屏（LCD）。
三、硬件设计1、温度传感器选择数字式温度传感器，如 DS18B20。
它具有体积小、精度高、接口简单等优点，能够直接将温度转换为数字信号输出，方便与单片机进行通信。
2、单片机选用常见的 51 系列单片机，如 STC89C52。
它具有丰富的资源和成熟的开发环境，能够满足本设计的需求。
3、显示模块采用 1602 液晶显示屏，能够清晰地显示测量的温度值、时间等信息。
4、报警模块由蜂鸣器和发光二极管组成。
当测量温度超过设定的阈值时，蜂鸣器发声，发光二极管闪烁，提醒用户。
5、存储模块选用 EEPROM 芯片，如 AT24C02，用于存储测量数据。
四、软件设计1、主程序流程系统初始化，包括单片机端口设置、传感器初始化、显示初始化等。
读取温度传感器的数据，并进行数据处理和转换。
将测量的温度值显示在液晶显示屏上。
判断温度是否超过阈值，若超过则触发报警。
将测量数据存储到 EEPROM 中。
2、温度传感器驱动程序按照 DS18B20 的通信协议，发送指令读取温度数据。
对读取的数据进行校验和处理，得到准确的温度值。
3、显示程序编写驱动 1602 液晶显示屏的程序，实现字符和数字的显示。
4、报警程序当温度超过阈值时，控制蜂鸣器发声和发光二极管闪烁。
5、存储程序按照 EEPROM 的读写协议，将测量数据写入存储芯片。
智能温度测量仪课程设计
一、系统功能说明1.1主要技术指标1）测温范围：-200～600摄氏度；2）测温精度：0.5摄氏度；3）稳定性：0.5摄氏度1.2 PT100传感器电阻式温度传感器(RTD, Resistance Temperature Detector)是指一种物质材料作成的电阻,它会随温度的改变而改变电阻值。
PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示：在0～600℃范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2)在-200～0℃范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)式中A、B、C 为常数，A=3.96847×10-3；B=-5.847×10-7；C=-4.22×10-12；由于它的电阻—温度关系的线性度非常好，因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度，因此铂做成的电阻式温度传感器，又称为PT100。
1.2.1 PT100传感器特性PT100温度传感器的测量范围广：-200℃～+600℃，偏差小，响应时间短，还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点，其得到了广泛的应用，本设计即采用PT100作为温度传感器。
1.2.2 PT100传感器测量原理Pt100是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，然后再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。
采用Pt100 测量温度一般有两种方法：方案一:设计一个恒流源通过Pt100 热电阻，通过检测Pt100 上电压的变化来换算出温度；测温原理：通过运放U1A将基准电压4.096V转换为恒流源，电流流过Pt100时在其上产生压降，再通过运放U1B将该微弱压降信号放大（图中放大倍数为10），即输出期望的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。
智能温度控制课程设计
智能温度控制课程设计一、教学目标通过本章节的学习，学生将掌握智能温度控制的基本原理、关键技术及其应用。
具体目标如下：1.知识目标：•了解智能温度控制系统的组成及工作原理；•掌握PID控制算法在温度控制中的应用；•了解常见的温度传感器及其特性；•熟悉智能温度控制系统的故障诊断与维护。
2.技能目标：•能够运用PID控制算法设计简单的温度控制系统；•能够选用合适的温度传感器，并进行调试；•具备分析和解决智能温度控制系统故障的能力。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发学生对智能温度控制技术的兴趣；•培养学生具备工程伦理意识，关注温度控制系统在实际应用中的安全性；•培养学生团队合作精神，提高学生在项目实践中的沟通与协作能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.智能温度控制系统的组成及工作原理；2.PID控制算法在温度控制中的应用；3.常见温度传感器的特性及其选用；4.智能温度控制系统的故障诊断与维护。
具体安排如下：第1课时：智能温度控制系统的组成及工作原理；第2课时：PID控制算法在温度控制中的应用；第3课时：常见温度传感器的特性及其选用；第4课时：智能温度控制系统的故障诊断与维护。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：用于讲解智能温度控制系统的组成、工作原理及PID控制算法等基本概念；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解智能温度控制系统的设计与应用；3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，提高学生的实践能力；4.小组讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队合作精神和沟通能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《智能温度控制技术与应用》；2.参考书：相关论文、技术手册；3.多媒体资料：教学PPT、视频资料；4.实验设备：温度控制器、温度传感器、PID控制器等。
