数字温度计的设计与仿真
基于AT89C52的数字温度计设计与仿真
基于AＴ89C５2的数字温度计设计与仿真谭亚平(吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首４16000）摘要温度采集显示及报警系统是一个应用于需要对温度进行精准控制报警的系统,实现了对温度进行精准采集显示和越限声光报警的功能。
以方便系统使用者能够更好的了解当前温度安全状况，使相应地区场所的安全得到保证。
本系统以AT8９Ｃ5２单片机为微控制器,采用数字温度传感器DＳ１8B20作为测温元件,温度传感器ＤS18B2０采集温度信号送给单片机处理，单片机再把处理后的温度数据送到LEＤ上显示出来。
能够实现快速、准确的测温功能和越限声光报警功能。
本论文完成了系统硬件电路的设计，给出了软件流程框图，编写了相关的软件程序，并记录了仿真与实现的过程。
关键词:温度报警;单片机（AＴ８9C52)；数字温度传感器(ＤS18B20);Keil C51Ｄigiｔal Thermometer Dｅsign anｄSｉmulaｔion Bａsｅｄon AT89Ｃ５２TａnYaPing(Colｌege oｆPhysics Scｉenｃe ａnｄInformaｔiｏn Enginｅeriｎg，Jishou Ｕnivｅrsiｔy,Jishoｕ,Ｈunan 416０00）AbstｒａｃtTｈe teｍperature acqｕisitｉoｎdiｓplay aｎd aｌarm ｓyｓｔｅm is used a ｎeeｄfor precisｅｔemperaｔuｒe coｎｔrol ｏf the alarm sｙsteｍto achieve accurａte tempeｒature acquisｉtion oｆthｅｍoｒe ｌimited ｄisｐｌay anｄｓounｄanｄligｈt alａrｍｆｕnction. With conｖeｎｉｅｎt system u ｓerｓtｏbetter undeｒｓｔand the ｃurrent temperatuｒe secuｒｉty siｔuａtｉon,ｉt mａke ｃorｒesponding regionaｌsｉtｅs safｅｔy guarａnteeｄ.Ｔhe systeｍusｅs AT89C５２-SCM as ＭｉｃroprogrａmmｅｄContrｏl Unitａnd adoｐts diｇiｔal teｍperａtｕre sensoｒＤS１8B2０as ｔhｅteｍｐeraturｅｃompｏneｎt. The tｅｍpeｒaｔurｅsｅｎsor DＳ18B２0 ｃollects ｔeｍpeｒature ｓigｎals ａｎd sends tｈem to SＣM fｏr dealing wｉth, ｔheｎＳCM trａnsfers tｈe ｐｒoｃesｓed teｍｐeraｔure dataｔo ＬED fｏr dispalｙiｎgwhich can reａlize thｅfａｓt ａnｄaｃｃuｒate ｔeｍｐeratｕrｅmｅasｕreｍe ｎt ｆuｎctioｎand tｈe morｅlｉmiteｄsound and lighｔalarmｆuｎctｉon．Thｉs thｅsｉs ｈas comｐleted the dｅｓign of tｈeｓystem ｈardware，pr ｏciｄed the sｏｆtware flow ｄiａgrａm,compiled ｔhe relａtｅｄsoftｗare pｒogram,and recordeｄthｅsiｍuｌaｔion aｎｄrealizatｉon ｐrocess.Keｙwｏrds:Ｔｅmｐerａtuｒe Aｌarm; Single-Chip microcomｐuter（ＡT89C52）;d ｉgｉｔal tｅmperaｔure sensors aｐplications DS18Ｂ20; Keil C51．目录第一章绪论ﻩ错误!未定义书签。
基于AT89C52的数字温度计设计与仿真
基于AＴ89C５2的数字温度计设计与仿真谭亚平(吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首４16000）摘要温度采集显示及报警系统是一个应用于需要对温度进行精准控制报警的系统,实现了对温度进行精准采集显示和越限声光报警的功能。
以方便系统使用者能够更好的了解当前温度安全状况，使相应地区场所的安全得到保证。
本系统以AT8９Ｃ5２单片机为微控制器,采用数字温度传感器DＳ１8B20作为测温元件,温度传感器ＤS18B2０采集温度信号送给单片机处理，单片机再把处理后的温度数据送到LEＤ上显示出来。
能够实现快速、准确的测温功能和越限声光报警功能。
本论文完成了系统硬件电路的设计，给出了软件流程框图，编写了相关的软件程序，并记录了仿真与实现的过程。
