基于新型温度传感器的数字温度计设计
基于AT89C2051数字温度计的设计
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收 稿 日期 ：０ ２ ０ ～ ０ ２ １— ４ ２
通讯作者 ： 陈石龙 （９ ４ ）男 ， １８ 一 ， 助理工程师．Ｅ ｍ ｉ １ １５ １６ ｑｃｍ — ａ ：２ ４５ ３ ＠ｑ ． ｌ ｏ
第 ２期
陈石龙 ： 基于Ａ ９ ２ ５ 数字 温度计 的设计 Ｔ８ Ｃ ０ １
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的电源输入是否为１Ｖ ２ 左右 ， 检查Ａ ８ ｃ ０ ｌＣ ４ １的电源输入是否为５ 左右 ， Ｔ ９ ２ ５ ，Ｄ ５ １ Ｖ 表示能正常工作．
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（ 下转 第１ １ ） ９页
第 ２期
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明 ： ］ ａ ａ 工上班时间记录系统 的设计 基＝Ｊ ｖ 员 ＝
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图４ Ｍ ３内部结构图 Ｌ ３１
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图５ 中断程序流程 图
图６ 频率转换温度算法程序流程
５ 调试 过程与 注意事项
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单片机基于stm32的数字温度计设计
单片机基于stm32的数字温度计设计
数字温度计是一种用于测量环境温度的设备。
在这个问题中，我们将使用基于STM32的单片机来设计一个数字温度计。
为了设计这个温度计，我们需要以下组件和步骤：
1. STM32单片机：STM32是一种基于ARM架构的单片机，它具有强大的计算能力和丰富的外设接口，适用于各种应用。
2. 温度传感器：我们需要选择一种适合的温度传感器，常用的有数字式温度传感器，如DS18B20。
3. 连接电路：将温度传感器连接到STM32单片机。
这通常需要使用一些电子元件，如电阻、电容和连接线等来建立电路连接。
4. 编程：使用适合STM32单片机的编程语言，如C语言，来编写程序。
程序将读取温度传感器的数据，并将其转换为数字值。
5. 温度显示：将温度数据显示在合适的显示设备上，如LCD显示屏或七段数码管。
可以使用STM32单片机的GPIO口控制这些显示设备。
6. 数据处理：可以对温度数据进行进一步处理，如计算平均温度、设定警报阈值等。
以上是一个基本的数字温度计设计的流程。
具体的实现细节和代码编写可能需要根据具体的硬件和软件平台进行调整。
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器的数字温度计设计。
我们将详细介绍如何利用这两种核心组件，结合适当的硬件电路设计和软件编程，实现一个能够准确测量和显示温度的数字温度计。
This article aims to explore the design of a digital thermometer based on AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor. We will provide a detailed introduction on how to utilize these two core components, combined with appropriate hardware circuit design and software programming, to achieve a digital thermometer that can accurately measure and display temperature.我们将对AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器进行简要介绍，包括它们的工作原理、主要特性和适用场景。
然后，我们将详细阐述硬件电路的设计，包括微控制器与温度传感器的连接方式、电源电路、显示电路等。
We will provide a brief introduction to the AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor, including their working principles, main characteristics, and applicable scenarios. Then, we will elaborate on the hardware circuit design, including the connection method between the microcontroller and temperature sensor, power circuit, display circuit, etc.在软件编程方面，我们将介绍如何使用C语言对AT89C51微控制器进行编程，实现温度数据的读取、处理和显示。
基于AT89C2051的数字温度计设计