智能仪器课程设计报告
智能仪器课程设计报告一、课程设计目的智能仪器课程设计是一门综合性实践课程，旨在培养我们对智能仪器的设计、开发和应用能力。
通过本次课程设计，我们要将所学的理论知识应用到实际项目中，提高我们的工程实践能力、创新能力和解决问题的能力。
二、课程设计要求本次课程设计要求我们设计一款具有特定功能的智能仪器。
具体要求包括：1、明确仪器的功能和性能指标。
2、选择合适的传感器、微处理器和其他电子元件。
3、设计硬件电路，包括信号调理、数据采集、处理和控制等部分。
4、编写软件程序，实现仪器的功能控制和数据处理。
5、进行系统调试和性能测试，确保仪器满足设计要求。
三、设计方案（一）功能需求分析经过充分的讨论和分析，我们确定设计一款智能温度测量仪。
该仪器能够实时测量环境温度，并在液晶显示屏上显示温度值。
同时，当温度超过设定的阈值时，能够发出声光报警信号。
（二）传感器选择考虑到测量精度和成本等因素，我们选择了数字式温度传感器DS18B20。
该传感器具有精度高、接口简单、易于编程等优点，能够满足我们的设计需求。
（三）微处理器选择我们选用了 STM32F103 微处理器作为系统的控制核心。
STM32F103 具有丰富的资源、高性能和低功耗等特点，能够为系统的稳定运行提供保障。
（四）硬件电路设计1、电源电路设计了稳定的 5V 和 33V 电源电路，为整个系统提供可靠的电源。
2、传感器接口电路根据DS18B20 的接口规范，设计了传感器与微处理器的连接电路。
3、显示电路选用了液晶显示屏（LCD1602），通过微处理器的 GPIO 口进行控制，实现温度值的显示。
4、声光报警电路当温度超过设定阈值时，通过驱动蜂鸣器和发光二极管实现声光报警。
（五）软件设计1、系统初始化包括微处理器的时钟配置、GPIO 口初始化、定时器初始化等。
2、传感器驱动程序编写了 DS18B20 的驱动程序，实现温度数据的读取。
3、数据处理程序对读取的温度数据进行处理，转换为实际的温度值。
智能仪器设计实例课程设计方案
智能仪器设计实例课程设计方案一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能仪器的基本原理，掌握其设计流程和关键参数。
2. 学生能掌握至少一种智能仪器（如温度控制器、压力传感器等）的工作原理及使用方法。
3. 学生了解智能仪器在现实生活中的应用，并能结合实际情境进行分析。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的智能仪器系统，具备初步的创新能力。
2. 学生能通过查阅资料、团队协作等方式，解决智能仪器设计过程中遇到的问题。
3. 学生能熟练使用相关软件和工具，进行智能仪器的仿真与测试。
情感态度价值观目标：1. 学生对智能仪器产生兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 学生在团队合作中学会相互尊重、倾听他人意见，培养良好的沟通能力和团队精神。
3. 学生了解智能仪器在国家和产业发展中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在培养学生的动手能力、创新能力和实际应用能力。
学生特点：高中生具有一定的物理、数学和电子基础知识，思维活跃，好奇心强，对实际操作和设计有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践和自主探究，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 智能仪器概述：介绍智能仪器的定义、分类、发展历程及发展趋势。
教材章节：第一章 智能仪器概述2. 智能仪器原理：讲解智能仪器的核心组成部分、工作原理及性能指标。
教材章节：第二章 智能仪器原理3. 智能仪器设计流程：阐述智能仪器设计的基本步骤，包括需求分析、方案设计、硬件选型、软件开发等。
教材章节：第三章 智能仪器设计流程4. 常见智能仪器应用实例：分析温度控制器、压力传感器、流量计等智能仪器的实际应用案例。
教材章节：第四章 常见智能仪器应用实例5. 智能仪器设计实践：指导学生进行智能仪器设计，包括选题、方案论证、硬件搭建、软件编程等。
教材章节：第五章 智能仪器设计实践6. 智能仪器调试与优化：介绍智能仪器调试的基本方法、技巧以及优化策略。
数字温度计课程设计最新
数字温度计课程设计最新一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握数字温度计的工作原理、构造及使用方法。
技能目标要求学生能够运用数字温度计进行温度测量，并能够进行简单的故障排查和维修。
情感态度价值观目标要求学生培养对科学的兴趣和好奇心，提高学生对物理实验的热爱，培养学生团结协作、勇于探索的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字温度计的工作原理、构造及使用方法。
首先，介绍数字温度计的工作原理，让学生了解其内部结构和工作机制。