关键词:温度报警;单片机（AＴ８9C52)；数字温度传感器(ＤS18B20);Keil C51Ｄigiｔal Thermometer Dｅsign anｄSｉmulaｔion Bａsｅｄon AT89Ｃ５２TａnYaPing(Colｌege oｆPhysics Scｉenｃe ａnｄInformaｔiｏn Enginｅeriｎg，Jishou Ｕnivｅrsiｔy,Jishoｕ,Ｈunan 416０00）AbstｒａｃtTｈe teｍperature acqｕisitｉoｎdiｓplay aｎd aｌarm ｓyｓｔｅm is used a ｎeeｄfor precisｅｔemperaｔuｒe coｎｔrol ｏf the alarm sｙsteｍto achieve accurａte tempeｒature acquisｉtion oｆthｅｍoｒe ｌimited ｄisｐｌay anｄｓounｄanｄligｈt alａrｍｆｕnction. With conｖeｎｉｅｎt system u ｓerｓtｏbetter undeｒｓｔand the ｃurrent temperatuｒe secuｒｉty siｔuａtｉon,ｉt mａke ｃorｒesponding regionaｌsｉtｅs safｅｔy guarａnteeｄ.Ｔhe systeｍusｅs AT89C５２-SCM as ＭｉｃroprogrａmmｅｄContrｏl Unitａnd adoｐts diｇiｔal teｍperａtｕre sensoｒＤS１8B2０as ｔhｅteｍｐeraturｅｃompｏneｎt. The tｅｍpeｒaｔurｅsｅｎsor DＳ18B２0 ｃollects ｔeｍpeｒature ｓigｎals ａｎd sends tｈem to SＣM fｏr dealing wｉth, ｔheｎＳCM trａnsfers tｈe ｐｒoｃesｓed teｍｐeraｔure dataｔo ＬED fｏr dispalｙiｎgwhich can reａlize thｅfａｓt ａnｄaｃｃuｒate ｔeｍｐeratｕrｅmｅasｕreｍe ｎt ｆuｎctioｎand tｈe morｅlｉmiteｄsound and lighｔalarmｆuｎctｉon．Thｉs thｅsｉs ｈas comｐleted the dｅｓign of tｈeｓystem ｈardware，pr ｏciｄed the sｏｆtware flow ｄiａgrａm,compiled ｔhe relａtｅｄsoftｗare pｒogram,and recordeｄthｅsiｍuｌaｔion aｎｄrealizatｉon ｐrocess.Keｙwｏrds:Ｔｅmｐerａtuｒe Aｌarm; Single-Chip microcomｐuter（ＡT89C52）;d ｉgｉｔal tｅmperaｔure sensors aｐplications DS18Ｂ20; Keil C51．目录第一章绪论ﻩ错误!未定义书签。
(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。
单片机的数字温度计设计方案附代码及仿真
单片机的数字温度计设计方案(附代码及仿真)基于STC89C52的数字温度计目录1、绪论………………………………………………………………… (3)2、方案选择2.1、主控芯片选择 (3)2.2、显示模块 (3)2.3、温度检测模块 (4)3、系统硬件设计3.1、51单片机最小系统设计 (4)3.2、电源供电电路设计 (5)3.3、LCD显示电路设计 (6)3.4、温度检测电路设计 (7)4、系统软件设计4.1、温度传感器数据读取流程图 (9)4.2、系统程序设计 (10)5、编程和仿真5.1、Keil编程软件 (1)15.2、proteus (11)5.3、仿真界面 (11)6、总结..................................................................................... .. (12)7、附录附录1、原理图………………………………………………………………………….12附录2、程序清单 (13)1、绪论在信息高速发展的21世纪，科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。
我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的一个主流，广泛地深入到研究和应用工程的各个领域。
温度和人们的生活息息相关，温度的测量也就变得很重要。
