课程设计温度采集系统
基于DS18B20的温度采集显示系统的设计
目录1.引言 (1)1.1绪论 (1)1.2课程设计任务书 (1)2.设计方案 (3)3.硬件设计方案 (3)3.1最小系统地设计 (3)3.2LED发光报警电路 (5)3.3DS18B20地简介及在本次设计中地应用 (5)3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列 (5)3.3.2 DS18B20地工作原理 (6)3.3.3 DS18B20地主要特性 (7)3.3.4 DS18B20地测温流程 (8)3.3.5 DS18B20与单片机地连接 (8)3.4报警温度地设置 (8)3.5数码管显示 (9)3.5.1数码管工作原理 (9)3.5.2数码管显示电路 (10)3.6硬件电路总体设计 (11)4.软件设计方案 (12)4.1主程序介绍 (12)4.1.1主程序流程图 (12)4.1.2主流程地C语言程序 (13)4.2部分子程序 (17)4.2.1 DS18B20复位子程序 (17)4.2.2 写DS18B20命令子程序 (18)4.2.3读温度子程序 (20)4.2.4计算温度子程序 (22)4.2.5显示扫描过程子程序 (23)5.基于DS18B20地温度采集显示系统地调试 (25)6.收获和体会 (27)7.参考文献 (27)1.引言1.1绪论随着科学技术地发展，温度地实时显示系统应用越来越广泛，比如空调遥控器上当前室温地显示，热水器温度地显示等等，同时温度地控制在各个领域也都有积极地意义.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.本文介绍了基于DS18B20地温度实时采集与显示系统地设计与实现.设计中选取单片机AT89C51作为系统控制中心，数字温度传感器DS18B20作为单片机外部信号源，实现温度地实时采集.并且用精度较好地数码管作为温度地实时显示模块.利用单片机程序来完成对DS18B20与AT89C51地控制，最终实现温度地实时采集与显示.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.1.2课程设计任务书《微机原理与接口技术》课程设计任务书(二)题目：基于DS18B20地温度采集显示系统地设计一、课程设计任务传统地温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点.但由于其输出地是模拟量，而现在地智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂.硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵.新兴地IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后地数字量，可以在保证测量精度地情况下，大大简化系统软硬件设计.这种传感器地测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度地测量.DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量.本课题要求设计一基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块.所设计地系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集地温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值.二、课程设计目地通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机地接口及DS18B20地编程；2）矩阵式键盘地设计与编程；3）经单片机为核心地系统地实际调试技巧.从而提高学生对微机实时控制系统地设计和调试能力.三、课程设计要求1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集地温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警）2、能实时显示温度值，要求保留一位小数；四、课程设计内容1、人机“界面”设计；2、单片机端口及外设地设计；3、硬件电路原理图、软件清单.五、课程设计报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案（3）针对人机对话“界面”要有操作使用说明，以便用户能够正确使用本产品；（4）硬件原理图，以便厂家生成产（可手画也可用protel软件）；（5）程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序地名称及其功能）；（6）调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%.2.设计方案本次地课题设计要求是基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块和键盘输入模块及报警模块.其中温度采集模块所选用地是DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用地四位八段共阴极数码管进行温度地实时显示，键盘输入模块采用地是按钮进行温度地设置，报警模块用地是LED灯光报警.具体方案见图2-1.图2-1 总体设计方案3.硬件设计方案3.1最小系统地设计本次设计单片机采用地是AT89C51系列地，它由一个8位中央处理器(CPU)，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，一个串行I/O口及中断系统等部分组成.其结构如图3-1所示：图3-1 AT89C51系列单片机引脚排列图3-2 单片机最小系统接线图图3-2为单片机最小系统地接线图，其中C1、C2均选用20PF 地，晶振X1用地是11.0592MHZXTAL1XTAL2 RST EA地.