其次，讲解数字温度计的构造，包括各个部分的功能和作用。
最后，教授学生如何使用数字温度计进行温度测量，以及如何进行简单的故障排查和维修。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、实验法、讨论法和案例分析法。
首先，通过讲授法向学生传授数字温度计的相关理论知识。
其次，利用实验法让学生亲自动手操作数字温度计，加深对理论知识的理解。
接着，通过讨论法引导学生进行思考和交流，培养学生的创新思维和团队协作能力。
最后，运用案例分析法让学生分析实际问题，提高学生解决问题的能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材和参考书为学生提供理论知识的学习材料，多媒体资料为学生提供形象的视觉感受，实验设备则是学生进行实践操作的重要工具。
通过丰富多样的教学资源，为学生提供全面、立体的学习体验，提高学生的学习效果。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况，占总评的30%。
作业主要包括课后练习和小论文，占总评的20%。
考试包括期中考试和期末考试，占总评的50%。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排如下：共16周，每周2课时。
教学进度安排合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。
教学地点选在教室和实验室，方便学生进行理论学习和实践操作。
智能温度测控仪课程设计
智能温度测控仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解智能温度测控仪的基本原理，掌握温度传感器的工作方式和测量范围。
2. 学习智能温度测控仪的电路组成和功能，了解各组成部分的作用及相互关系。
3. 掌握编程方法，实现对温度数据的采集、处理和显示。
技能目标：1. 能够正确连接智能温度测控仪的电路，进行简单的故障排查和维修。
2. 能够运用所学编程知识，编写程序实现对温度的实时监控和控制。
3. 培养动手实践能力，通过实际操作，熟练使用智能温度测控仪。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能硬件的兴趣和热情，激发创新精神和探究欲望。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
3. 培养学生关注环境保护，认识到智能温度测控仪在节能降耗方面的作用。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对智能硬件有一定的好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 温度传感器原理与分类，重点讲解热敏电阻、热电偶等常见温度传感器的原理和应用。
- 智能温度测控仪电路组成，包括传感器、信号处理电路、微控制器、显示模块等部分的功能和连接方式。
- 编程基础，介绍C语言或Python语言在温度测控中的应用，涉及数据类型、运算符、控制结构等。
2. 实践操作：- 智能温度测控仪电路搭建，指导学生根据电路图正确连接各部分组件。
- 程序编写与调试，引导学生学习编程软件的使用，编写温度采集程序，并进行调试和优化。
- 系统测试与优化，通过实际测试，观察温度测控效果，针对问题进行排查和优化。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：导入新课，介绍智能温度测控仪的应用，明确学习目标。
stm32温度监控课程设计
stm32温度监控课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解STM32的硬件结构，掌握其基本编程方法。
2. 学生能够掌握温度传感器的工作原理，并了解其在STM32中的应用。
3. 学生能够学会使用STM32进行温度数据的采集、处理和显示。
技能目标：1. 学生能够运用C语言对STM32进行编程，实现温度监控功能。
2. 学生能够独立设计并搭建温度监控系统的硬件电路。
3. 学生能够通过调试程序，解决温度监控过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子工程和编程的兴趣，增强实践操作的自信心。
2. 学生能够认识到科技在生活中的重要作用，提高创新意识和团队协作能力。
3. 学生能够关注环保和节能问题，将所学知识应用于实际问题的解决。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程属于电子技术实践课程，强调理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
2. 学生特点：学生为高年级电子工程及相关专业学生，具备一定的电子技术和编程基础。
3. 教学要求：在教学过程中，要注重引导学生主动探究，激发学生的创新思维，提高学生的实际问题解决能力。
二、教学内容1. STM32硬件结构与编程基础- 熟悉STM32的内部结构，包括GPIO、ADC、定时器等模块。
- 学习STM32的编程环境搭建，掌握Keil MDK的使用。
2. 温度传感器工作原理与应用- 掌握温度传感器（如DS18B20）的工作原理。
- 学习温度传感器与STM32的接口技术。
3. 温度监控系统的硬件设计- 设计温度传感器与STM32的硬件连接电路。