2、系统方案选择2.1 主控芯片选择方案一：STC89C52RCSTC89C52RC是采用8051核的ISP在线可编程芯片，最高工作时钟频率80MHz，片内含8KB的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，器件兼容MCS-51指令系统及8051引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在线可编程特定，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
STC89C52RC系列单片机是单时钟周期、高速、低功耗的新一代8051单片机。
仿真实验——温度计的设计(1)
仿真实验——温度计的设计(1)仿真实验——温度计的设计温度计是一种常见的仪器，在实际工作中有着重要的应用。
本文将介绍如何运用仿真实验的方法来设计一个简单的温度计。
一、概述温度计设计的核心是温度的检测和测量，该过程可以通过一个基于热敏电阻的电路来实现。
还需一个放大器来放大电压信号，以便数字化后传送给高速计数器，进行温度计数值的显示。
二、电路设计1. 热敏电阻热敏电阻是一种温度敏感的电阻，在温度变化的作用下，电阻值会发生变化。
热敏电阻的电阻值变化是一个连续的变化，与温度呈现反比例关系。
在设计中需要根据所需要的温度范围选择相应的热敏电阻。
2. 放大器热敏电阻变化的电压信号很小，需要经过一个放大器进行放大。
在本设计中可以选择非反相放大电路。
非反相放大电路的放大倍数是：放大倍数 = 1 + R2/R1其中R1是非反相输入端与接地之间的电阻，R2是反相输入端与输出端之间的电阻。
3. 高速计数器放大后的电压信号还需要数字化后传输给高速计数器，进行温度计数值的显示。
数字化可以通过采用 ADC 转换器实现。
转换后的数字信号输入到高速计数器中，可以进行显示和记录。
三、仿真过程1. 在 Multisim 中加入热敏电阻、非反相放大电路、 ADC 转换器和高速计数器。
2. 幅度控制快: 输入一个参考电压，在非反相输入端与反相输入端之间加上一个位置，将位置的电压设为参考电压。
3. 采集控制快: 输入电流为 1mA 的交流信号，通过热敏电阻，即通过 R1 来接收模拟信号。
计算交流信号的峰-峰值，得到交流信号峰-峰值的电压信号后，就可以在非反相放大电路中进行放大。
4. 安全出口: 将放大后的电压信号输入到 ADC 转换器，然后将转换后的数字信号输入到高速计数器，并记录温度计数值的变化。
4. 结论本文通过仿真实验的方法，介绍了温度计的设计过程。
该方法可以应用于实际中，具有简便、直观、快速、准确等优点。
同时，还可以通过不断优化电路参数，提高温度计的性能和稳定性，更好地满足实际应用需求。
数字温度计的设计与制作课件
3.2 温度检测电路
VCC接高电平，DQ端接单片机的 P3.4口，这里利用了P3.4口双向 I/O口作用，单片机从DS18B20 读取温度和报警温度，此时作为 输入口，当设置报警温度时单片 机向DS18B20内部存储器写入数 据，此时作为数据输出端口。DQ 与VCC之间需要一个电阻值约为 5KΩ的上拉电阻。
单
报警设备
片
机
（ADC0809)
1.2 方案二：采用数字温度芯片DS18B20
AT98C51 DS18B20
报警点温度设置
液 晶
感 器
温 度
显
主
示
控
单制 片器 机
报 警 设
备
传
二 系统器件的选择
2.1 单片机的选择
AT89S52为 ATMEL 所生 产的一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K在系统可编 程Flsah存储器。
3.3 液晶显示电路
在液晶显示电路的设计中选择具有单 向输出数据功能的P0端口向液晶显示 模块提供数据，P2.5、P2.6、P2.7口 作为控制液晶显示模块的端口，在PO 口上需要外加上拉电阻，才可以使液晶 显示模块正常显示。
3.4 报警电路设计
报警电路中使用P1.4-P1.7作为 控制按键输入端口，P1.0、P1.2 作为报警指示灯端口，P2.3作为 报警蜂鸣器端口，当它们对应的 端口为低电平时就会报警。
主要内容
一：设计方案选择 二：元器件的选择 三：设计过程 四：制作成果
一 设计方案选择
数字温度计的制作方法有很多种，最常见的有两种，一种 是利用热敏电阻测量温度的电路，另一种是利用数字温度 传感器DS18B20测量温度的电路。
1.1 方案一：采用热敏电阻
基于单片机的数字温度计设计(含程序、仿真图)
基于单片机的数字温度计设计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．能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
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。
与传统的温度计相比，这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。
选用AT89C51型单片机作为主控制器件，DSl8B20作为测温传感器通过4位共阳极LED数码管串口传送数据，实现温度显示。