基于AT89C2051的数字温度计设计作者：周学军来源：《现代电子技术》2010年第17期摘要:利用单片机AT89C2051作为控制器,以及用改进型智能温度传感器DS18B20作为温度采集器,设计了一款数字温度计。
该数字温度计能够测出-55～+125 ℃之间的温度,与传统的温度计相比,具有读数方便、测温范围广、测温准确等特点,适合日常生活、工业生产和科学研究等领域对温度测量的需要。
关键词:温度测量; DS18B20; AT89C2051; 数字温度计中图分类号:TP271+.5文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)17-0164-02Design of Digital Thermometer Based on AT89C2051ZHOU Xue-jun(College of Physical and Electronic Information, Yan’an University, Yan’an 716000, China)Abstract: A digital thermometer was designed with AT89C2051 MCU as controller and improved intelligent temperature sensor DS18B20 as temperature collector. The temperature between -55~+125 ℃ can be measured by this digital thermo-meter. Compared with the traditional thermometer, this digital thermometer has features of convenient reading, wide range temperature measurement, accurate temperature measurement and so on, it is suitable for the requirement of temperature measurement in daily life, industrial production and scientific research fields.Keywords: temperature measurement; DS18B20; AT89C2051; digital thermometer收稿日期:2010-04-09单片机控制已成为今天电子设计追求的目标之一[1-5],本文将这种控制技术应用于温度测量中。
基于单片机数字温度计课程设计
基于单片机数字温度计课程设计
基于单片机的数字温度计课程设计是一个非常有趣和实用的项目。
首先，我们需要选择合适的单片机，比如常用的Arduino或者STM32等。
然后，我们需要选择合适的温度传感器，比如LM35或者DS18B20等。
接下来，我们可以按照以下步骤进行课程设计：
1. 硬件设计，首先，我们需要将单片机和温度传感器连接起来，这涉及到电路设计和焊接。
我们需要确保电路连接正确，传感器能
够准确地读取温度，并且单片机能够正确地接收并处理传感器的数据。
2. 软件设计，接下来，我们需要编写单片机的程序，以便能够
读取传感器的数据，并将其转换为数字温度值。
我们可以使用C语
言或者Arduino的编程语言来实现这一步骤。
在程序设计中，需要
考虑到温度的单位转换、数据的精度等问题。
3. 显示设计，我们可以选择合适的显示设备来展示温度数值，
比如数码管、液晶显示屏或者OLED屏幕等。
在设计中，我们需要考
虑到显示的清晰度、易读性以及节能等因素。
4. 功能扩展，除了基本的温度显示功能，我们还可以考虑对数
字温度计进行功能扩展，比如添加报警功能、数据存储功能或者远
程监控功能等，这些功能的添加可以提升数字温度计的实用性和趣
味性。
5. 测试与优化，最后，我们需要对设计的数字温度计进行测试，并不断优化，确保其稳定可靠、准确无误地显示温度。
总的来说，基于单片机的数字温度计课程设计涉及到硬件设计、软件设计、显示设计、功能扩展、测试与优化等多个方面，学生可
以通过这样的课程设计项目，全面提升自己的电子设计和编程能力，同时也能够实现一个实用的数字温度计产品。
基于数字温度传感器的数字温度计
黄河科技学院《单片机应用技术》课程设计题目：基于数字温度传感器的数字温度计*名：**院（系）：工学院专业班级：学号：指导教师：黄河科技学院课程设计任务书工学院机械系机械设计制造及其自动化专业S13 级 1 班学号1303050025 姓名时鹏指导教师朱煜钰题目:基于数字温度传感器的数字温度计设计课程:单片机应用技术课程设计课程设计时间2014年10月27 日至2014年11 月10 日共2 周课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）课程设计任务书及摘要一、课程设计题目：基于数字温度传感器的数字温度计二、课程设计要求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℃~125℃，精确到0.5℃。
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，温度传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示。
三、课程设计摘要DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。