晶振电路中外接电容C1，C2地作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率地作用，一般选用10~30pF地瓷片电容.并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好.晶振地取值范围一般为0~24MHz，常用地晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等.晶振地振荡频率直接影响单片机地处理速度，频率越大处理速度越快.图3-2中C3，R1及按键构成了最小系统中地复位电路，本次设计选择地是手动按钮复位，手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平.一般采用地办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮.当人为按下按钮时，则Vcc地+5V电平就会直接加到RST端.由于人地动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位地时间要求.在单片机最小系统中还要将EA地非接高电平，如图3-2也有体现出来.3.2 LED发光报警电路P1.7图3-3 LED发光报警电路图3-3为LED报警电路地接法，其中一根线接单片机地8号P1.7口，另外一根接地.当温度超过预设温度值时LED灯被接通发光报警.3.3 DS18B20地简介及在本次设计中地应用3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列DS18B20地管脚排列如图3-4所示：DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）图3-4 DS18B20地引脚排列及封装3.3.2 DS18B20地工作原理DS18B20地读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到地温度值地位数因分辨率不同而不同，且温度转换时地延时时间由2s减为750ms. DS18B20测温原理如图3-5所示.图中低温度系数晶振地振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率地脉冲信号送给计数器1.高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生地信号作为计数器2地脉冲输入.计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应地一个基数值.计数器1对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行减法计数，当计数器1地预置值减到0时，温度寄存器地值将加1，计数器1地预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值地累加，此时温度寄存器中地数值即为所测温度.图中地斜率累加器用于补偿和修正测温过程中地非线性，其输出用于修正计数器1地预置值.图3-5 DS18B20测温原理图3.3.3 DS18B20地主要特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；（2）独特地单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20地双向通讯；（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一地三线上，实现组网多点测温；（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管地集成电路内；（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；（6）可编程地分辨率为9～12位，对应地可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；（8）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强地抗干扰纠错能力；（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作.3.3.4 DS18B20地测温流程图3-6 DS18B20地测温流程图3.3.5 DS18B20与单片机地连接图3-7 DS18B20与单片机地连接电路图如上图为DS18B20温度传感器与单片机之间地接法，其中2号接单片机地17号P3.7接口.DS18B20通过P3.7口将采集到地温度实时送入单片机中.3.4 报警温度地设置P2.5 P2.6 P2.7P3.7图3-8 报警温度地设置电路图3-8为报警温度地设置电路，其中K1，K2，K3分别接到单片机地P2.5,P2.6,P2.7口.其中K1用于报警温度设定开关，K2用于报警温度地设置时候地加温度（每次加一），K3用于报警温度地设置时地减温度（每次减一）.实现了报警温度地手动设置.3.5 数码管显示3.5.1数码管工作原理图3-9 数码管地引脚排列及结构图3-9为数码管地外形及引脚排列和两种接法（共阴极和共阳极）地结构图.共阳极数码管地8个发光二极管地阳极（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.当某段驱动电路地输出端为低电平时，则该端所连接地字段导通并点亮.根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能吸收额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.共阴极数码管地8个发光二极管地阴极（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.