通过DSl8B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在0℃~100℃最大线性偏差小于0.1℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。
另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。
2 系统硬件设计方案根据系统功能要求，构造图1所示的系统原理结构框图。
图1 系统原理结构框图2.1单片机的选择AT89C51作为温度测试系统设计的核心器件。
该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术，具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS—51的CMOS产品。
不仅结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征，而且继承和扩展了MCS —48单片机的体系结构和指令系统。
单片机小系统的电路图如图2所示。
图2 单片机小系统电路AT89C51单片机的主要特性：(1)与MCS-51 兼容，4K 字节可编程闪烁存储器；(2)灵活的在线系统编程，掉电标识和快速编程特性；(3)寿命为1000次写/擦周期，数据保留时间可10年以上；(4)全静态工作模式：0Hz-33Hz ；(5)三级程序存储器锁定；(6)128*8位内部RAM ，32可编程I/O 线；(7)两个16位定时器/计数器，6个中断源；(8)全双工串行UART 通道，低功耗的闲置和掉电模式；(9)看门狗（WDT ）及双数据指针；(9)片内振荡器和时钟电路；2.2 温度传感器介绍DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C 。
数字温度计的设计和制作实验报告
5
作R − （θ 以℃为单位）图并进行线性拟合得如下结果：
������
1
相关系数������ 2 = 0.99849； 斜率k1 = (1.040 ± 0.013) × 106 Ω℃； 截距b1 = (−105.5 ± 3.6) × 102 Ω； ∴ R = (1.040 ± 0.013) × 106 ������ + (−105.5 ± 3.6) × 102 ；
图 6：R − 关系图
������ 1 1
作R − ������ （T 以 K 为单位）图并进行线性拟合得如下结果： 相关系数������ 2 = 0.99703； 斜率������2 = (7.15 ± 0.13) × 107 ������ ∙ Ω; 截距������2 = (−2.13 ± 0.04) × 105 Ω; ∴ R = (7.15 ± 0.13) × 107 1 ������
一、 引言
利用温度传感器将对温度的测量转换为对电学量的测量是精确测温的常用方法。 热 敏电阻通常用半导体材料制成，分为负温度系数（NTC）热敏电阻和正温度系数（PTC） 热敏电阻两种。NTC 热敏电阻体积小，且其阻值随温度变化十分灵敏，因此被广泛应用 于温度测量、温度控制等 。本实验对 NTC 热敏电阻的温度特性进行了测量，并以 NTC 热敏电阻为测温元件，采用串联电路和非平衡电桥两种方法制作并校准数字体温计，实 现了一定温度范围内对温度的精确测量。
数字温度计的设计和制作
摘要：本文对负温度系数（NTC）热敏电阻的温度特性进行了研究，并以 NTC 热敏电阻 为测温元件， 采用串联电路和非平衡电桥两种方案制作量程为35℃~42℃的数字体温计， 并对其进行校准， 将温度转化为可测电学量。 制作的数字体温计电路简明， 精度较高 （误 差不超过0.1℃） ，达到了设计要求。 关键词：数字温度计、NTC 热敏电阻、温度特性
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
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。
数字温度计的设计与仿真设计
单片机原理与应用设计课程综述设计项目数字温度计任课教师班级姓名学号日期基于AT89C51的数字温度计设计与仿真摘要：随着科学技术的不断发展，温度的检测、控制应用于许多行业，数字温度计就是其中一例，它的反应速度快、操作简单，对环境要求不高，因此得到广泛的应用。
传统的温度测量大多使用热敏电阻，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路将模拟信号转换成数字信号才能由单片机进行处理。
本课题采用单片机作为主控芯片，利用DS18B20来实现测温，用LCD液晶显示器来实现温度显示。
温度测量范围为0～119℃，精确度0.1℃。
可以手动设置温度上下限报警值，当温度超出所设报警值时将发出报警鸣叫声，并显示温度值，该温度计适用于人们的日常生活和工、农业生产领域。