- 学习电路原理图的绘制和PCB布线。
4. 温度监控系统的软件编程- 使用C语言编写STM32程序，实现温度数据的采集、处理和显示。
- 学习中断处理、多任务编程等高级编程技术。
5. 系统调试与优化- 分析温度监控系统可能出现的故障，掌握调试方法。
- 学习系统性能优化技巧，提高温度监控的准确性和稳定性。
实时监控温度课程设计
实时监控温度课程设计一、教学目标本课程旨在通过实时监控温度的学习，让学生掌握以下知识目标：1.了解温度监控系统的基本原理和组成部分；2.掌握温度数据的采集、处理和分析方法；3.了解常见温度监控设备的性能和使用方法。
4.能够独立完成温度监控系统的搭建和调试；5.能够运用温度数据分析方法解决实际问题；6.能够撰写温度监控实验报告。
情感态度价值观目标：1.培养学生对温度监控技术的兴趣，提高科学素养；2.培养学生团队协作、创新思考的能力；3.使学生认识到温度监控技术在生产生活中的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.温度监控系统的基本原理和组成部分；2.温度数据的采集、处理和分析方法；3.常见温度监控设备的性能和使用方法；4.温度监控系统在生产生活中的应用案例。
教学大纲安排如下：第1课时：温度监控系统的基本原理和组成部分；第2课时：温度数据的采集、处理和分析方法；第3课时：常见温度监控设备的性能和使用方法；第4课时：温度监控系统在生产生活中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解温度监控系统的基本原理、温度数据的采集和处理方法等基础知识；2.讨论法：学生讨论温度监控系统在生产生活中的应用案例，培养学生的思考能力；3.实验法：让学生动手搭建和调试温度监控系统，提高学生的实践能力；4.案例分析法：分析实际温度监控案例，培养学生解决实际问题的能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《实时监控温度》；2.参考书：相关领域的专业书籍；3.多媒体资料：温度监控系统的工作原理图、设备图片等；4.实验设备：温度传感器、数据采集器、监控器等。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，记录学生的表现，占总评的30%；2.作业：布置与课程内容相关的作业，检查学生的掌握情况，占总评的20%；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和分析问题的能力，占总评的20%；4.期末考试：全面测试学生的知识掌握和应用能力，占总评的30%。
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开封大学《智能仪器原理及应用》课程设计学生姓名：王明霞学号：2011061745学院：电子电气工程学院专业：应用电子技术班级：（11）应电班题目：智能型温度测量仪指导教师：董卫军职称：教师截止日期：2013.11.25~2013.12.12013 年11月27 日智能型温度测量仪一、设计目的智能仪器是一种典型的微处理器应用系统，它是计算机技术、现代测量技术和大规模集成电路相结合的产物，无论是在测量速度、精确度、灵敏度、自动化程度，还是在性价比等方面，都是传统仪器不可比拟的。
通过对本次的课程设计来使同学们掌握如何去选择元器件来适应不同的电路的设计，从而对更多的元件功能及性能有更多的了解。
更重要的是培养学生基于单片机应用系统的分析和设计能力和专业知识综合应用能力，同时提高学生分析问题和解决问题的能力以及实际动手能力，为日后工作奠定良好的基础。
二、设计任务和设计要求⑴．功能要求①．配合温度传感器，实现温度的测量；②．具有开机自检、自动调零功能；③．具有克服随机误差的数字滤波功能；④. 使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。
⑵．主要技术指标①．测量温度范围：0～150℃②．测量误差：≤1%⑥．显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。
三、总体方案论证与选择方案一：AD590传感器→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示方案二:热电阻温度传感器→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示方案三：DS18B20→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示这三种方案的不同之处主要是传感器的不同：方案一中的传感器是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流。
它的测温范围为-55℃～+150℃，而且精度高；方案二中的传感器是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
其主要的特点为精度高、测量范围大、测温范围是-200℃~600℃；方案三的传感器为单总线技术，MAXIM 公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右。
总体比较选择方案一。