当某段驱动电路地输出端为高电平时，则该端所连接地字段导通并点亮，根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能提供额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.要使数码管显示出相应地数字或字符，必须使段数据口输出相应地字形编码.字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推.如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮.如要显示“0”，共阳极数码管地字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管地字型编码应为：00111111B（即3FH）.依此类推，可求得数码管字形编码如表3-5所示.表3-5数码管字符表显示地具体实施是通过编程将需要显示地字型码存放在程序存储器地固定区域中，构成显示字型码表.当要显示某字符时，通过查表指令获取该字符所对应地字型码.3.5.2数码管显示电路图3-10 四位八段数码管动态显示电路图3-10为本次设计所用到地四位八段数码管动态显示，其中段选接到单片机地P0口，位选接到单片机地P2口地低四位.其中P0口也接地有上拉电阻，图中未标示出来，会在下面地总体电路中标示出来.采用地是动态显示方式.3.6 硬件电路总体设计图3-11为本次设计地硬件总体设计图，其中利用K1,K2,K3处进行报警温度地设置，然后有DS18B20进行实时温度采集，并在数码管上同步显示，若采集到地温度达到或者超过预设地报警温度，则LED 灯会发光报警，若低于该报警温度，则不会报警.P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1P2.2 P2.3图3-11 硬件电路总体设计图4.软件设计方案4.1主程序介绍4.1.1主程序流程图本次设计首先对程序进行初始化，然后打开报警温度设定开关，对报警温度进行设定，确认设定值后，DS18B20温度传感器进行温度采集并送入单片机中，单片机将传感器所检测到地温度同步显示在数码管上，并且与设置地报警温度进行比较，若达到或者超过报警温度时，LED灯发光报警，如果没有达到，则继续进行温度采集.图4-1主程序流程图4.1.2主流程地C语言程序main (){ALERT=0。
Labview温度采集系
湖南工程学院课程设计课程名称Labview虚拟仪器课题名称温度采集系统设计专业班级测控技术0901班姓名吴志勇学号 2指导教师黄峰2013年1月4日湖南工程学院课程设计任务书课程名称Labview虚拟仪器课题名称温度采集系统设计专业班级测控技术0901班姓名吴志勇学号 2指导教师黄峰任务书下达日期2012年12月31日任务完成日期2013年 1 月 4 日目录第1章确定并分析系统设计要求 0第2章系统的方案设计 (1)2.1 前面板控件组成 (1)2.2 程序框图 (1)第3章系统的软件设计 (3)3.1 第一步程序 (3)3.2 第二步程序 (4)3.2.1 温度计、温度值、Express表格和波形图表 (4)3.2.2 日期时间和采集间隔 (6)3.2.3 报警灯与报警次数 (6)3.2.4 暂停操作 (7)3.2.5 程序结束 (9)心得体会 (10)参考文献 (11)第1章确定并分析系统设计要求温度采集系统概要如下：A) 设置温度采集数以及采集的速度。
B) 通过判断温度是否在设置的范围内，进行报警和不报警处理：如果超出温度范围，虚拟面板的LED灯亮，同时报警次数+1；反之则不亮，报警次数不变。
C) 采集的温度数据需要同时通过两种方式显示：(1)可通过虚拟面板的波形图显示；(2)可通过表格显示。
其中表格中数据要求有采集时间。
D) 同时在虚拟面板上，需要有：(1)当前时间显示；(2)采集开始按键、采集停止按键、暂停按键等操作按键；(3)摄氏度和华氏度两种显示。
为了设计方便，本设计用一个随机数据来代替温度传感器测试电路产生的电压输出。
第2章系统的方案设计2.1 前面板控件组成此温度采集系统包含：4个按钮：开始采集、暂停、清除警报和停止采集。
4个数值输入控件：上限温度、下限温度、采集点数和采集间隔。
4个显示控件：温度计、LED报警灯、显示温度数值的显示控件和显示报警次数的显示控件。
1个波形图表(实时显示温度波形)。
温度监控系统课程设计报告
温度监控系统课程设计报告1 设计背景设计目的及意义随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
（1）在学习了课程后，为了加深对理论知识的理解，学习理论知识在实际中的运用，培养动手能力和解决实际问题的经验。
（2）通过实验提高对单片机的认识，提高软件调试能力。
（3）进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。
（4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
（5）熟悉温度控制的工作原理，选择合适的元件，绘制系统电路原理图，运用单片机原理及其应用，进行软硬件系统的设计和调试，加深对单片机的了解和运用，进而提高自己的应用知识能力、设计能力和调试能力。
总体设计思路本设计以单片机为基础，温度监控系统大致上可以分为以下几个步骤：系统分析过程（1）根据系统的目标，明确所采用温度监控系统的目的和任务。
（2）确定系统所在的工作环境。
（3）根据系统的工作要求，确定系统的基本功能和方案。
系统设计内容(1）构思设计温度监控系统的工作流程。
（2）对要求设计的系统进行功能需求分析，考虑多种设计方案，比较各方案的特点，并确定合理可行的方案，并设计相应的功能结构。
（3）根据系统的控制要求，选择合适型号的芯片及元器件。
(4) 设计以单片机为核心的控制程序。
(5) 电路板及其结构的设计。
(6) 进行系统的调试，完成最终的设计。
2 总体设计方案设计系统框图本设计为无线电控制电路，系统框图如下所示：图1-1 系统框图系统功能此设计以单片机为核心的温度监控系统，其功能是：平常状态下可以做温度计使用。
