数字式温度计设计

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数字式温度计设计完整版新

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数字式温度计设计一、引言意大利科学家伽利略在1592年差一点儿发明了温度计。

他制作了一个称为“验温计”的仪器。

其中有一根开口的管子伸到一只盛水的容器中,管内水的水平面随室内温度而变化。

糟糕的是当空气压力变化时,水平面也随之改变。

17世纪初,意大利托斯卡纳的公爵斐迪南二世对伽利略的仪器着了迷,并且还用它来做实验。

1644年,他将该装置密封以隔绝周围的空气,从而排除了空气压力的影响。

但是,这第一支温度计与我们如今所知道的那些温度计相仿,是水银温度计。

在18世纪初,它由出生于波兰仪器制造者D.G.华伦海特加以改进和完善。

这类温度计的工作原理是物质受热后膨胀。

温度计由一根底部为一个球体的狭窄玻璃管组成,球体中灌满了诸如水银之类的液体。

当温度上升时,液体就膨胀,并且朝管子上方推移。

人们根据管子上或管子旁的标记可以读出温度数。

华伦海特还采用了一种以他的名字命名的温度测定标度。

华伦海特标度过去曾经广泛使用,但如今由瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯在1742年开发的摄氏标度,或称百分标度,却更受人们的喜爱。

1867年,托马斯·阿巴特医生第一次运用水银温度计,给前来就诊的病人测量体温。

现在,液体温度计已经广泛的应用与各个方面了。

但是随着人们对测量要求的不断提高,液体温度计已经不能满足人们的需求了。

这也就引出了课题。

温度测量的原理主要是:将随温度变化而变化的物理参数,如膨胀、电阻、电容、热电动势、磁性、频率、光学特性等通过温度传感器转变成电的或其他信号,传给处理电路。

,最后转换成温度数值显示出来。

数字式温度计以热敏电阻作感温元件,采用电压-频率变换电路克服热敏电阻的非线性缺点;通过调节电路中两只微调电容可替换不同参数的热敏电阻;利用自平衡电桥消除了远距离测温时连接热敏电阻的传输线的影响;采用BGD进位制计数显示电路使结构简单可靠.因此,数字式温度计是一种具有读数直观、反映被测温度时间短,测温范围宽和精度高等特点,并能进行远距离测温和控温的新型的数字式温度计。

(数电)数字温度计的设计

(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。

数字温度计的设计

数字温度计的设计

数字温度计的设计一、课程设计目的:通过《电子系统设计》课程设计,使掌握现代电子系统设计的方法和计原则以及使用Protel软件进行原理图和PCB板图设计的方法。

进一步加深对电子系统设计和应用的理解。

二、课程设计的内容及要求1)数字温度计的设计内容:①数字式温度计测温范围在-55~125℃,误差在±0.5℃以内。

②显示部分可以采用LED数码管直读显示(四连排LED数码管)。

③可以用键盘(至少4个)设置温度的上/下限,当温度不在范围内时,启动报警装置。

④发声器件为8Ω、0.25W动圈式扬声器;2)课程设计要求:1)独立设计原理图及相应的硬件电路。

2)独立焊接电路板并对电路板调试。

3)针对选择的设计题目,设计系统软件。

软件要做到:操作方便,实用性强,稳定可靠。

4)设计说明书格式规范,层次合理,重点突出。

并附上设计原理图、电路板图及相应的源程序。

三、总体设计方案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AT89S52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LED数码管显示出来。

本系统具有电路简洁,性能可靠等特点,易于实现。

图3-1 数字温度计设计总体的原理图3.1 温度的检测每次测温由单片机向测温传感器发出特定脉冲,测温传感器能够检测到脉冲并做相应的工作。

传感器将模拟温度信号经过采集,数字处理,放大后输出。

DS18B20使用一个单线接口发送或接受信息,因此在单片机和DS18B20之间只需要一条线链接,用于读写和温度转换的电源可以从数据线获得,无需外接电源。

3.2 数字信号的处理送入单片机内部的数字信号经过单片机的处理,将数据用LED 数码管显示出来。

其处理过程主要由单片机能存储的程序进行控制。

数字温度计设计.doc

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引言 (1)第一章系统总体方案及硬件设计 (2)1.1设计方案选择 (2)1.2系统基本组成 (2)1.3 原理图 (3)1.4模块简介 (3)1.4.1 主控制器 (4)1.4.2 显示电路 (4)1.4.3温度传感器 (4)1.4.4报警温度调整按键 (5)第二章软件设计 (6)2.1主程序流程图 (6)2.2读出温度子程序 (7)2.3温度转换命令子程序 (7)2.4 计算温度子程序 (8)2.5 显示数据刷新子程序 (8)第三章电路仿真 (9)第四章电路板制作过程 (10)4.1 原理图编辑 (10)4.2 PCB制作 (11)第五章心得体会 (12)附录一 (13)参考文献 (21)温度是工农业生产中最常见的工艺参数之一,与产品质量、生产效率、安全生产等密切相关,因此在生产过程中常需对温度进行检测和监控。

