基于热敏电阻的数字温度计
数字温度计原理
数字温度计原理数字温度计是一种利用数字信号来表示温度值的温度测量仪器，它是现代工业和生活中常用的一种温度测量设备。
数字温度计的原理是基于热敏元件的电阻值随温度变化而变化的特性，通过测量电阻值的变化来确定温度值。
下面我们将详细介绍数字温度计的工作原理。
数字温度计的核心部件是热敏元件，常用的热敏元件有热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。
其中，热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的元件，它的电阻值随温度的升高而减小。
数字温度计利用热敏电阻的这一特性来实现温度测量。
当热敏电阻与电路连接后，其电阻值会随温度的变化而发生变化，通过测量电阻值的变化，就可以确定所测温度的数值。
数字温度计通常还包括一个模拟-数字转换器（ADC）和微处理器。
热敏电阻的电阻值的变化会转化为模拟信号，ADC负责将这个模拟信号转换为数字信号，然后微处理器对这个数字信号进行处理，最终将其显示为温度数值。
通过这样的一系列过程，数字温度计实现了对温度的精确测量和显示。
除了热敏电阻，数字温度计还可能采用其他类型的热敏元件，比如热电偶和半导体温度传感器。
热电偶是利用两种不同金属导体在不同温度下产生的热电势来测量温度的元件，而半导体温度传感器是利用半导体材料的电阻随温度变化而变化的特性来测量温度的元件。
不同类型的热敏元件在数字温度计中的应用原理略有不同，但基本的测温原理是相似的，都是利用热敏元件的特性来实现温度测量。
总的来说，数字温度计的原理是利用热敏元件的电阻值随温度变化而变化的特性，通过测量电阻值的变化来确定温度值，然后将其转化为数字信号进行显示。
不同类型的热敏元件在数字温度计中的应用原理略有不同，但基本的测温原理是相似的。
数字温度计在工业生产、医疗卫生、环境监测等领域有着广泛的应用，其原理的了解对于正确选择和使用数字温度计具有重要意义。
热敏电阻数字温度计的设计实验报告
热敏电阻数字温度计的设计实验报告
本次实验旨在设计一种基于热敏电阻的数字温度计，通过实验验证其可行性和精确性。
实验过程中，我们首先购买了一些热敏电阻和其他所需的元器件，包括电容、电阻、运放等。
然后按照电路图设计，进行了实际的电路连接和调试。
在调试过程中，我们需要注意电路的稳定性和输入电压的范围，以免影响实验结果。
在完成电路搭建和调试后，我们通过连接计算机和显示器，测试了温度计的输出精确度和稳定性。
实验结果表明，该数字温度计具有较高的精确度和稳定性，可满足实际应用的需求。
综上所述，基于热敏电阻的数字温度计设计实验成功完成，并且具有较高的精确度和稳定性，为实际应用提供了可靠的参考数据。
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(完整版)基于热敏电阻的数字温度计
基于热敏电阻的数字温度计专业班级：机械1108组内成员：罗良李登宇李海先指导老师：**日期： 2014年6月12日1概述随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计种类繁多，应用范围也比较广泛，大致可以包括以下几种方法：1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2)利用热电效应技术制成的温度检测元件3)利用热阻效应技术制成的温度计4)利用热辐射原理制成的高温计5)利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。
将输出的微弱电压信号放大，将放大后的信号输入AD转换芯片，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。
2设计方案2.1设计目的利用51单片机及热敏电阻设计一个温度采集系统，通过学过的单片机和数字电路及面向对象编程等课程的知识设计。
要求的功能是能通过串口将采集的数据在显示窗口显示，采集的温度达一定的精度2.2设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其温感效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来。
3系统的设计及实现3.1系统模块3.1.1 AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
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。
热敏电阻数字温度计的设计与制作.