本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。
该系统由上位机和下位机两大部分组成。
下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口，芯片使用了ATMEL公司的AT89C51单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。
上位机部分使用了通用PC。
该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。
四、关键字：单片机温度测量DS18B20 数字温度传感器AT89C51目录绪论 (3)1.原理介绍 (4)1.1总体设计方案 (4)1.2主控制部分 (4)1.3总体设计框图 (4)2.硬件电路 (5)2.1 硬件电路预览 (5)2.2 DS18B20介绍 (5)2.3 AT89C51介绍 (8)2.4 数码管介绍 (10)3.程序设计 (11)3.1 程序流程图 (11)3.2 程序清单 (12)4.仿真效果图 (16)5.结论与总结 (18)绪论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一是不可否定的，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，腰围现代人工作、科研、生活提供更好更方便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。
DS18B20数字温度计毕业设计(毕业设计)详解
DS18B20数字温度计设计西南大学工程技术学院，重庆 400716摘要：本文介绍了利用美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感DS18B20和ATMEL公司生产的AT89C2051，结合四位共阳型LED，采用动态显示的方法实现室内温度的检测和读数。
本文设计的数字温度计基于DS18B20单线总线结构，与单片机的接口电路简单无须外部电路，同时由于DS18B20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，因而使得整体设计思路简单，可以实现-55～+125゜C的温度测量，精度误差在0.1゜C以内。
本文给出了具体的硬件电路和软件设计。
关键词：单片机DS18B20智能温度传感器DS18B20 DIGITAL THERMOMETER DESIGNLI XuejianCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract：This paper presents the method for a digital thermometer design made of DS18B20,a newly-product of advaced Programmable Resolution 1-Wire® Digital Thermometer（DALLAS），and AT89C2051 (ATMEL).This design adopts dynamic dispay method with four LED to measu re room temperature.This digital thermometer is based on the one wire configuration of DS18B 20, and no external circuit is required.Since the measured temperature can be directly read by DS18B20 and 9-12 digits reading can be implemented through simple programming, the overall design concept is simple. Temperature within -55～+125゜C can be measured with an error of +/-0.1゜C. Detailed circuits and softwaredesign are given here.Key Words：single-chip computer DS18B20 smart temperature sensor文献综述自动控制领域中，温度检测与控制占有很重要地位。
基于DS18B20的温度传感器设计(课程设计)
摘要2009年6月14日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AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点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详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。
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实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、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。
DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
目录摘要 (I)第一章前言 (1)第二章设计任务及要求 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 设计要求 (2)第三章课程设计方案及器材选用 (3)3.1设计总体方案 (3)3.1.1方案论证 (3)3.1.2 系统的具体设计与实现 (4)3.2器材选用分析 (5)3.2.1 DS18B20温度传感器 (5)3.2.2 AT89S52单片机介绍 (12)3.3 软件流程图 (15)3.3.1 主程序 (15)3.3.2读出温度子程序 (15)3.3.3 温度转换命令子程序 (15)3.3.4 计算温度子程序 (16)第四章硬件电路的设计 (17)4.1 proteus简介 (17)4.2 proteus仿真图 (17)第五章调试性能及分析 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录1 源程序 (22)附录2 原理图 (26)第一章前言目前，单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。
(毕业设计)基于89C51和DS18B20的数字温度计设计
一、设计要求数字式温度计要求测温范围为－55～125°C，精度误差在0.1°C，采用AT89C51单片机和DS18B20温度传感器，设定温度报警的最低值和最高值。
采用点阵字符型液晶模块作为数字温度计的显示器，分两行显示，第一行显示DS18B20工作状态，第二行显示实测温度值和状态符号，>H表示实测温度大于温度报警范围，<L表示实测温度小于设置温度报警范围，！表示实测温度在正常范围内，当实测温度超过设定温度限制范围是，发出声光警报信号。
二、方案论证根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机A T89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。
选用数字温度传感器DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。
该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用点阵液晶模块LCD1602实现显示。
检测范围-55摄氏度到125摄氏度。
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1所示。
图1 数字温度计总体电路结构框图三、系统硬件电路的设计温度计电路设计原理图如图2所示，控制器使用单片机A T89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管实现温度显示。
D图2 数字温度计设计电路原理图1、主控制器AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。
该器件采用A TMEL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，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。
新型数字温度计设计
新型数字温度计设计作者：邓敏来源：《科学与财富》2016年第29期摘要：本设计通过温度传感器和AD转换器将温度信号转换成数字信号并通过驱动与反向驱动再用四位LED数码管显示。
它是一种基于数字电子的温度计，功能好，整体功能价格比高，配以LED显示器，可适应各种场合的测温之用。
关键词：数字温度计；传感器引言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。
数字式温度计较一般温度计有很多优点，一方面它读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显；另一方面，数字式温度计使用安全、可靠，这也是新世纪电子产品的发展趋向。
本设计开发了一种基于数字电子的温度计。
它造价低，功能好，整体功能价格比高，配以LED显示器，可适应各种场合的测温之用。
整个电路的设计借助于Multisim10.0仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim10.0下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
1 系统总体设计该新型数字温度计的设计理念是温度信号通过温度传感器转换成电压信号，再通过A/D转换器输出BCD码，输出的BCD码经驱动与反向驱动通过数码管显示出来，其组成框图如下：数字温度计的系统组成框图如图1所示。
其中A/D转换器和译码驱动电路是系统的主要模块。
A/D转换器完成由电压到BCD码的转变过程，而译码驱动电路完成计数器的译码并驱动显示电路的显示等功能。
当接通电源后，温度信号就被温度传感器转化成电压信号，电压信号被A/D转换器转换成四位BCD码输出，BCD码经译码器译码并驱动，同时经反向驱动器驱动，在LED共阴数码管处显示十进制数，当温度改变时，显示器显示数字也将改变，直到断开电源。
2 系统硬件2.1 温度传感器选用AD590作为本次设计的温度传感器。