系统组成方框图：四、硬件设计与选择AD590传感器工作原理：在被测温度一定时，AD590相当于一个恒流源，把它和5～30V 的直流电源相连，并在输出端串接一个10k Ω的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比，此时电阻两端将会有10mV ／K 的电压信号。
除此之外，AD590具有测温不需要参考点、抗干扰能力强、互换性能好等特点。
特性：1、测温范围- 55℃~+l50℃；2、线性电流输出lA ／K ；3、线性度好，满刻度范围为±0.3℃；4、电源电压范围4~30 V ，当电源电压在5~10V 之间，电压稳定度为l ％时，所产生的误差只有±0.01℃；5、功率损耗低。
电路图及特性曲线：设计测温电路时应先将电流转换成电压。
由于AD590为电流输出元件，它的温度每升高1K，电流就增加1μA。
当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，即转换成10mV／K，为了使此电阻精确（0．1％），可用一个9．6kΩ的电阻与一个1kΩ电位器串联，然后通过调节电位器来获得精确的10kΩ。
上图所示是一个电流／电压和绝对／摄氏温标的转换电路，其中运算放大器A1被接成电压跟随器形式，以增加信号的输入阻抗。
而运放A2的作用是把绝对温标转换成摄氏温标，给A2的同相输入端输入一个恒定的电压（如1．235V），然后将此电压放大到2．73V。
这样，A1与A2输出端之间的电压即为转换成的摄氏温标。
将AD590放入0℃的冰水混合溶液中，A1同相输入端的电压应为2．73V，同样使A2的输出电压也为2．73V，因此A1与A2两输出端之间的电压：2．73－2．73＝0V即对应于0℃。
AD590传感器的特性曲线2、ADC0809简介工作原理：ADC0809能够输出8位二进制数字量，具有8位的分辨率。
即分辨率:8位分辨率=1/256=0.39%FS它还是逐次比较型的A/D转换集成芯片，片内有8路模拟开关，可对8路模拟电压量实现分式转换。
典型转换时间为100us。
片内带有三态输出缓冲器，可直接与单片机的数据总线相连。
ADC0809的时钟信号CLK由单片机的地址锁存允许信号ALE提供，若单片机晶振频率为12MHz，则ALE信号经分频输出为500kHz，满足CLK信号低于640kHz的要求。
当P2.7和／WR同时有效时，以线选方式启动A/D转换，同时使0809的ALE 有效。
IN0～IN7的地址为7FF8H～7FFFH，在这里只需要一路转换，故将ADDC～ADDA 均接地，只选中IN0，进行转换。
当P2.7和／RD信号同时有效时，OE有效，输出缓冲器打开，单片机接收转换数据。
电路图及相关介绍:ADC0809引脚图模拟通道地址码ADC0809内部结构图引脚功能：1、IN0～IN7：8路模拟通道信号输入，通过模拟开关实现8路模拟输入信号分时选通。
2、 ADDC，ADDB和ADDA：模拟通道选择，编码000～111分别选中IN0～IN7。
3、 ALE:地址锁存信号，其上升沿锁存ADDC，ADDB，ADDA的信号，译码后控制模拟开关，接通8路模拟输入中相应的一路。
4、 CLK：输入时钟，为A/D转换器提供转换的时钟信号，典型工作频率为64kHz。
5、START：A/D转换启动信号，正脉冲启动ADDC～ADDA选中的一路模拟信号开始转换。
6、 OE：输出允许信号，高电平时打开三态输出缓冲器。
使转换后的数字量从D0～D7脚输出。
7、 EOC：转换结束信号，启动转换后，EOC变为低电平，转换完成后变为高电平。
8、Vcc:+5V电源。
9、GND:接地。
10、VREF（+）和VREF（-）：基准电压输入，用于决定输入模拟电压的范围。
三种与单片机连接方式：①延时方式：EOC悬空，启动转换后，延时100us后读入转换结果。
②查询方式：EOC接单片机端口线，查得EOC变高，读入转换结果，作为查询信号。
③中断方式：EOC经非门接单片机的中断请求端，转换结束作为中断请求信号向单片机提出中断申请，在中断服务中读入转换结果。
④直接存取：高速转换时，把转换的数据经过DMA接口直接传输到主存储器。
3、AT89C51单片机选择：AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
特性：①内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次；②内含28字节的RAM；③具有32根可编程I/O线；④具有2个16位可编程定时器；⑤具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构；⑥具有1个全双工的可编程串行通信接口；⑦具有一个数据指针DPTR;⑧两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式；⑨具有可编程的3级程序锁定定位；工作原理及电路图：各引脚功能：·P0 8位、漏极开路的双向I/O口。
·P1 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。
·P2 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。
·P3 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。
·RST 复位输入信号，高电平有效。
在振荡器稳定工作时，在RST脚施加两个机器周期以上的高电平，将器件复位。
·EA/VPP外部程序存储器访问允许信号EA.·PSEN 片外程序存储器读选通信号PSEN，低电平有效。