评分：大学物理实验设计性实验实《用热敏电阻改装温度计》实验提要设计要求⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。
实验仪器惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯等实验所改装的温度计的要求（1）要求测量范围在40℃~80℃。
（2）定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。
（3）改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度，同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值），绘制出校正曲线。
提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求电子版。
用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。
思考题如何才能提高改装热敏温度计的精确度？用热敏电阻改装温度计实验目的：1．了解热敏电阻的特性；2．掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法；3．进一步掌握惠斯通电桥的原理及应用。
实验仪器：惠斯通电桥，电阻箱，热敏电阻，水银温度计，滑动变阻器，微安表，加热电炉，烧杯等实验原理：1．惠斯通电桥原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时，B，D之间的电势相等，桥路电流I＝0，B,D之间相当于开路，则U B=U D;I1=I x,I2=I0;于是I1R1=I2R2,I1R X=I2R0 由此得R1/R X=R2/R0或R X=R0R1/R2 （1）（1）式即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量电阻的原理公式。
欲求R X，调节电桥平衡后，只要知道R1,R2,R0的阻值，即可由(1)式求得其阻值。
2.热敏电阻温度计原理热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。
基于热敏电阻的数字温度计设计
目录1 课程设计的目的 (1)2 课程设计的任务和要求 (1)3 设计方案与论证 (1)4 电路设计 (2)4.1 温度测量电路 (3)4.2 单片机最小系统 (6)4.3 LED数码显示电路 (8)5 系统软件设计 (9)6 系统调试 (9)7 总结 (11)参考文献 (13)附录1：总体电路原理图 (14)附录2：元器件清单 (15)附录3：实物图 (16)附录4：源程序 (17)1 课程设计的目的（1）掌握单片机原理及应用课程所学的理论知识；（2）了解使用单片机设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；（3）学习单片机仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧；（4）培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度；（5）锻炼自己的动手动脑能力，以提高理论联系实际的能力。
2 课程设计的任务和要求（1）采用LED数码管显示温度；（2）测量温度范围为-10℃~110℃；（3）测量精度误差小于0.5℃。
3 设计方案与论证方案一：本方案主要是在温度检测部分利用了一款新型的温度检测芯片DS18B20，这个芯片大大简化了温度检测模块的设计，它无需A/D 转换，可直接将测得的温度值以二进制形式输出。
该方案的原理框图如图3-1所示。
DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加A/D即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式。
它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控图3-1方案一系统框图方案二：温度检测部分采用传统的热敏电阻，热敏电阻的阻值随环境温度变化而变化，将热敏电阻与固定电阻串联后分压，经A/D转换器将其转换为单片机可识别得二进制数字量，然后根据程序查表得到温度值，单片机主要控制LED显示器显示正确的温度值，并根据设置的上下限控制继电器动作，从而控制外部负载。
该方案的原理框图如图3-2所示。
基于热敏电阻的数字体温计
了一种高 精度低 功耗便携 式数字体 温计 。 详细介绍 了该系 统原理框架 ，Ｎ Ｔ Ｃ热敏 电阻特性 ，Ａ Ｄ 温 度采样 原理，ｌ ６位 ∑一△ 模 数转换器和软件的实现 。 在 实际应 用中 以高精度 、 低功耗 、 测量时间短、 方便携带等优点替代传统的水银体温计 。
关键 词 ： 高精度 ； 低功耗 ； 便携式 ； 热敏 电阻 ； 数字体温计 中图分类号 ：Ｔ Ｈ ８ １ １ ． １ 文献标识码 ：Ｂ
ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａｌ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ｏ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ． Ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ １ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ， ｔ ｈ ｅ Ｎ Ｔ Ｃ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｓ
ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ， ｌ ｏ ｗ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｍ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ
０ 引言