AD590的测温范围为-55℃～+150℃，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
基于51单片机和DS18B20的数字温度计设计说明
基于51单片机和DS18B20的数字温度计设计说明
1.硬件设计：
-51单片机：选择合适的型号，如STC89C52或AT89C52等。
-DS18B20温度传感器：该传感器是一种数字温度传感器，具有单总线接口和高精度测量能力。
-接口电路：将51单片机和DS18B20传感器连接起来，要注意电平转换和信号线的阻抗匹配。
2.软件设计：
-初始化：在主函数中，首先对单片机进行初始化设置，包括时钟设置、串口配置等。
-DS18B20通信协议：使用单总线协议与DS18B20传感器进行通信，包括发送复位信号、读写数据等操作。
-温度测量：通过向DS18B20发送读取温度的命令，从传感器中读取温度值并保存。
-数据传输：将温度值转换为可显示的格式，如摄氏度或华氏度，并通过串口输出或LED显示。
3.程序流程：
-初始化单片机，设置时钟和串口参数。
-进入主循环，循环执行以下操作：
-发送复位信号，启动温度转换。
-等待转换完成，发送读取温度命令。
-读取温度值，并进行数据处理转换。
-输出温度值。
4.其他功能：
-可以添加LCD显示模块，将温度值显示在液晶屏上。
-可以添加按键输入模块，通过按键切换温度单位或进行其他操作。
需要注意的是，该设计只是一个简单的示例，实际应用中可能需要根据具体需求进行扩展和修改。
同时，在程序设计过程中，也要注意低功耗和数据稳定性等方面的考虑。
基于ds18b20的数字温度计设计报告
基于ds18b20的数字温度计设计报告
一、引言
随着科技的进步，温度的测量和控制变得越来越重要。
DS18B20是一款数字温度传感器，具有测量准确度高、体积小、接口简单等优点，广泛应用于各种温度测量场合。
本报告将介绍基于DS18B20的数字温度计设计。
二、DS18B20简介
DS18B20是一款由美国Dallas公司生产的数字温度传感器，可以通过数据线与微处理器进行通信，实现温度的测量。
DS18B20的测量范围为-55℃～+125℃，精度为±0.5℃。
三、数字温度计设计
1.硬件设计
数字温度计的硬件部分主要包括DS18B20温度传感器、微处理器、显示模块等。
其中，DS18B20负责采集温度数据，微处理器负责处理数据并控制显示模块显示温度。
2.软件设计
软件部分主要实现DS18B20与微处理器的通信和控制显示模块显示。
首先，微处理器通过数据线向DS18B20发送命令，获取温度数据。
然后，微处理器将数据处理后发送给显示模块，实现温度的实时显示。
四、测试结果
经过测试，该数字温度计的测量精度为±0.5℃，符合设计要求。
同时，该温度
计具有测量速度快、体积小、使用方便等优点，可以广泛应用于各种温度测量场合。
五、结论
基于DS18B20的数字温度计具有高精度、低成本、使用方便等优点，可以实现高精度的温度测量和控制。
随着科技的发展，数字温度计的应用将越来越广泛，具有广阔的市场前景。
数字温度计研究与设计论文
数字温度计研究与设计论文引言数字温度计是一种现代化的温度测量设备，它可以通过数字显示直观地反映当前的温度值。
在各个领域中，数字温度计被广泛应用于温度的监测与控制，例如气象测量、医疗设备、工业自动化等。
本篇论文旨在研究数字温度计的工作原理、实现方式及其在实际应用中的设计要点等方面内容。
1. 数字温度计的工作原理数字温度计通常采用数字传感器来测量温度值，并通过显示屏以数字形式输出。
它们的工作原理有以下几种常见类型：1.1 热敏电阻温度计热敏电阻温度计采用热敏电阻作为温度传感器。
随着温度的变化，热敏电阻的电阻值也会发生相应变化，通过测量电阻值的变化来确定温度值。
常见的热敏电阻温度传感器有NTC （负温度系数）和PTC（正温度系数）两种类型。
1.2 热电偶温度计热电偶温度计利用由两种不同金属组合而成的热电偶丝产生的热电势来测量温度。
随着温度的变化，热电势也会发生变化，通过测量热电势的变化来推导出温度的值。
热电偶温度计具有广泛的测量范围和快速的响应速度。
1.3 热电阻温度计热电阻温度计利用热敏电阻的电阻随温度变化的特性来测量温度。
它由金属或合金制成，具有较高的精度和稳定性。
常见的热电阻材料有铂金（PT100、PT1000）和镍铬合金。
2. 数字温度计的实现方式数字温度计可以通过多种方式实现，以下是几种常见的实现方式：2.1 单片机实现单片机是一种具有强大的运算能力和IO口的集成电路。
通过将数字传感器连接到单片机的IO口，并编程实现温度的读取和显示功能，可以实现一个简单的数字温度计。
```c #include <stdio.h>// 定义温度传感器引脚 #defineTEMPERATURE_SENSOR_PIN A0void setup() { // 初始化串口 Serial.begin(9600); }void loop() { // 读取温度值 int temperature = analogRead(TEMPERATURE_SENSOR_PIN);// 转换为摄氏度 float celsius = (5.0 * temperature * 100) / 1024;// 打印温度值 Serial.print(。
基于DS18B20的新型数字温度计
摘要温度是一种最基本的环境参数，人们生活与环境温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在工业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。