相比于传统的液体温度计,数字温度计具有读数直观,测量时间短等特点,其应用十分广泛。

常用于温度测量的传感器有金属热电阻、热敏电阻、热电偶等。

动手操作硬件进行要受到各种条件的约束。

而用软件对实验进行模拟则不仅没有时间、地点的限制,还使实验更加方便快捷,减少了硬件操作中一些偶然因素的影响。

本次课程设计重点在加深对单片机知识的认识,用Protues软件进行模拟实验,可以得到比硬件操作更加快速和准确的实验结果,修改设计方案更便捷。

Protues软件是实验很好的辅助工具,使我们充分理解理论知识而不会受到硬件的限制。

将Keil软件与Protues软件联调使用,可以在计算机上模拟实现单片机所有硬件的功能,有助于我们对单片机知识的理解。

做本课题的所用到的知识是我们学过的模拟电子电路以及数字逻辑电路等,当然还用到了刚刚学过不久的单片机知识。

本次课设是把理论和实践结合起来,这不但可以锻炼自己的动手能力,而且还可以加深对数字逻辑电路和模拟电子电路的学习和理解。

同时也激起了我学好单片机的斗志。

第一章系统总体方案及硬件设计1.1设计方案选择方案一由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,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。

数字温度计的设计4

数字温度计的设计4

一、总体设计思想1.基本原理传统的测量方法,大都使用那些利用固、液体的热膨胀原理而制造的传统温度计,它们都具有一定的局限性,特别是在深度和远距离测温场合中,其不足表现的更为突出。

本文所述的电子温度计完全克服了传统温度计的缺点,它是使用温度传感器将温度信号转化为电信号,然后进行温度指示的。

数字温度计一般由温度传感器、放大电路、模数转换、译码显示等几个部分组成。

温度传感器A/D变换器放大电路译码器显示器图1数字温度计(1)温度传感器温度是最普通最基本的物理量,用电测法测量温度时,首先要通过温度传感器将温度转换成电量,温度传感器有热膨胀式(双金属元件和水银柱开关),温差电势效应电压式(热电偶),电阻效应式电阻温度计(有铂、镍及镍铁合金和热敏电阻)。

半导体感受式(测温电阻、二极管和集成电路器件)。

(2)温度检测电路温度检测电路是将温度信号转化为电流信号,再转化为相应的电压信号以便测量。

(3)A/D转换及显示电路A/D转换主要的任务是对模拟电信号进行分析,将其信号转换成数码显示出来,可能的话还可以对信号进行分析预处理。

这里也主要是采用MC14433芯片,采用这个芯片可以大大减少A/D转换及译码电路,因为它本身输出就是BCD码,而且是按十进制位串行输出的,同时它还包含了时序电路即用来串行输出用扫描显示用的电路及超过适用范围时发出提示信号,极大简化了电路,从而提高了电路的稳定性及减少功耗。

(4)温度的数字显示运算放大器输出电压需经A/D变换、译码器送至数码管显示。

应注意显示的温度数值与电压之间的换算关系。

2.系统框图主控制器LE D 显示温度传感器复位电路位时钟振荡报警点按键图2 总体设计方框图二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路原理图图5 总体电路2、模块设计和相应模块程序(1).温度传感器为了提高精度,扩大测量范围,在A/D转换前还要将信号加以放大并进行零点迁移,因而一个高稳定性的、高精度的放大电路是必须的。

数字温度计设计课程设计范本

数字温度计设计课程设计范本

数字温度计设计课程设计范本
设计题目:数字温度计设计
设计目的:通过设计数字温度计,学习数字电路设计基础知识,掌握数字温度计的设计方法和实现过程。

设计要求:
1.温度测量范围:-40℃ ~ 120℃;
2.温度分辨率:0.1℃;
3.显示方式:7段LED数码管显示,至少显示4位数字,其中小
数点占据一位;
4.温度传感器:使用DS18B20数字温度传感器;
5.显示方式:采用共阴极数码管,使用74HC595锁存器进行驱动,
使用AT89C51单片机进行控制;
6.设计过程:包括硬件设计和软件设计两个部分,其中硬件设计
包括电路原理图设计和PCB板设计,软件设计包括单片机程序
设计和烧录。