关键词：数字温度计；DS18B20；AT89C51；LCD1602一、绪论1.1 前言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也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求也越来越高，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入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
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,单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用。
1.2 课题的目的及意义数字温度计与传统温度计相比，具有结构简单、可靠性高、成本低、测量范围广、体积小、功耗低、显示直观等特点。
该设计使用AT89C51，DS18B20以及通用液晶显示屏1602LCD等。
通过本次设计能够更加了解数字温度计工作原理和熟悉单片机的发展与应用，巩固所学的知识，为以后工作与学习打下坚实的基础。
数字温度计主要运用在工业生产和实验研究中，如电力、化工、机械制造、粮食存储等领域。
温度是表征其对象和过程状态的重要参数之一。
比如：发电厂锅炉温度必须控制在一定的范围之内，许多化学反应必须在适当的温度下才能进行。
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。
数字温度计的设计与实现
数字温度计的设计与实现一、实验目的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、实验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：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。
数字温度计的设计与制作实验报告
数字温度计的设计与制作实验报告数字温度计的设计与制作实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计与制作数字温度计，深入理解温度测量原理及实现方式，锻炼电路设计与验证实验能力。
二、实验原理数字温度计是通过测量热敏电阻（PTC或NTC）的电阻值来计算温度的。
当温度升高时，热敏电阻的电阻值也会升高，反之亦然。
该实验利用了热敏电阻的这一特性，通过将热敏电阻串联到一定电路中，便可测量到其电阻值的变化，从而得到温度值。
此外，数字显示器可以根据电路中的控制信号对电阻值进行计算和显示，以数字形式直观显示温度。
三、实验器材与耗材器材：热敏电阻、AD转换芯片、单片机、数字显示器、蜂鸣器、键盘、面包板、杜邦线等。
耗材：焊锡、铜线、电池、电阻等。
四、实验步骤1.接线。
将热敏电阻串联到一个电路中，连接到AD转换芯片的AIN0输入端，并将AIN1连接到参考电压源。
2.编写单片机程序。
通过查询AD转换器的输出值，计算出热敏电阻的电阻值，并转换为温度值。
然后将温度值显示在数字显示器上，并输出报警信号到蜂鸣器。
3.测试验证。
使用温度计紧贴测试物体表面，观察数字显示器和蜂鸣器的反应，逐步校准温度计并记录数据。
五、实验结果实验结果表明，数字温度计的设计与制作成功，能够准确地测量环境温度，并可进行实时数字化显示和警报功能。
六、实验心得在本次实验中，我们对数字温度计的设计及制作有了更加深入的理解和认识。
了解电路原理、编写单片机程序、进行电路调试与验证等一系列实验操作，培养了我们的理论知识和实践能力，加强了我们对电路与信号处理的认识和理解。
通过实验，我们认识到数字温度计在生产生活中的重要性，为未来的实际工作奠定了扎实的基础。
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。
基于单片机的数字温度计设计与仿真
基于单片机的数字温度计设计与仿真盘桂云（吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首 416000）摘要本课题以单片机为控制核心，设计了一款数字温度计。
该系统由51单片机、DS18B20温度传感器以及1602 LCD液晶显示屏等部件组成。
系统上电后进入实时温度显示状态，此时将DS18B20中的温度值读到单片机中并将其显示在LCD液晶显示屏上。
系统可以设置上下限报警温度值，当测得结果超过设定值时进行相应的报警，提供一个接口可以将温度值传送给其它控制器或计算机，测量准确且误差小，其误差在±0.02℃。