本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。
主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机AT8 9C52，温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用8位共阴极LED数码管，ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。
测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成，当实际测量温度值大于预置温度值时，发出报警信号，即发光二极管亮。
系统程序主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。
DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量和 A /D转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。
由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
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，具有很好的发展前景。
此外，还介绍了系统的调试和性能分析。
关键词：显示电路,单片机，AT89C52，温度传感器，DS18B20 ,单总线目录1前言 (1)2设计任务及方案分析 (2)2.1设计任务及要求 (2)2.2 设计总体方案及方案论证 (2)2.3芯片选择 (2)2.4测温和显示流程图 (3)3芯片功能简介 (3)3.1AT89C52芯片简介 (3)3.1.1引脚功能说明 (4)3.2 DS18B20的功能简介 (5)3.2.1 芯片简介 (5)3.2.2 DS18B20外形和内部结构 (6)3.2.3 DS18B20的工作时序 (9)3.2.4 DS18B20与单片机的典型接口设计 (10)3.2.5 DS18B20的用到的ROM命令 (11)3.3 LCD1602的功能简介 (11)3.3.1 芯片引脚介绍 (11)3.3.2 LCD1602指令说明及时序 (13)3.3.3 LCD1602的RAM地址映射和标准字库表 (16)3.3.4 LCD1602的一般初始化过程 (18)4系统硬件电路的设计 (18)5结论 (20)6参考文献 (20)1前言测量温度的关键是温度传感器，温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。
用LM35D集成温度传感器制作数字温度计
第16卷第1期大 学 物 理 实 验 V ol.16N o.12003年3月出版PHY SIC A L EXPERI ME NT OF C O LLEGE Mar.2003收稿日期:2002-07-10文章编号:1007-2934(2003)01-0058-02用LM35D 集成温度传感器制作数字温度计聂士忠(石油大学,东营,257062)摘 要 介绍LM35D 集成温度传感器的性能测试和制作数字温度计的方法关键词 温度传感器;数字温度计中图分类号:TH811 文献标识码:A1 集成温度传感器LM35D 性能测试LM35D 集成温度传感器采用己知温度系数的基准源作为温敏元件,芯片内部则采用差分对管等线性化技术,实现了温敏传感器的线性化,也提高了传感器的精度。
与热敏电阻、热电偶等传统传感器相比,具有线性好、精度高、体积小、校准方便、价格低等特点,非常适合于常温测量工作。
图1 实测LM35D 的输出特性从图1的实验结果可以看出LM35D 的输出电压与温度存在着较好的线性关系,用最小二乘法拟合得到关系式U =7105+10102t ,即其灵敏度为10102mV/℃。
但LM35D 单电源工作时测量的最低温度理论上是0℃,而实际上只能测到2℃左右,温度计校准时要注意这一点。
工作电压5V 时静态电流约为50μA ,芯片自热温升仅为011℃左右,热稳定性较好。
—85—图2 数字温度计线路图2 用LM35D 制作数字温度计所用数字表头最大输入电压为19919mV ,而传感器LM35D 在100℃时输出的电压大于1V ,所以要加衰减器,另外,LM35D 的输出电压是对地的,输出信号不能直接接到数字表头的输入端。
图2中电阻R1、R2组成1/10衰减器,使LM35D 输出信号变化10mV 时,表头显示值变化110,也就是表示了温度值,电阻R4、R5用于温度计的零点设置。
温度计的校准方法是,首先将LM35D 放置于210℃的冷水中,调节R 2,使表头显示210,再置于10011℃的沸水中,调节R 5,使表头读数为10010(即10010℃)即可。
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四、硬件设计1、硬件设计图见附件。
2、单片机复位电路工作原理及设计。
硬件图如下图一单片机 AT89S51 主控部分DS18B20采集温度 LED 显示温度值复位按键电路 外部晶振电路 中断电路原理是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而产生按键复位电平，保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。