当温度超过预设温度时二极管会闪烁报警，当温度降下时二极管则停止闪烁。
温度采集与显示系统
温度采集与显示系统1 课程设计内容1.1设计要求利用STC89C52、DS18B20、LCD1602、AT24C02等元器件设计温度采集与显示系统。
系统具有以下功能：1)能正确检测温度；2)在1602上实时显示温度；3)每隔10秒采集一次温度数据并保存到AT24C02；4)按键按下后，可逐个显示之前采集到的数据；5)其他功能可根据系统上的资源自行设定。
1.2设计任务1)根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成电路原理图，包括单片机最小系统模块、LCD显示模块、存储模块、串行口下载模块和电源模块，最终在万用板上焊接，完成整个系统硬件设计。
2)根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成系统的软件设计，包括系统主程序、温度读取子程序、LCD显示子程序、存储子程序等，可使用汇编语言或是C语言编写，建议使用C语言编写。
3)完成系统的仿真与调试，使得系统在脱机情况下，能稳定可靠的工作。
1.3 课程设计原理基于DS18B20的数字温度计设计主要由数字温度传感器、单片机控制电路、数码显示电路组成。
DS18B20 测量温度采用了特有的温度测量技术。
它是通过计数时钟周期来实现的。
低温度系数振荡器输出的时钟信号通过由高温度系数振荡器产生的门周期而被计数。
计数器被预置在与- 55 ℃相对应的一个基权值。
如果计数器在高温度系数振荡周期结束前计数到零,表示测量的温度值高于- 55℃,被预置在- 55 ℃的温度寄存器的值就增加1℃,然后重复这个过程,直到高温度系数振荡周期结为止这时温度寄存器中的值就是被测温度值,这个值以16 位形式存放在便笺式存贮器中,此温度值可由主机通过发存贮器读命令而读出,读取时低位在前,高位在后。
斜率累加器用于补偿温度振荡器的抛物线特性。
读出的二进制数可以直接转换为十进制由单片机驱动数码管显示输出。
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新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。
嵌入式系统课程设计(基于ARM的温度采集系统设计)
教师批阅目录一、设计内容............................................................................................................. - 1 -1.1设计目的....................................................................................................... - 3 -1.2设计意义....................................................................................................... - 3 -二、设计方案............................................................................................................. - 5 -2.1设计要求....................................................................................................... - 5 -2.2方案论证....................................................................................................... - 5 -三、硬件设计............................................................................................................. - 6 -3.1设计思路....................................................................................................... - 6 -3.2系统电路设计............................................................................................... - 6 -四、软件设计............................................................................................................. - 8 -4.1设计思路....................................................................................................... - 8 -4.2程序清单..................................................................................................... - 10 -五、心得体会........................................................................................................... - 12 -参考文献................................................................................................................... - 13 -教师批阅基于ARM的温度采集系统摘要：本设计是基于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统，利用S3C44B0xARM微处理器作为主控CPU，辅以单独的数据采集模块采集数据，实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能，并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。