目前 ， 测体温 广泛采用 的是水银 体温计 。 水银体温 计具有测 量精度高 ， 测量温度保持 的优点。 然而 ， 水银体温计有携 带不方便 、 容易损坏 、 水银漏 出处理不当造成环境污染 ， 在使用时需要预设温 度、 测量时间长 、 冬天使用冰冷 、 读数 困难等缺点 。 为 了克服水银体 温计 的缺 点， 本文介绍 了一种基 于 Ｎ Ｔ Ｃ热敏 电阻的数字体温计 。 该 数字 体温计充分利用 了 Ｎ Ｔ Ｃ热敏 电阻的高温度 系数和 Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０系 列单 片机 片上资源丰富及低功耗 的特 点， 使得数字体温计具有和 水银 体温计 同样 的测量精度 、 温度保持 的优 点， 同时测量时 间短 、 成本低 、 使用和携带方便并且具有测环境温度 的特点。
热敏电阻数字温度计及设计与制作
热敏电阻数字温度计及设计与制作一、热敏电阻介绍热敏电阻（Thermistor）是一种特殊类型的电阻元件，也被称为温度传感器或温度电阻。
它由原材料包括硅、聚苯乙烯等制成，一般构成为由特殊陶瓷物质制成的金属杆支撑的微型电阻片，它的电阻值会随温度的变化而发生量级的变化，应用范围广泛，同时也具有非线性特性。
二、原理介绍热敏电阻可以因温度的变化而改变其电阻值，电路中施加的电压，将发生变化的电阻作用的电流，其特性一般是冷端温度为25°C时，电阻值最小，随着温度的增加，电阻值也增加。
热敏电阻具有很强的非线性特性，温度噪声小，因而对温度测量后级电路要求较低，这种特性使热敏电阻更加容易把输入的温度信号转变为数字信号。
三、数字温度计的介绍数字温度计（Digital Thermometer）是一种使用热敏电阻来测量温度的设备，可以检测温度并以数字方式显示温度变化，常用于家用、工业和其它科学测量等领域。
数字温度计利用热敏电阻这种特性，可以把温度信号变换为数字信号，然后再在显示分辨率与可调量程内显示出来。
要设计并制作一台数字温度计，需要用到热敏电阻、运算放大器、A/D转换器、晶体管、多路复用器和显示器等元件。
（1）热敏电阻。
用来检测温度变化，通过将温度变化映射成电阻变化。
（2）运算放大器。
它将检测到的电阻变化信号发送至A/D转换器，用以进一步进行信号转换处理，从而获取准确的温度数值。
（5）多路复用器。
它用来将晶体管处理出的信号发送至显示器，并选择正确的显示模式，以便正确显示温度数值。
五、结论热敏电阻及其特性使其能够非常精确地测量、检测温度变化。
数字温度计设计与制作主要使用热敏电阻以及相关电路元件，它可以把温度信号变换为数字信号，从而在对精度进行严格控制的情况下，准确地显示出温度信息。
数字式热敏电阻温度计
数字式热敏电阻温度计一、热敏电阻温度转换的原理：热敏电阻是近年来发展起来的一种新型半导体感温元件。
由于它具有灵敏度高、体积小、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。
负系数热敏电阻热敏电阻与普通热电阻不同，它具有负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小，其特性曲线如下：热敏电阻的阻值---温度特性曲线是一条指数曲线，非线性度较大，因此在使用时要进行线性化处理，线性化处理虽然能改善热敏电阻的特性曲线，但比较复杂。
为此常在要求不高的一般应用中，作出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定，以简化计算。
热敏电阻的应用是为了感知温度为此给热敏电阻以恒定的电流，测量电阻两端就得到一个电压，然后就可以通过下列公式求得温度：其中：T------被测温度------与热敏电阻特性有关的温度参数K-----与热敏电阻特性有关的系数------热敏电阻两端的电压根据这一公式，如能测得热敏电阻两端的电压，再知道参数和系数K，则可计算出热敏电阻的环境温度，也就是被测的温度。
这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压温度变化的关系了。
数字式电阻温度计设计工作的主要内容，就是把热敏电阻两端电压值经A/D转换变成数字量，然后通过软件方法计算得到温度值，再进行显示等处理。
二、应用元件:1、热敏电阻RT串上一个普通电阻R再接电源+5V，取RT电压经送A/D转换器转换。
2、使用ADC0809进行A/D转换。
A/D转换器的任务是将输入的模拟信号电压转换为输出的数字量。
A/D转换的过程是首先对输入的模拟电压信号取样，然后进入保持时间。
在这段时间内将取样的电压量化为数字量，按一定的编码方式输出转换结果。
完成这样的一次转换后重新开始下一次取样，进行新一轮的转换。
ADC0809的转换启动信号（START）和地址锁存信号（ALE）连接在一起，由信号控制地址写入，进行通道的选择，按图中情况，通道的地址为4000H，转换后的数据以定时传送方式80C51，所以要运行一个100 的延时子程序，以等待A/D转换完成进行数据的读操作，为此口地址和RD信号相与后送OE，当有效时，转换数据送上数据总线，由80C51接收。
51单片机的热敏电阻数字温度计设计
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基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于单片机的热敏电阻温度计的设计引言：热敏电阻是一种根据温度变化而产生变阻的元件，其电阻值与温度成反比变化。
热敏电阻广泛应用于温度测量领域，其中基于单片机的热敏电阻温度计具有精度高、控制方便等特点，因此被广泛应用于各个领域。
本文将介绍基于单片机的热敏电阻温度计的设计，并通过实验验证其测量精度和稳定性。
一、系统设计本系统设计使用STC89C52单片机作为控制核心，热敏电阻作为测量元件，LCD1602液晶显示屏作为温度显示设备。
1.系统原理图2.功能模块设计(1)温度采集模块：温度采集模块主要由热敏电阻和AD转换模块组成。
热敏电阻是根据温度变化而改变阻值的元件，它与AD转换模块相连，将电阻变化转换为与温度成正比的电压信号。
(2)AD转换模块：AD转换模块将热敏电阻的电压信号转换为数字信号，并通过串口将转换结果传输给单片机。
在该设计中，使用了MCP3204型号的AD转换芯片。
(3)驱动显示模块：驱动显示模块使用单片机的IO口来操作LCD1602液晶显示屏，将温度数值显示在屏幕上。
(4)温度计算模块：温度计算模块是通过单片机的计算功能将AD转换模块传输过来的数字信号转换为对应的温度值。
根据热敏电阻的特性曲线，可以通过查表或采用数学公式计算获得温度值。