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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第25卷 第8期 电子测量与仪器学报 Vol. 25 No. 8 2011年8月JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT· 741 ·本文于2011年7月收到。
DOI: 10.3724/SP.J.1187.2011.00741基于新型温度传感器的数字温度计设计胡鸿志(桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 桂林 541004)摘 要: 温度测量通常采用温度-电压转换的原理实现, 测量的分辨率和精度受到A/D 转换器精度和价格的极大限制。
本文在低成本的前提下, 采用温度-频率转换的原理设计了新型的数字温度计。
温度计采用NTC 热敏电阻与NE555构成多谐振荡器, 振荡器输出脉冲的频率随温度变化, 通过测量振荡频率间接测量温度值, 并利用高精度温度计对测量结果进行了非线性校正, 在0~100℃℃的温度范围内测量分辨率≤0.1℃, 测量误差≤0.2℃, 具有较好的实用价值。
关键词: 数字温度计；温度-频率转换；DS18B20；热敏电阻中图分类号: TP216 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 460.4030Design of digital thermometer based on novel temperature sensorHu Hongzhi(Institute of Electronic Engineering and automation, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)Abstract: The theory of temperature-voltage conversion is used in temperature measurement usually, but the resolution and precision are limited by the precision and price of A/D converter. Therefore, a digital thermometer based on the theory of temperature-frequency conversion is designed in this paper, which making up of NTC thermosensitive resistance and NE555, the frequency of output pulse changes with the temperature which then can be measured indi-rectly by measuring the frequency. Furthermore, a high precision thermometer is utilized to achieve the non-linear cor-rection. The test result indicates that the resolution of the thermometer is equal or less than 0.1℃, while the measure-ment error is equal or less than 0.2℃ in the range of 0~100℃℃.Keywords: digital thermometer; temperature-frequency conversion; DS18B20; thermosensitive resistance1 引 言温度是表征物体冷热程度的物理量, 是工业生产和科学实验中一个非常重要的参数[1]。
温度是最难于准确测量的一个基本物理量, 它不能像长度、质量、时间等物理量那样可直接测量, 但物质的物理特性都与温度有密切关系, 如尺寸、体积、电导率、热电势、辐射功率等都随着温度的不同而改变, 所以可通过物质随温度变化的某些特性来间接测量温度。
目前国内外通常采用温度-电压转换的方法间接测量温度, 如果要提高测量分辨率和精度, 必须采用昂贵的高精度A/D 转换器。
本文为了低成本的实现温度的高精度测量, 采用温度-频率转换的原理设计了数字温度计, 在0℃~100℃的温度范围内实现了温度的精确测量, 具有较好的实用价值。
2 温度传感器工作原理温度测量实质上都是根据温度与某个宏观物理量之间的对应关系, 对其进行定标, 这样就可以实现对温度的测量。
常用的温度测量方法, 主要是采用热电偶、热敏电阻或铂电阻等温度传感器作为感温器件, 通过测量传感器两端的电势差, 间接测量温度值[1-7]。
电压和频率是2个容易测量的物理量, 电压的测量依赖于高精度的A/D 转换器; 而频率测量方法简单可靠, 目前可以实现的测量精度大大高于电压测量的精度。
同时, A/D 的输入电压范围有限, 而频率测量范围相当宽, 因此通过测量频率间接测量温· 742 · 电子测量与仪器学报 第25卷度, 可以提高测量的精度和分辨率, 降低测量成本。