温度采集报警系统
大庆石油学院课程设计2009年2月日大庆石油学院课程设计任务书课程单片机原理及应用课程设计题目温度采集报警系统的设计专业电子科学与技术姓名杨光学号030901240319主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容：根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计一个温度采集报警系统，以加深对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实基础。
2、基本要求：本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计。
要求可以显示被测的温度并存储，可以设置报警温度，到达报警温度时声光报警。
3、主要参考资料：[1] 张毅坤,陈善久.单片微型计算机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.[2] 张友德,赵志英,徐时亮.单片微机原理应用与实验[M].上海:复旦大学出版社,2000.[3] 蔡美琴,张为民,沈新群,张荣娟.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京:高等教育出版社,1992.完成期限2007年3月9日指导教师专业负责人2007年3 月2日目录第1章系统设计 (1)1.1温度采集报警系统 (1)第2章硬件设计 (2)2.1测温和控制电路 (2)2.2 显示控制电路 (5)2.3 声光报警电路 (6)第3章软件设计 (8)总结 (9)参考文献 (10)附录1 整体电路图 (11)附录2 源程序 (12)第1章系统设计1.1温度采集报警系统如图1.1所示为温度采集报警系统框图。
该课程设计将以单片机控制的温度采集系统为主，利用单片机完成对温度的检测，实现安全温度内正常显示温度值，超出设定的温度上限则进行声光报警。
系统在温度采集时主要应用了DS18B20芯片，该器件经过初始化后单片机首先进行ROM匹配，当受到测温器件发回的信号时证明该器件正常工作，接着单片机发送温度转换命令进行温度采集，测温的精确度很高，可以精确到小数点后四位。
设计中还应用了HD7279芯片进行数码管显示的驱动，一共应用了6位数码管。
单片机课程设计——温度监控系统设计
单片机课程设计报告设计题目：温度监测系统专业：班级：学生姓名： _____学号：指导教师：__目录一、引言 (2)二、设计目的与要求 (2)三、总体设计方案 (2)四、实验原理 (3)五、材料清单 (4)六、基本芯片及其原理 (5)6.1单片机6.2温度传感器及其原理6.3 DS18B20传感器的温度数据关系七、程序设计 (7)八、系统框图 (11)九、工作流程图 (12)十、硬件电路图 (14)十一、结束语 (15)十二、参考文献 (15)温度监测系统课程设计任务书一、引言温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。
作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。
课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。
本设计具有操作方便，控制灵活等优点。
本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。
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%。
温度采集系统课程设计
1 引言1.1 单片机概述单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
它又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O 设备。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
1.2 温度采集设计背景随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。
在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技构中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域己经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农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装置具有重要的意义。
测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段:①传统的分立式温度传感器②模拟集成温度传感器③智能温度传感器目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。
计算机控制技术课程设计-温度控制系统设计
计算机控制技术课程设计-温度控制系统设计引言温度控制是在很多工业和生活应用中至关重要的一项技术。
随着计算机控制技术的发展和普及，利用计算机控制温度已经成为一种常见的方法。