关键词：单片机；温度采集；LCD显示；温度传感器；数字温度计；Emluater and Design of Digital Thermometer Based onMicrocomputer ControlPanguiyun(College of Physics Science and Information Engineering,JishouUniversity,Jishou,Hunan 416000)AbstractThis topic with the microcontroller as control core , and design a digital thermometer.It consists of 51 single -chip microcomputer, 18B20 temperature sensor and 1602 LCD screen display etc.After power on, the system into real-time temperature display state, then the temperature 18B20 will read in the single-chip microcomputer and displayed in the LCD screen.System can set upper temperature alarm, when the alarm measured results than the setting measured corresponding alarm, System can provide an interface which sends the temperature to other controller or computer. There is little measuring error, measuring error at ±0.02℃.Key words：Microcontroller;Temperature acquisition;LCD display;Temperatere sensor;Digital thermometer目录第一章绪论 (1)1.1 系统背景 (1)1.2 系统概述 (1)1.2.1 系统功能 (1)1.2.2 系统所用器件及其作用 (1)第二章系统总体设计2．1 系统硬件电路总体设计 (3)2．2系统软件的总体设计 (4)2．3主程序的流程设计与实现程序 (6)3.2.1 主程序的流程设计 (6)3.2.2 主程序的实现程序 (7)第三章主要器件介绍3．1 18B20温度传感器 (8)3．2 1602液晶显示器 (8)第四章系统详细设计4．1控制模块电路设计 (10)4.1.1晶振电路设计 (10)4.1.2复位电路设计 (10)4．2温度传感器模块 (11)4.2.1温度传感器模块电路设计 (11)4.2.2温度传感器模块程序设计 (12)4．3 液晶显示模块 (16)4.3.1液晶显示模块电路设计 (16)4.3.2液晶显示模块程序设计 (17)4.4 键盘输入模块 (17)4.4.1键盘输入模块电路设计 (17)4.4.2键盘输入模块程序设计 (18)4. 5报警模块 (19)4.5.1报警模块电路设计 (19)4.5.1报警模块程序设计 (20)4. 6串行输出模块 (20)第五章软件仿真与测试5.1软件的仿真分析与仿真结果 (21)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录1：系统电路图 (28)附录2：源程序清单 (29)第一章绪论1.1 系统背景在工农业生产和日常生活中，对温度的测量占据着极其重要地位。
数字温度计的设计与制作实验报告
重庆邮电大学通信与信息工程学院班级GJ011201小组成员徐睿2012210460李易晓2012210057张地根2012210114指导老师邓炳光数字温度计的设计与制作实验报告设计要求1，数字温度计设计与制作：利用之前绘制的“C51学习板”掌握的SCH和PCB图知识，绘制一个基于STC89C51的单片机系统，增加温度采集0~120度，温度显示要求3位整数+1位小数，电路原理图和PCB图2，SCH必须按照规范进行绘制。
3，系统还要求具备电源指示灯，外部使用MINI-USB进行5V供电，在满足要求的情况下，使用的元器件越少越好；温度采集可以用模拟或数字器件、显示可以用LCD或数码管。
4，PCB板要求使用底层走线，元器件在顶层。
5，PCB板上标识自己的学号、姓名。
6，PCB板大小，满足元器件布局的情况下，尽可能减少面积。
7，PCB审查正确后，进行单面板腐蚀的相关操作：热转印、腐蚀、钻孔、裁剪等。
元器件自行购买，然后焊接，调试，编写单片机程序，完成设计报告。
设计步骤一主要原器件的选择控制模块：STC89C52温度采集模块：DS18B20显示模块：8位共阴数码管二原理图的绘制1新建一个工程，在Altium Designer软件中的“File”选项中选择“New→Project→PCB project”，然后保存工程至文件夹中（文件名定义要规范）。