通过频率测量间接进行温度的测量, 其关键就在于如何实现温度-频率之间的精确转换。
一种就是直接转换法, 利用某些物质的自身的振荡特性, 实现温度-频率的转换。
比如压电材料的弹性模量与温度之间的关系为:()01E E T β=− (1)式中: E 为动态杨氏模量, β 为弹性模量温度系数, T 为热力学温度。
温度变化即引起压电材料的谐振频率发生改变, 可以利用压电材料作为温度测量的传感器。
DS1820系列温度传感器中温度-频率转换采用的方法是间接转换法, 采用热敏元件和振荡电路, 实现温度-频率转换, 其温度测量原理如图1所示。
温度发生改变时, 引起热敏元件的电阻变化, 振荡电路输出的脉冲频率随之变化; 对振荡电路输出的脉冲进行频率测量, 并根据温度-频率转换关系进行计算, 即可得到被测温度值。
DS1820为了提高测量分辨率和精度, 其内部采用了两个振荡电路。
图1 温度传感器原理框图Fig. 1 Functional block diagram of temperature sensor3 数字温度计的设计为了实现通过频率间接测量温度, 利用温度-频率间接转换的原理, 设计了一个数字温度计。
温度计的硬件系统结构如图2所示, 主要包括单片机核心系统、振荡电路模块、显示模块、通信模块, 以及电源模块等主要组成部分[8-10]。
由NTC 热敏电阻和图2 温度计硬件结构框图Fig. 2 Hardware block diagram of ThermometerNE555组成的多谐振荡电路, 输出的脉冲频率随着温度的改变而变化; 单片机测量振荡脉冲频率, 转换为对应温度值; 可以通过串行通信接口输出测量结果, 或组成分布式温度测量系统。
3.1 微控制器选择微控制器采用新一代的增强型STC89C51单片机, 该系列单片机具有高速、低功耗、抗干扰性强、可靠性高、加密性强、超低价等特点。
STC89C51单片机内置EEPROM 、16位定时器/计数器和可编程看门狗电路, 使得系统设计极大的简化, 同时提高了系统工作的稳定性和可靠性。
3.2 温度转换电路设计采用NTC 热敏电阻和NE555组成多谐振荡电路, 实现温度-频率的转换。
555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路, 内部主要有2个比较器、一个SR 锁存器和集电极开路的放电三极管TD 三部分组成, 能够极为方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等电路。
施密特触发器和单稳态触发器都不能自动的产生矩形脉冲, 只能将其他的波形转换成矩形波; 多谐振荡器是一种自激振荡电路, 不需要外加输入信号, 就可以自动地产生出矩形脉冲。
多谐振荡电路中的NTC 热敏电阻, 选用玻封型热敏电阻MF58-502F3950, 为两端轴向引出纯玻璃封装结构, 25℃时额定零功率电阻值R (25)为5 k Ω, R (25)允许偏差为±1%, 材料常数(热敏指数) B 值为 3 950 k, 工作温度范围−55℃~200℃。
热敏电阻的阻值R T 与温度T 变化的关系式为:()exp 1/1/T N N R R B T T ⎡⎤=⋅⋅−⎣⎦ (2)式中: R T 是温度T 时热敏电阻的阻值, R N 是额定温度T N 时热敏电阻的阻值, 温度均采用热力学温度单位开尔文(K); 而B 是NTC 热敏电阻的材料常数(热敏指数) , 被定义为:121221ln T T R T T B T T R =⋅− (3) 式中: 1T R 和2T R 分别为温度T 1和T 2时的零功率电阻值。
B 值范围一般在2 000 ~6 000 k 之间。
在0℃~100℃的温度范围内, R T 的阻值最大为13.6 k Ω, 根据555多谐振荡器的周期公式:ln 2T t R C =⋅⋅ (4) 为避免在频率测量过程中发生定时器溢出, 电第8期 基于新型温度传感器的数字温度计设计 · 743 ·容C 选用0.1 µF 的独石电容。
忽略B 值偏离标准值带来的影响, 根据式(2)、式(4)可以计算得到温度和频率的转换关系为:()2885.4exp 3950000/13255.0f T =− (5)3.3 温度测量的非线性校正测量振荡频率之后, 可以利用式(5)转换出对应温度值。
与其他热电测温元件一样, 环境温度与NTC 热敏电阻的热电阻之间也存在非线性关系, 需要通过非线性校正来提高温度测量精度[1-2, 11-15]。
采用温度传感器为Pt100铂电阻、允许误差为±(0.02%RDG+0.060℃) /年的高精度温度检验仪, 对温度测量进行比对校正, 得到校正曲线如图3所示, 校正公式为: 20.000060.99380.0813y x x =+− (6)图3 温度测量校正曲线Fig. 3 Calibration curve of temperature3.4 数字温度计的软件设计主程序流程如图4所示。
温度计软件代码采用C 语言编写, 主要完成系统初始化、频率测量、测量结果转换与校正、温度显示等功能。
4 测试与分析采用显示精度0.1℃、测温范围0℃~100℃的多功能红外温度计TD400, 与本文设计的温度计同时测量水的温度, 测量结果如表1所示。
由对比测试结果可知, 采用NTC 热敏电阻与NE555构成多谐振荡器, 通过测量振荡频率间接测量温度值, 在0℃~100℃的温度范围内可以实现温度的精确测量, 稳定性良好, 测量结果分辨率≤0.1℃, 测量误差≤0.2℃。