设计步骤:
1.硬件设计
1)根据DS18B20数字温度传感器的特性,设计传感器电路,包括电源电路和传感器接口电路。

2)根据温度范围和分辨率要求,设计ADC电路,将传感器输出的模拟信号转换为数字信号。

3)设计数码管驱动电路,使用74HC595锁存器进行驱动。

4)设计单片机接口电路,将数字信号传输到单片机,实现温度数据的处理和显示。

5)根据硬件设计结果,绘制电路原理图和PCB板图。

2.软件设计
1)根据硬件设计结果,编写单片机程序,实现温度数据的读取、处理和显示。

2)使用Keil C51软件进行编程和调试。

3)将程序烧录到单片机中。

4)进行系统测试和调试,确保数字温度计的正常工作。

设计结果:
1.电路原理图和PCB板图。

2.单片机程序。

3.数字温度计实物。

数字温度计设计方案

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。

新型数字温度计课程设计

新型数字温度计课程设计

新型数字温度计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解新型数字温度计的工作原理与构造,掌握其使用方法。

2. 学生能描述温度的物理意义,并运用温度单位进行换算。

3. 学生了解新型数字温度计与传统温度计的区别及各自的优势。

技能目标:1. 学生能够正确使用新型数字温度计进行温度测量,并准确读取数据。

2. 学生通过实验操作,培养动手能力和观察分析能力。

3. 学生能够运用所学知识解决实际生活中的温度测量问题。

情感态度价值观目标:1. 学生对物理学产生兴趣,认识到物理知识与日常生活的紧密联系。

2. 学生在实验中培养合作意识,学会分享与交流,增强团队协作能力。

3. 学生在探索新型数字温度计的过程中,培养创新意识和科学探究精神。

本课程针对初中生设计,结合学生好奇心强、动手能力逐步提高的特点,注重理论知识与实践操作的相结合。

通过学习新型数字温度计的知识,使学生能够更好地理解物理学科,提高科学素养,同时培养其解决实际问题的能力。

教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探索,激发学生的学习兴趣和积极性。

课程目标的设定旨在让学生在学习过程中获得具体、可衡量的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 新型数字温度计的原理与构造- 温度测量的基本概念- 数字温度计的工作原理- 新型数字温度计的构造及功能特点2. 温度单位与换算- 摄氏度、华氏度等温度单位- 温度单位之间的换算方法3. 新型数字温度计的使用方法- 新型数字温度计的操作步骤- 正确读取温度数据的方法- 注意事项及安全操作规范4. 实践操作与数据分析- 实验室温度测量实践- 数据记录与处理- 分析新型数字温度计与传统温度计的优缺点5. 温度测量在生活中的应用- 生活中常见的温度测量场景- 新型数字温度计在实际应用中的优势教学内容依据课程目标,紧密结合教材,按照以下进度安排:第一课时:新型数字温度计的原理与构造,温度单位与换算第二课时:新型数字温度计的使用方法,实践操作与数据分析第三课时:温度测量在生活中的应用,总结讨论教学内容注重科学性和系统性,结合实验操作,使学生在实践中掌握新型数字温度计的相关知识,提高学生的实际操作能力。

数字温度计方案设计

数字温度计方案设计

数字温度计设计方案方案设计;设计要求LED数码管能够正常显示测试的温度。

误差;±0.5℃。

范围:-30℃~120℃。

LED数码管直读显示,当温度为“负”,则显示负号。

所用材料温度传感器DS18B20一个,AT89C52一个,四位共阳极数码管1个,电阻电容及导线若干。

方案确定;方案一:采用热敏电阻,可满足40 摄氏度至90 摄氏度测量范围,但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差,对于检测小于1 摄氏度的信号是不适用的。

方案二:采用温度传感器DS18B20。

DS18B20可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围,且DS18B20测量精度高,增值量为0.5摄氏度,在一秒内把温度转化成数字,测得的温度值的存储在两个八位的RAM中,单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度,使用方便。