二、系统实现1.硬件设计(1)单片机电路设计单片机电路包括单片机STC89C52、晶振、电源电路等。
根据需要，选用合适的外部晶振进行时钟信号的驱动。
(2)AD转换电路设计AD转换电路采用了MCP3204芯片进行温度信号的转换。
根据芯片的datasheet，进行正确的连接和电路设计。
(3)LCD显示电路设计LCD显示电路主要由单片机的IO口控制，根据液晶显示模块的引脚定义，进行正确的连接和电路设计。
(4)温度采集电路设计温度采集电路由热敏电阻和合适的电阻组成，根据不同的热敏电阻特性曲线，选择合适的电阻和连接方式。
2.软件设计(1)初始化设置：单片机开机之后，需要进行一系列的初始化设置，包括对IO口、串口和LCD液晶显示屏的初始化设置。
基于非平衡电桥的热敏电阻数字温度计设计
基于非平衡电桥的热敏电阻数字温度计设计
热敏电阻数字温度计是一种基于热敏电阻的温度测量器，利用电流通过热敏电阻时产生的热量与温度之间的关系来测量环境的温度。
该温度计的工作原理基于非平衡电桥，通过调整电桥的偏置电压来测量热敏电阻的电阻值，从而得到温度信息。
热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而变化，这种变化可以通过欧姆定律来表示。
设热敏电阻的电阻值为R，电压为V，电流为I，则有V=IR。
当电流I保持不变时，电压V随着热敏电阻的电阻值R发生变化，从而可以得到温度信息。
为了保证测量准确性，需要对电路进行校准。
校准过程中需要先将热敏电阻置于已知温度下，并记录下相应的电阻值。
再将热敏电阻置于待测温度下，并进行电阻值读数，通过比较已知温度下的电阻值和待测温度下的电阻值，可以得到温度信息。
为了方便读取温度信息，可以使用单片机等数字电路将电阻值转换为数字信号，并通过LCD显示器显示出来。
具体的实现过程需要根据具体的电路设计进行确定。
总之，基于非平衡电桥的热敏电阻数字温度计是一种精度高、可靠性好的温度测量器，可以广泛应用于各种场合。
热敏电阻数字温度计设计制作实验的线性化方案探究
热敏电阻数字温度计设计制作实验的线性化方案探究热敏电阻数字温度计设计制作实验的线性化是指热敏电阻在温度变化时，用电阻值变化与温度量度值之间的关系，精确测量准确的温度。
通常情况下，热敏电阻量度温度变化后，它们的电阻值变化不会按照从低到高从正到负，或者从高到低从负到正的分布，而是各种不同的变化规律。
因此，要精确的测量温度，就需要进行线性化处理，使电阻变化与温度变化之间的关系能够更加直观、精确。
要实现热敏电阻数字温度计的线性化处理，通常采用的技术就是多项式拟合技术。
它的基本思想就是通过导入实验数据，建立一个多项式函数，使电阻变化与温度变化之间更加精确地拟合。
比如说，使用一元四次多项式，以电阻R1和R2分别代表温度T1+20和T2+20时，便可以构建如下拟合方程：T= a0 + a1 × R + a2 × R2 + a3 × R3 + a4 × R4通过系数a0、a1、a2、a3、a4的校正，便可以获得完美的拟合函数，以准确的地测量温度。
之后，当热敏电阻的电阻值增加时，也可以由拟合函数已经准确的算出它对应的温度，而无需经过额外的多步调整。
此外，除了多项式拟合以外，也可以采用流水账的方法来获得线性化的解决方案，也就是把温度值分割为几个区间，然后用这几个区间上数据点相连即可，这样就可以实现电阻与温度变化之间复杂的关系转换为流畅的线性变化。
因此，实现热敏电阻数字温度计的线性化确实是要求较高的，无论是通过多项式拟合的方式，还是通过流水账的方式，都需要经过大量的调整，才能把线性变化表示出来。
此外，还需要针对多种温度表现出不同的过程，采用不同的线性化处理方式，才能实现最准确的温度测量。
所以，从线性化处理来看，热敏电阻数字温度计制作实验是一项艰巨的任务，也是一项非常有趣的实验。
基于热敏电阻的数字温度计的设计-基于热敏电阻的数字温度计
毕业设计说明书毕业设计评阅书题目：基于热敏电阻的数字温度计设计信息系电气工程及其自动化专业姓名设计时间：2014年03月25日~2014年06月15日评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务：201年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡信息系电气工程及其自动化专业姓名答辩内容记录员：（签名）成绩评定注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。
专业答辩组组长：（签名）201年月日摘要温度计量是计量学的一个重要分支，它在国民经济各领域中占有重要的地位。
人们的日常生活、工农业生产和科学实验等许多方面都与温度测量有着十分密切的关系。
1871年，西门子(Sir william Siemens)发现了铂电阻测温原理，制造出第一支铂电阻温度计。
1887年，卡伦德(Hugh Callendar)改进了铂电阻温度计的工艺和研制测温电桥并得到了著名的卡伦德公式。
之后，铂电阻温度计成为国际温标的标准仪器，并一直沿用至今。
本文在查阅、分析了现有的几种不同的测温原理，分析确定了热敏电阻测温，并对基于热敏电阻pt100的数字温度计的设计进行了深入探讨和研究。
该系统分为测温模块、信号放大模块、A/D转换模块和控制显示模块，并分别对其进行方案分析，最终确定数字温度计系统的系统构架和设计方案；在硬件电路中，详细阐述了各模块电路的工作原理，分析了以AT89C51单片机为主控单元的系统硬件和软件设计，并对该系统进行误差分析，使我们对于系统的各种性能有了进一步认识。
本文用protues进行仿真，采用at89c51单片机作为处理的核心部分；用pt100作为温度传感器，把采集到的温度经放大后送到adc0804进行A/D转换，经过at89c51单片机处理后送到显示器，显示器将显示采集的温度。