2纸张配置，在Design选项中单击左键，选择Document Options项，然后根据原理图的要求选择合适的配置。
3展开工程管理标签、元器件库。
4填写图纸信息。
（项目名称、图纸名称、版本、序号、作者。
）5元器件绘制。
1）创建元件库;2）.绘制元器件;3）完善元器件属性;6.修改元器件名字;7. 同一个库中增加其他元器件;8.打开原理图库管理标签。
1）元器件放置。
2）元器件摆放、连线。
（按格点对齐。
）3)修改元器件值。
4)完成图纸。
5）生成Bom表。
三PCB图绘制1）封装设计。
数字温度计设计毕业设计(两篇)
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。
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参考文献（ Re 传感器与检测技术［M］． 北京： 北京航空航天大学出 版社，2009．
［2］ 李朝青． 单片机原理及接口技术［M］． 北京： 北京航空航天大 学出版社，1998．
［3］ 李广弟． 单片机基础［M］． 北京： 北京航空航天大学出版社， 1994．
5 系统仿真
进入 Proteus 仿真环境完成原理图的绘制后，鼠 标右击控制器 ATmega32，将程序“烧录”至单片机 中。利用 Proteus 仿真环境中所提供的示波器与串 口观测器来进行观测，在电压部分的 A、B、C、D 处 引出四个测量点，通过示波器观察电源电路部分的 工作状态。并将串口观测器的 RXD 端连接单片机 的 TXD 端，TXD 端连接单片机的 RXD 端。左侧的 DS18B20 方框内数值代表外界温度。仿真时通过调 节 DS18B20 方框内部的数值，观测到右侧数码管显 示数值与方框内部数值完全相符，而且串口数据内 容也发生改变，系统整体工作正常［9］。
高鹏飞，等： 数字温度计的设计与仿真
191
通讯部分采用 RS232 通讯接口实现与上位机的串 口通信，方便用户的管理与控制［6］。
2． 2 系统框图与工作原理
系统方案如图 1 所示。多个数字式温度传感器 DS18B20 多点分布式测量［7］，将采集到的温度数据 通过单总线传送给控制器 Atmega32，在传输过程中 采取 CRC 校验方式。控制器经过数据处理通过 SPI 总线传递显示信息，经数码管驱动芯片 MAX7219 点 亮数码管，实时显示温度数值，同时将各个传感器的 数据通过串口传送位机［8］。
应用，2000（ 1） ： 58－59．
收稿日期：2011 －10 －25 修改日期：2011 －12 －27 作者简介：高鹏飞（ 1987－） ，男，天津理工大学中环信息学院
自动 化 工 程 系 2006 级 自 动 化 专 业 1 班 学 生，本科。
4 软件设计
本次设计采用模块化的程序设计思想，将各个 功能模块所调用的函数以库的形式给出，利用 C 语 言完成软件部分的设计开发。软件部分的主要架构 如下：
MAIN． C： 主函数控制模块，主要负责系统的控 制与管理。当系统启动后通过调用 DS18B20． H 接 口函数读取传感器的数量、传感器件类型、传感器内 部 ROM 编码、传感器供电方式与温度数据这些信 息，并将其传递给上位机，同时通过调用数码管驱动 接口函数点亮数码管。DS18B20． H： DS18B20 控制 库文件，提供传感器 DS18B20 控制接口函数。
ISSN1672 －4305 CN12－1352 / N
实验室科学 LABORATORY SCIENCE
第 15 卷 第 2 期 2012 年 4 月 Vol. 15 No. 2 Apr. 2012
数字温度计的设计与仿真
高鹏飞，李双喜
（ 天津理工大学 中环信息学院，天津 300380）
摘 要： 设计并仿真了一款基于单总线技术的数字温度计。核心部件为 AVR 单片机 ATmega32，主要控制在 单总线上所连接的 温 度 传 感 器 件 以 及 与 主 机 的 通 信 等 功 能。 温 度 采 集 部 分 采 用 达 拉 斯 半 导 体 公 司 生 产 的 DS18B20 进行多点分布式测量，另加入 RS232 接口用以进行上位机通讯。在 Labcenter 公司开发的 EDA 软件 Proteus 仿真环境下进行了仿真验证，仿真结果证明该系统工作稳定、可靠。 关键词： 单总线； 数字温度计； 单片机； Proteus 中图分类号：TH811 文献标识码：B doi：10． 3969 / j． issn． 1672－4305． 2012． 02． 059
2 总体设计
2． 1 方案设计 系统方案分为供电电源，温度测量，控制器，温
度显示和上位机通讯接口五部分。 （ 1） 供电电源： 用常用 220V 交流电经过变压、