本文将介绍一个基于计算机控制技术的温度控制系统设计。
系统设计系统框架本系统采用分布式控制结构，由三个主要组成部分组成：传感器模块、控制模块和执行模块。
系统框架系统框架传感器模块负责实时采集温度数据，并将数据传送给控制模块。
控制模块根据传感器模块的数据和预设的设定值进行逻辑判断和决策，然后将决策结果发送给执行模块。
执行模块根据控制模块的结果来控制实际的温度执行设备。
硬件设计本系统需要以下硬件组件：•温度传感器：用于实时采集温度数据。
•控制器：用于运行控制模块的程序。
•执行器：用于控制温度执行设备。
软件设计本系统需要以下软件组件：•控制程序：负责接收温度传感器传输的数据，进行逻辑判断和决策，并将结果发送给执行程序。
•执行程序：根据控制程序的结果控制实际的温度执行设备。
•用户界面：提供友好的用户界面，用于设定温度控制的设定值和查看实时的温度数据。
系统流程系统主要分为三个阶段：温度数据采集、控制决策和执行控制。
温度数据采集1.温度传感器开始采集温度数据。
2.传感器将采集到的温度数据发送给控制程序。
控制决策1.控制程序接收到温度数据。
2.控制程序根据预设的设定值和温度数据进行逻辑判断。
3.根据逻辑判断结果，控制程序生成相应的控制方案。
4.控制程序将控制方案发送给执行程序。
执行控制1.执行程序接收到控制方案。
2.执行程序根据控制方案控制实际的温度执行设备。
3.执行程序将执行结果反馈给控制程序。
功能设计温度设定功能用户可以通过用户界面设定温度控制的设定值。
用户界面将设定值发送给控制程序，控制程序将设定值存储在内存中。
实时数据显示功能用户界面可以实时显示温度传感器采集到的温度数据。
温度数据通过控制程序发送给用户界面，并在用户界面显示。
控制逻辑设计控制程序根据采集的温度数据和设定值进行逻辑判断，判断温度是否超过设定值的上限或下限。
温湿度监测系统课程设计
温湿度监测系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解温湿度监测系统的基本构成及其工作原理；2. 学生能掌握温度、湿度传感器的工作原理及其在监测系统中的应用；3. 学生能了解数据采集、处理和传输的基本方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的温湿度监测系统；2. 学生能通过编程实现对温湿度数据的采集、处理和显示；3. 学生能运用团队协作和沟通技巧，完成课程项目的实施。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理与信息技术融合的兴趣，增强对科学研究的热情；2. 学生通过实践活动，培养动手能力、问题解决能力和创新意识；3. 学生在学习过程中，注重环保、节能理念，认识到温湿度监测系统在智能生活、环境保护等领域的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程以实践性、综合性、创新性为特点，结合初中年级学生的认知水平和兴趣，注重引导学生动手实践、合作探究。
通过课程学习，使学生将理论知识与实际应用紧密结合，提高学生的科学素养和创新能力。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 温湿度监测系统的基本构成- 传感器原理与应用（教材第3章）- 数据采集、处理与传输（教材第4章）2. 温湿度监测系统的设计与实现- 系统设计原理（教材第5章）- 硬件连接与编程（教材第6章）- 数据显示与报警（教材第7章）3. 课程项目实施与评价- 团队协作与沟通技巧（教材第8章）- 项目实施流程（教材第9章）- 项目评价与反馈（教材第10章）教学内容安排与进度：第一周：学习传感器原理，了解温湿度监测系统的基本构成；第二周：学习数据采集、处理与传输方法，掌握编程技巧；第三周：设计并实现温湿度监测系统，进行硬件连接与编程；第四周：完善系统功能，实现数据显示与报警；第五周：团队协作完成项目实施，进行项目评价与反馈。
教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，引导学生从理论学习到实践应用，逐步掌握温湿度监测系统的设计与实现。
stm32温度计课程设计
stm 32温度计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握STM32单片机的硬件结构和基本原理；2. 使学生了解温度传感器的工作原理及其与STM32的接口方法；3. 帮助学生理解温度数据采集、处理和显示的基本过程。
技能目标：1. 培养学生运用C语言对STM32进行编程的能力；2. 学会使用温度传感器采集温度数据并处理；3. 能够设计并实现一个基于STM32的温度计，具备温度显示和报警功能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队协作精神和创新能力；2. 激发学生对电子制作和编程的兴趣，提高学习积极性；3. 增强学生的环保意识，认识到温度控制在节能环保方面的重要性。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，强调理论与实践相结合。
课程性质为实践性较强的综合设计课，旨在帮助学生将所学知识应用于实际项目中。
在教学过程中，要求教师关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
课程目标的设定有利于教师进行教学设计和评估，使学生能够明确学习成果，提高教学效果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. STM32单片机基础知识：- 硬件结构：介绍STM32的内部结构、外设接口等；- 开发环境：学习如何搭建STM32的开发环境，包括软件和硬件；- 基本编程：掌握C语言在STM32上的编程方法，了解中断、定时器等基本功能。
2. 温度传感器及其接口技术：- 传感器原理：学习温度传感器的工作原理，如热敏电阻、数字温度传感器等；- 接口方法：了解温度传感器与STM32的接口方式，如模拟信号采集、I2C通信等；- 数据处理：学习温度数据的采集、处理和转换方法。