关键字：at89c51单片机，热敏电阻pt100，数码显示，protuesABSTRACTTemperature metrology, a major branch of metrology, plays an important role in every field of national economy . For example, people's daily life, industrial and agricultural production,scientific experiments and many other aspects are all connected closely to the temperature metrology. In 1871, Sir william Siemens discovered the principle of temperature measurement of platinum resistor and created the first platinum resistance thermometer in the world. , The platinum resistance thermometer technics was improved by Hugh Callendar in 1887 . At the same time he developed bridge for measuring temperature and made out the famous Callendar's formula. From then on Callendar's thermometer has been used as a standard instrument to international temperature scale.Based on the inspection, analysis of the existing several different measurement principle, the analysis determined the thermistor temperature measurement, and a digital thermometer pt100 thermistor-based design in-depth study and research. The temperature measurement system is divided into modules, the signal amplification module, A / D converter module and a control module, and its solutions were analyzed to determine the final design of the system architecture and digital thermometer system; hardware circuit, elaborated Each module circuit works, and analyzes to AT89C51 main control unit of the system hardware and software design and error analysis of the system, so that our systems for a variety of performance has been further understanding.In this paper, protues simulation, using at89c51 microcontroller as the core part of the process; using pt100 as a temperature sensor, the temperature of the collected adc0804 after amplification to the A / D conversion, after treatment at89c51 microcontroller to monitor, the display will show acquisition of temperature.Keywords: at89c51 microcontroller, thermistor pt100, digital display, protues目录第一章绪言 (1)第一节课题背景 (1)第二节国内外研究的发展及现状 (2)一、温度传感器的的概述及发展现状 (2)二、传感器检测技术概述及发展现状 (3)三、数据采集技术概述及发展现状 (5)第三节本课题研究的内容 (5)第二章系统的硬件设计 (6)第一节总体设计方案 (6)第二节单片机 (6)一、AT89C51简介 (6)二、管脚说明 (7)三、振荡器特性： (9)四、芯片擦除： (9)第三节温度传感模块 (9)一、PT100介绍 (9)二、PT100测温原理 (10)第四节模数转换模块 (10)一、A/D转换概念： (10)二、分辨率概念： (11)三、ADC0804引脚功能: (11)四、ADC0804工作过程 (12)五、A/D转换电路设计 (14)第五节放大模块 (15)一、Lm324简介 (15)二、Lm324放大电路设计 (16)第六节数码管显示模块 (16)一、LED显示原理 (16)二、LED显示器的显示方式 (18)第三章程序设计 (20)第一节程序流程图 (20)第二节程序设计 (21)一、函数声明和管脚定义 (21)二、启动AD转换子程序 ....................................................... 错误!未定义书签。
数字温度计原理
数字温度计原理
数字温度计基本原理是利用热敏元件的电阻随温度的变化特性来测量温度。
热敏元件通常由金属、合金或半导体材料制成，其电阻值会随温度的升高或降低而产生相应的变化。
对于金属和合金材料，它们在温度升高时，晶格振动增强，电阻增加；在温度降低时，晶格振动减弱，电阻降低。
这种电阻和温度之间的线性关系可以通过校准和修正来得到准确的温度值。
而对于半导体材料，其导电性能会随温度变化而产生显著的非线性特性。
通常，半导体的电阻值会随温度的升高而减小。
这是因为随着温度升高，半导体体内电子和空穴的载流子浓度增加，导致电阻降低。
通过电流-电压特性曲线的测量，可以间接地得到温度信息。
当温度变化时，数字温度计会将热敏元件的电阻变化转化为相应的电信号，然后通过信号处理电路将其转换为数字信号。
最后，数字信号会被微处理器或芯片所处理，得到精确的温度值并在显示屏上显示出来。
通过设计合适的线性化和校准算法，数字温度计的测量精度可以达到很高。
基于热敏电阻的数字温度计
电子信息工程学院电子设计应用软件训练任务训练任务】：1 、熟练掌握PROTEUS 软件的使用；2、按照设计要求绘制电路原理图；3、能够按要求对所设计的电路进行仿真；基本要求及说明】:1、按照设计要求自行定义电路图纸尺寸；2、设计任务如下：基于热敏电阻的数字温度计设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来：测量温度范围-50弋〜110 C。