整流、稳压后得到控制器所需要的 5V 电源。（ 2） 温 度测量： 传感器是整个系统中最重要的部分，它的精 度灵敏度基本决定了温度检测系统的精度、测量范 围等。本次设计选用数字式温度传感器 DS18B20。 该传感器具有独特的单总线接口，与主机通讯时只 需一根信号线，全数字信号输出且无需外部器件，因 而十分适用于现代工业现场。（ 3） 控制器： 控制器 是整个检测系统的核心，与传统的温度计相比，由于 电子式温度计具有数字通信接口，并且系统的抗干 扰能力、实用性有了较大的提高。处于性价比方面 的考虑，本设计选用 Atmel 公司的 8 位高性能、低功 耗的单片机 Atmega32［2－4］。（ 4） 温度显示： 采用 8 位 8 段数码管显示每个传感器所采集到的温度，第一 位显 示 正 负，第 二、三、四 位 显 示 整 数，剩 余 显 示 小 数。因数码管控制引脚较多、为易于扩展，加入数码 管驱动芯片 MAX7219［5］。（ 5） 上位机通讯： 上位机
Abstract： We design a digital thermometer based on 1－wire technology． The core of the system is the AVR MCU，ATmega32，which controls the sensors and communicates with PC． The DS18B20 manufactured by Dallas Semiconductor is used in the part of distributed temperature measurement． RS232 interface is also used in this system in order to communicate with epigyny computer． The system is simulated in the Proteus VSM，which developed by Labcenter company． The stability of this system has been proved by the result of simulation． Key words： 1－wire； digital thermometer； MCU； proteus
［4］ 余永 权． 单片 机 原 理 及应用［M］． 北 京： 电 子 工 业 出 版 社， 1997．
［5］ 曲喜贵． 电子元件材料手册［ M］． 北京： 电子工业出版社， 1989．
［6］ 廖常初． 现场总线概述［J］． 电工技术，1999（ 6） ： 1－5． ［7］ 周月霞，孙传友． DS18B20 硬件连接及软件编程［J］． 传感器
1 需求分析
温度是一个重要的物理参数，许多重要的物理、 化学过程都要求在一定的温度条件下才能正常进 行，因此温度的测量方法和测量仪表在实际的生产 过程中十分必要［1］。
现代工业现场工作条件恶劣、电磁干扰严重，对 现场温度检测提出了较为苛刻的要求，概括来说，系 统功能要求如下：
（ 1） 尽量减少现场接线数量。 （ 2） 具有较高的可靠性、抗干扰性。 （ 3） 能够同时采集并显示多点温度。 （ 4） 具备足够的测量精度和测量范围。 （ 5） 易于安装、使用及维护。 （ 6） 在满足上述条件的基础上尽量减少成本开销。
世界，2001（ 12） ： 25－ 29． ［8］ 周云波． 由 DS18B20 单线数字温度计构成的单线多点温度测
量系统［J］． 电子技术应用，1996（ 10） ： 59，63． ［9］ 李学礼． 基于 Proteus 的 8051 单片机实例教程［M］． 北京： 电
子工业出版社，2008． ［10］ 贾振国． DS1820 及其高精度温度测量的实现［J］． 电子技术
6 结束语
图 1 系统框图
采用单总线技术设计的数字温度计与传统的仪 器相比，具有成本低廉、安装维护方便、系统工作稳 定、抗干扰能力强等优点。本次设计的温度测量系 统 的 测 量 温 度 范 围 为 － 55℃ ～ 125℃ ，精 度 0. 0 625℃［10］，能够满足日常生产需要。系统软硬 件已通过 EDA 仿真软件 Proteus 仿真验证，工作稳 定可靠。
Design and simulation of digital thermometer
GAO Peng－fei，LI Shuang－xi
（ College of Zhonghuan Information，Tianjin University of Technology，Tianjin 300380，China）
3 硬件设计
温度显示部分采用了 SPI 总线架构，新扩展的 MAX7219 只需将 CLK，LOAD 引脚接到 SPI 总线上， DIN 引脚连接到上一片 MAX7219 的 DOUT 引脚。
上位机为通用 PC 机，串口是 RS232 电平，而单 片机的串口是 TTL 电平，两者之间必须有一个电平 转换电路，为此采用了专用芯片 MAX232 进行转换， RS232 采用三线制连接。