基于DS18b20的以上优点,我们决定选取DS18b20来测量温度。

测量原理图如下;工作原理:利用单片机STC89C52单片机作为本系统的中控模块。

单片机可把由DS18B20读来的数据利用软件来进行处理,从而把数据传输到LED数码管显示模块中,实现温度的显示。

单片机模型图如下;温度测量传感器采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器,测温范围为-55℃~125℃,精度;±0.5℃。

可编程为9位~12位A/D转换精度,分辨率9~12Bbit测温分辨率达到0.0625℃,工作电源。

3~5v; 采用寄生电源工作方式,CPU只需一根口线便能与DS18B20通信,占用CPU口线少,可节省大量引线和逻辑电路.DS18B20传感器模型图如下。

LEDL温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它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。

2.3.1 DS18B20的性能特点如下:●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;●无须外部器件;●可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;●零待机功耗;●温度以9或12位数字;●用户可定义报警设置;●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;●负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;(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。

数字式温度计的设计

数字式温度计的设计

DEL1000: DEL100: DEL10: DEL1:
MAIN:


RDTMP:
CLR RS0 MOV 44H, #80H MOV 45H, #90H MOV 46H, #0a0H MOV 47H, #0b0H CLR RS0
;读温度

LL:


CLR RS1 LCALL RESET MOV A, #0CCH LCALL WRITE MOV A, #44H LCALL WRITE MOV R7, #0FFH LCALL T0_SEV DJNZ: R7,LL LCALL RESET MOV A, #0BEH LCALL WRITE LCALL READ MOV A,3DH MOV 32H,A LCAL L READ MOV A,3DH MOV 33H,A MOV 20H,A ANL 33H, #0F0H ANL 32H, #0F0H CLR A ADD A,32H ADD A,33H

RE3:



DJNZ R5,RE3 DJNZ R6,RE1 MOV 3DH,A SETB P3.7 RET
MOV 50H,#08H ; 延时1000ms子程序 MOV 51H, #0FAH MOV 52H, #0FA DJNZ 52 ,DEL1 DJNZ 51,DEL10 DJNZ 50,DEL100 RET MOV SP, #60H ;主程序 MOV 30H, #29H MOV 31H, #00H CLR RS1
;调用复位子程序 ;写跳过ROM命令 ;启动温度转换 ;调用写一个字节子程序
;读温度 ;温度值 存储在32H、33H单元

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(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。

数字温度计课程设计最新

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。

数字温度计课程设计

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。

数字温度计详细设计

数字温度计详细设计

目录摘要 (3)第一章绪论.........................................................................................................................................第二章方案设计与论证. (4)2.1总体设计方案 (4)2.2系统主要模块方案论证与比较 (4)2.2.1控制模块的选用 (4)2.2.2温度测量模块选用 (5)第三章硬件设计 (6)3.1单片机主控模块 (6)3.2温度检测模块 (7)3.2.1DS18B20的引脚功能 (7)3.2.2DS18B20硬件电路设计 (8)3.3锁存模块 (8)3.4 显示模块 (9)3.5 指示灯模块 (9)第4章系统软件设计 (10)4.1系统流程图 (10)4.1.1系统主程序设计 (10)4.1.2读出温度子程序 (11)4.1.3延时子程序 (11)4.1.4 显示数据子程序 (12)4.1.5系统初始化程序 (12)4.1.6 温度转换段码子程序 (13)4.1.7计算温度子程序 (14)第五章系统测试 (16)结论及器件总结 (18)摘要本设计以AT89C51单片机为核心,以温度传感器DS18B20、边沿D触发器7474、移位寄存器74LS164和3位共阴极LED数码管为主体设计了一款简易数字式温度计。

它可以通过控制锁存键来锁存当前温度值,具有读数方便的特点。

系统采用LED数码管作为显示器,软件程序采用均采用C语言编写,便于移植与升级。

报告详细介绍了整个系统的硬件组成结构、工作原理和系统的软件程序设计。

关键词温度计;AT89C51;传感器;DS18B20第一章方案设计与论证2.1总体设计方案根据题目设计要求,本设计控制单元采用单片机AT89C51,温度传感器采用DS18B20,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

数字温度计设计课程设计

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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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: LSB
MSB 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。

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。

3.DS18B20控制方法
DS18B20有六条控制命令,如表所示:
4.DS18B20的通信协议
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。

a)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。

b)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。

c)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。

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。

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。

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。

图6 主程序流程图
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。


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。

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。

图8 温度转换命令子程序流程图
图9 计算温度子程序流程图
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位。

程序流程图如图10所示。

图10 显示数据刷新子程序流程图。

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