精度误差小于0.5 C。
LED 数码直读显示。
本题目使用铂热电阻PT100 ，其阻值会随着温度的变化而改变。
PT 后的100即表示它在0C时阻值为100欧姆，在100 C时它的阻值约为138.5欧姆。
厂家提供有PT100 在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为0.385 Q/C。
向PT100输入稳恒电流，再通过A/D转换后测PT100 两端电压，即得到PT100 的电阻值，进而算出当前的温度值。
采用 2.55mA 的电流源对PT100 进行供电，然后用运算放大器LM324 搭建的同相放大电路将其电压信号放大10 倍后输入到AD0804 中。
利用电阻变化率0.385 Q/C的特性，计算出当前温度值。
3 、按照设计任务在Proteus 6 Professional 中绘制电路原理图；4、根据设计任务的要求编写程序，在Proteus 下进行仿真，实现相应功能按照要求撰写总结报告】成绩：__________一、任务说明使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来：测量温度范围-50 C〜110 C。
精度误差小于0.5 C。
LED数码直读显示。
本题目使用铂热电阻PT100，其阻值会随着温度的变化而改变。
PT后的100即表示它在0C时阻值为100欧姆，在100 C时它的阻值约为138.5欧姆。
厂家提供有PT100在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为0.385 Q/C。
数字温度计的工作原理
数字温度计的工作原理
数字温度计的工作原理是利用热敏电阻或热电偶等传感器来感测温度，并通过电子设备将这些温度信号转换成数字信号进行计算和显示。
热敏电阻是一种电阻值随温度变化的传感器。
当温度升高时，热敏电阻的电阻值会随之增加，反之亦然。
数字温度计中的热敏电阻通常采用NTC（Negative Temperature Coefficient）热敏电阻。
NTC热敏电阻在不同温度下具有不同的电阻值，这种
特性使得它可以用于测量温度。
数字温度计通过将热敏电阻与电路连接，并测量电路中的电压或电流来感测热敏电阻的电阻值。
一般来说，数字温度计会将电阻值转换成电压值或电流值，并将其转换成相应的数字信号。
另一种常见的传感器是热电偶。
热电偶是由两种不同金属导线构成的热发电元件，这两条导线连接在一起形成一个闭合电路。
当热电偶的一端受到温度变化时，由于两种金属的热电势差，会在电路中产生一个微小的电压。
数字温度计通过测量热电偶电路中的电压来判断温度变化。
在数字温度计中，电阻或电压信号会经过模拟信号处理电路，将其转换成数字信号。
这些数字信号会被传送到微处理器或微控制器等芯片中进行进一步处理。
数字温度计的芯片会根据预先设定的参数和算法，将数字信号转换成相应的温度值，并通过显示器或输出口进行显示。
总结而言，数字温度计的工作原理是利用热敏电阻或热电偶等传感器感测温度，并将信号转换成数字信号进行计算和显示。
通过这种方式，我们可以方便地获取精确的温度信息。
热敏电阻数字温度计及设计与制作
评分：大学物理实验设计性实验实《用热敏电阻改装温度计》实验提要设计要求⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。
实验仪器惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯等实验所改装的温度计的要求（1）要求测量范围在40℃~80℃。
（2）定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。
（3）改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度，同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值），绘制出校正曲线。
提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求电子版。
用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。
思考题如何才能提高改装热敏温度计的精确度？用热敏电阻改装温度计实验目的：1．了解热敏电阻的特性；2．掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法；3．进一步掌握惠斯通电桥的原理及应用。
实验仪器：惠斯通电桥，电阻箱，热敏电阻，水银温度计，滑动变阻器，微安表，加热电炉，烧杯等实验原理：1．惠斯通电桥原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时，B，D之间的电势相等，桥路电流I＝0，B,D之间相当于开路，则U B=U D;I1=I x,I2=I0;于是I1R1=I2R2,I1R X=I2R0 由此得R1/R X=R2/R0或R X=R0R1/R2 （1）（1）式即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量电阻的原理公式。
欲求R X，调节电桥平衡后，只要知道R1,R2,R0的阻值，即可由(1)式求得其阻值。
2.热敏电阻温度计原理热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。
基于热敏电阻的数字温度计
《单片机控制技术》期末课程设计题目：基于热敏电阻的数字温度计专业：新能源科学与工程班级：成员：完成日期：2015年12月26日1 设计任务及要求设计任务：使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来。
要求：（1）测量温度范围−50℃～110℃。
（2）精度误差小于0.5℃。
（3）LED数码直读显示。
本题目使用铂热电阻PT100，其阻值会随着温度的变化而改变。
PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
厂家提供有PT100在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为0.385Ω/℃。