·ALE/PROG 低字节锁存信号ALE.在系统扩展时，ALE的下降沿将P0口输出的低8位地址锁存在外接的地址锁存器中，以实现低字节地址和数据的分时传送。
·XTAL1 片内振荡器反向放大器和时钟发生线路的输入端。
使用片内振荡器时，连接外部石英晶体和微调电容。
·XTAL2 片内振荡器反相放大器的输出端。
当使用片内振荡器时，外接石英晶体和微调电容。
单片机控制的主电路包括：（1）系统时钟电路；（2）系统复位电路；（3）显示电路；（4）对ADC0809转换电路的控制电路四部分组成。
其硬件系统框图如图所示。
时钟电路:AT89C51单片机内部有一个高增益的反相放大器，其输入端为芯片引脚xtal1，输出端为芯片引脚xtal2，将xtal1和xtal2与外部的石英晶体及两个电容连接起来构成一个石英晶体振荡器。
复位电路：单片机复位后各并行接口P0~P3口输出高电平，堆栈指针SP为07H，其他特殊功能存储器和程序计数器PC均被清零。
4、四位显示数码管复位电路时钟电路单片机AT89C51AD590传感器ADC0809数码管工作原理：共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起，通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。
当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。
共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起，通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端，当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。
五、软件设计设计简单说明：进行微机测量控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个测量对象的实际需要设计应用程序。
软件设计主要是对温度进行采集、显示,通过按键操作，进行时间的设置与修改。
因此，整个软件可分为温度采集子程序、时钟读取程序、按键子程序、显示子程序、及系统主程序。
系统总流程图主函数流程图温度转换程序流程图：显示流程图：整个系统程序：SLING EQU 30H SYI EQU 31H SER EQU 32H SSAN EQU 33H SSI EQU 34H SWU EQU 35H SLIU EQU 36H SQI EQU 37H开始系统初始化调用温度子程序调用显示子程序调用扫描按键程序开始将温度数据写入到LED 读取温度值显示温度值返回开始初始化函数A/D转换器进行A/D转换将转换后的电压转换为温度返回ST BIT P3.0OE BIT P3.1EOC BIT P3.2ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP T0XORG 0300HSTART:MOV SP,#60H MOV TL0,#18HMOV TH0,#63HMOV TMOD,#0MOV TCON,#0SETB TR0SETB ET0SETB EAMOV 20H,#0MOV 21H,#0MOV 22H,#0MOV 23H,#0MOV SYI,#0MOV SER,#0MOV SSAN,#0MOV SSI,#0MOV SWU,#0MOV SLIU,#0MOV SQI,#0MOV R1,#0CLR P3.4LP0: MOV R2,#08H MOV R7,#4MOV R0,#20H XIANSHI:MOV A,R2 MOV P2,ACJNE R0,#21H,ZHUANMOV A,@R0MOV DPTR,#TAB1 MOVC A,@A+DPTRMOV P1,AAJMP JIXU ZHUAN: MOV A,@R0MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTRMOV P1,AJIXU: ACALL D1INC R0MOV A,R2 RR AMOV R2,ADJNZ R7,XIANSHIAJMP LP0TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 7DH,07H,7FH,6FHTAB1:DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH DB 87H,0FFH,0EFH D1: MOV R5,#02HDL: MOV R6,#0FFHDL1:DJNZ R6,DL1DJNZ R5,DLRETT0X:NOPMOV TL0,#18HMOV TH0,#63HPUSH ACCPUSH PSWINC R1CJNE R1,#10,LOOP1CLR STSETB STCLR STADSC:JNBEOC , ADSCSETB OEMOV SLING,P0CLR OEMOV A,SLINGCJNE A,#14H,BBAOAJMP BT BBAO:JC BTAJMP CT BT:SETB P3.4AJMP ETCT:CJNE A,#64H,BAOJAJMP DTBAOJ:JC ETDT:SETB P3.4ET:MOV B,#100DIV ABMOV SYI,AMOV A,BMOV B,#10DIV ABMOV SER,AMOV SSAN,BMOV A,SSANMOV B,#5MUL ABMOV SSAN,A 把个位数乘以5放回33H。