向PT100输入稳恒电流，再通过A/D转换后测PT100两端电压，即得到PT100的电阻值，进而算出当前的温度值。
采用2.55mA的电流源对PT100进行供电，然后用运算放大器LM324搭建的同相放大电路将其电压信号放大10倍后输入到AD0808中。
利用电阻变化率0.385Ω/℃的特性，计算出当前温度值。
我们也考虑到当测量温度低于（或高于）所测温度时会对该测量装置造成损坏，所以可以添加一个温度报警装置，因为该课程并无严格要求，所以在下面我们会简单带过。
2 方案设计与论证2.1温度传感器的选择方案一：采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成（热电偶的构成如图 2-1），热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。
通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。
数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机，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。
热电偶的优点是工作温度范围非常宽，且体积小，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。
热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计
热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计摘要：热敏电阻的基本特性是它的温度特性，许多材料的电阻随温度的变化而发生变化，纯金属和许多合金的电阻随温度增加而增加，它们貝有正的电阻温度系数。
另外像炭、玻璃、硅和错等材料的电阻随温度的增加而减小，其有负的电阻温度系数。
在半导体中原子核对价电子的约束力要比金属中人，因而口由戟流子数少，故半导体的电阻率较人而纯金属的电阻率较小。
由于半导体中载流子数目是随着温度的升高而按指数规律急剧增加，载流子越多，导电能力越强，电阴率就越小，因此半导体热敏电阻的阻值随着温度的升高电阻率将按指数规律减少。
关键词：热敏电阻，电桥，温度特性，数字温度计引言：我们所熟知的实验室温度计大多是水银温度计，这样的温度计测温范圉非常有限，并且精度也不是很高。
热敏电阻的阻值会随着温度的变化而呈现出规律性变化，这样我们可以利用热敏电阻的电阻•温度特性曲线制成数字温度计，测温范围由热敏电阻的特性决定，并且精度大大提高。
2、热敏电阻温度特性研究测量原理实验表明，在一定温度范圉内，半导体材料的电阻率13和绝对温度T 的关系可农7F为：p =aoexp ( b/T)其中a。
、b为常数，仅与材料的物理性质有关。
由欧姆定律得热敏电阻的阻值Rx =p aexp(b/T) (1)对上式取对数有InR二b/T+a,改变被测样品的温度，分别测出不同的温度T以及对应的Rx值，然后用图解法、计算法或最小二乘法求出a、b值即可得到该热敏电阻的温度特性关系式。
1.2.惠斯通电桥测电阻原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时B、DZ间的电势相求得该热敏电阻的温度特性为InR 二102.3/T+3.9107等，桥路电流1 = 0, B 、DZ 间相当于开路，则由惠斯通电桥特性知:把热敏电阻接在图1所示的电桥愕中，图中检流计用50微安的微安表，R0为电阻箱，取R1 = R 乙即取倍率为1。
欲求Rx,调节电桥平衡 后，只要知道Rl,R2,R0的阻值，即可由上式（2）求得其阻值。
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电子信息工程学院电子设计应用软件训练任务【训练任务】：1、熟练掌握PROTEUS软件的使用；2、按照设计要求绘制电路原理图；3、能够按要求对所设计的电路进行仿真；【基本要求及说明】:1、按照设计要求自行定义电路图纸尺寸；2、设计任务如下：基于热敏电阻的数字温度计设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来：●测量温度范围−50℃～110℃。
●精度误差小于0.5℃。
●LED数码直读显示。
本题目使用铂热电阻PT100，其阻值会随着温度的变化而改变。
PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
厂家提供有PT100在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为0.385Ω/℃。
向PT100输入稳恒电流，再通过A/D转换后测PT100两端电压，即得到PT100的电阻值，进而算出当前的温度值。
采用2.55mA的电流源对PT100进行供电，然后用运算放大器LM324搭建的同相放大电路将其电压信号放大10倍后输入到AD0804中。
利用电阻变化率0.385Ω/℃的特性，计算出当前温度值。
3、按照设计任务在Proteus 6 Professional中绘制电路原理图；4、根据设计任务的要求编写程序，在Proteus下进行仿真，实现相应功能。
【按照要求撰写总结报告】成绩：＿＿＿＿＿一、任务说明使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来：●测量温度范围−50℃～110℃。
●精度误差小于0.5℃。
●LED数码直读显示。
本题目使用铂热电阻PT100，其阻值会随着温度的变化而改变。
PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
厂家提供有PT100在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为0.385Ω/℃。
向PT100输入稳恒电流，再通过A/D转换后测PT100两端电压，即得到PT100的电阻值，进而算出当前的温度值。
采用2.55mA的电流源对PT100进行供电，然后用运算放大器LM324搭建的同相放大电路将其电压信号放大10倍后输入到AD0804中。
利用电阻变化率0.385Ω/℃的特性，计算出当前温度值。
二、元器件简介1、AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS，8位微处理器，俗称单片机。
AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。
其引脚图如图一所示。
图一AT89C51引脚图VCC: 电源GND: 地P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。
在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
P3口亦作为AT89C51特殊功能（第二功能）使用，如表一所示。
表一AT89C51引脚号第二功能RST:复位输入，晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器配置为片内振荡器时，石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
2、ADC0804ADC0804是属于连续渐进式（Successive Approximation Method）的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快（几十至几百us）、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上，其引脚图如图二所示。
图二ADC0804引脚图芯片参数：工作电压：5V，即VCC= 5V。
模拟输入电压范围：0～5V，即0≤Vin≤5V。
分辨率：8位，即分辨率为1/2=1/256，转换值介于0～255之间。
转换时间：100us（fCK=640KHz时）。
转换误差：±1LSB。
参考电压：2.5V，即Vref=2.5V。
各个管脚的作用：D0-D7：数字量输出端，输出结果为八位二进制结果；CLK：为芯片工作提供工作脉冲，时钟电路如图所示，时钟频率计算方式是：FCK=1/(1.1×R×C）CS：片选信号；WR：写信号输入端；RD：读信号输入端；INTR：转换完毕中断提供端；其他管脚连接如图，是供电和提供参考电压的管脚输入端。
3、铂热电阻PT100铂热电阻PT100，它的阻值跟温度的变化成正比。
PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
在高温下其物理、化学性质都非常稳定，因此它具有精度高、稳定性好、性能可靠的特点。
它的电阻—温度关系的线性度非常好,在-200～650℃温度范围内线性度已经非常接近直线，电阻与温度的关系：R=αT+100。
4、LM324LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。
它采用14脚双列直插塑料封装。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。
引脚图如图三所示。
图三LM324引脚图三、方案论证本次设计以AT89C51和ADC0804为核心，利用热敏电阻的热敏效应，把温度变化转换成阻值变化，进而电压变化，把转换过来的模拟电压输送给模数转换电路ADC0804，将模拟量转换成数字量，再将数字量输送给单片机，单片机进行数据处理，处理的结果是，使输出的数据给数码管，数码管能够显示当前温度。
其各个元器件的主要职能如下：铂热电阻PT100：温度传感器，将非直接测量的温度转换成可测量可用的模拟电压电压信号。
LM324：由于测温电路输出的电压信号很微小，如果直接输送给模数转换器将会造成很大的误差，LM324主要用来放大测温电路的输出电压，使其输出的电压能够进行模数转换。
ADC0804：模数转换器，将LM324输送来的模拟电压转换成数字量，并输送给单片机进行数据处理。
AT89C51单片机：对ADC0804输送过来的数字信号，进行数据处理，处理结果送给数码管，使其能够显示当前的温度。
另外，他还控制着ADC0804模数转换器的工作状态如控制着模数转换器的选通、开启、转换和完成输出等。
数码管：显示当前的温度值。
其设计思路如图四所示。
图四 设计方框图四、电路设计1、PT100测温电路铂热电阻PT100采用恒流源测量电路，其测量电路如图五所示。
图五 PT100测温电路PT100温度与电阻值的对应关系如表二所示。
温度/℃ -50 -30 -100 10 20ATC80C51 数据处理 ADC0804 模数转换电路 LM324 放大电路 数码管 显示PT100温度传感器表二PT100温度与电阻值的对应关系当温度的变化范围是-50℃-110℃，则电阻由80.31Ω变化到142.29Ω。
根据U=IR可得，则电压变化范围为0.2048v~0.3628v，电压变化为0.1580v。
2、ADC0804模数转换器的连接CS：芯片片选信号，低电平有效，高电平时芯片不工作。
RD：启动ADC0804进行ADC采样，该信号低电平有效，即信号由低电平变成高电平时，触发一次ADC转换。
WR：低电平有效，即=0时，DAC0804把转换完成的数据加载到DB口，可以通过数据端口DB0～DB7读出本次的采样结果。
INTR:转换完成输出端，输出低电平。
CLK IN和CLK R：外接RC振荡电路产生模数转换器所需的时钟信号，VREF/2：参考电压接入引脚，该引脚可外接电压也可悬空，若外接电压，则ADC的参考电压为该外界电压的两倍，如不外接，则V REF与Vcc 共用电源电压，此时ADC的参考电压即为电源电压Vcc的值。
其连接电路如图六所示。
图六ADC0804的电路连接3、AT89C51单片机的连接电路单片机作为控制中心和数据处理中心，他连接着ADC0804模数转换器和数码管显示电路，其中P0.0~P0.3分别连接四个数码管，作为数码管的选通控制端，P3的八个输出端口作为数码管的数据输入端，P2.5~P2.7四个端口连接ADC0804控制着模数转换器的选通、转换、输出等等，P1口连接着ADC0804的八位输出端口。
其他端口的功能：RST:复位输入，晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器配置为片内振荡器时，石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
其连接电路如图七所示。
图七ATC89C51的连接电路五、PROTEUS设计1、创建新工程双击Proteus 8 Professional图标，点击File(文件)中New Project项，新建一个工程项目,在Name项输入项目名，在Path项中选择保存路径，点击New project,再点击Next设置完成，如图八所示。