3. 基于STM32的温度计设计：- 系统设计：制定温度计的整体设计方案，包括硬件选型、软件框架等；- 程序编写：编写温度计的软件程序，实现温度采集、处理、显示和报警功能；- 系统测试：对设计的温度计进行功能测试，确保系统稳定可靠。
教学内容依据课程目标进行科学性和系统性的组织，与教材相关章节紧密结合。
基于DS18B20的温度采集系统设计
2012 ~ 2013 学年第2 学期《单片机原理与应用》课程设计报告题目：基于DS18B20的温度采集系统设计专业: 自动化班级：电气工程系2013年5月3日任务书课题名称基于DS18B20的温度采集系统设计指导教师（职称）林开司摘要通过系统的分析和总结 ,得出温室大气温度信号的采集传感器件所需的测量程小 ,精确度不高 ,抗干扰性较强 ,经济性较好的结论。
并以此为依据 ,选用 DS18B20数字温度传感器为温度采集器件 ,进行了温度采集系统的硬件和软件设计 ,实现了采集系统分布式采集温度信号的功能。
同时 ,通过串行总线完成了采集系统与上位计算机的连接 ,实现了采集系统的网络化监控功能。
关键词温度采集；DS18B20温度传感器；仿真；单片机基于DS18B20的温度采集系统设计目录摘要 (I)第一章 DS18B20温度传感器 (1)1.1DS18B20的工作原理 (1)1.2DS18B20的使用方法 (3)第二章单片机AT89C51 (6)2.1AT89C51简介 (6)2.2AT89C51功能 (6)2.3AT89C51引脚 (6)第三章系统硬件电路设计 (9)3.1测温控制电路原理图 (9)3.2上电复位电路 (9)3.3时钟电路 (9)3.4数码管显示电路 (10)3.5温度报警电路 (11)第四章程序设计 (12)4.1DS18B20复位检测子程序流程图 (12)4.2温度转换子程序图 (12)4.3写DS18B20子程序图 (12)5.4读DS18B20子程序图 (13)4.5温度计算子程序图 (14)第五章调试与仿真 (14)第六章结论与体会 (16)参考文献 (17)附录： (18)答辩记录及评分表 (21)第一章 DS18B20温度传感器1.1 DS18B20的工作原理DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。
LabVIEW虚拟温度采集系统设计(课程设计)
课程设计课程名称虚拟仪器课程设计课题名称虚拟温度采集系统设计专业班级学号姓名指导老师年月日学院课程设计任务书课题名称虚拟温度采集系统设计姓名专业班级学号指导老师课程设计时间教研室意见意见：审核人：一、任务及要求本课题要求设计一个温度采集系统。
该系统：1、可以设置温度采集数以及采集的速度。
通过判断温度是否在设置的范围内，进行报警和不报警处理：如果超出温度范围，虚拟面板的LED灯亮，同时报警次数+1；反之则不亮，报警次数不变。
2、采集的温度数据需要同时通过两种方式显示：可通过虚拟面板的波形图显示。
3、在虚拟面板上，需要有：(1)当前时间显示；(2)采集开始按键、采集停止按键、暂停按键等操作按键。
4、为了设计方便，用一个随机数据来代替温度传感器测试电路产生的电压输出。
二、进度安排第一周：周一：集中布置课程设计相关事宜，分析课题查阅资料。
周二～周三：具体任务讲解及指导，实现方案确定。
周四～周日：软件设计及问题解决。
第二周：周一～周二：设计方案确定，编写程序，上机调试程序。
周三：整体程序调试。
周四~周五：设计报告撰写。
周五进行答辩和设计结果检查。
三、参考资料1．张健，韩薪莘.《LabVIEW图形化编程与实例应用》.北京：中国铁道出版社2．戴鹏飞.《测试工程与LabVIEW应用》.北京：电子工业出版社3．路林吉. 虚拟仪器的应用.电子技术目录第1章课程设计任务及要求 (1)1.1 课题任务 (1)1.2 课题要求 (1)第2章设计理念 (2)2.1 设计背景 (2)2.2 整体设计流程 (2)2.3 算法流程 (2)2.4 前面板控件及程序框图说明 (3)第3章系统各模块分析 (5)3.1 前面板设计 (5)3.2 控件初始化 (5)3.3 时间处理 (6)3.4 按键控制 (6)3.5 温度报警控制 (7)3.6 进度显示 (7)3.7 温度转换 (8)3.8 温度显示 (8)第4章系统调试 (10)4.1 初始值设定 (10)4.2 采集开始 (10)4.3 采集暂停 (10)4.4 采集完成 (11)4.5 采集停止 (11)4.6 调试注意事项............................................................................ 错误！未定义书签。
温度采集系统课程设计PID
温度采集系统课程设计PID一、课程目标知识目标：1. 学生能理解温度采集系统的基本原理，掌握PID控制算法在温度控制中的应用。
2. 学生能描述传感器的工作原理，了解不同类型传感器的特点及选用原则。
3. 学生掌握数据采集、处理和传输的基本方法，了解温度采集系统中各个环节的影响因素。
技能目标：1. 学生能运用所学知识设计简单的温度采集系统，并运用PID算法实现温度的自动控制。
2. 学生能运用编程软件对温度采集系统进行模拟和调试，解决实际操作过程中出现的问题。
3. 学生具备团队协作能力，能够与组员共同完成温度采集系统的设计与搭建。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化技术的兴趣，激发创新精神和实践能力。
2. 学生通过课程学习，认识到科技在生活中的应用，增强社会责任感和使命感。
3. 学生在团队协作中学会沟通、分享、尊重和合作，培养良好的团队合作精神。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生将所学理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
教学要求注重培养学生的动手操作能力、团队协作能力和创新能力，使学生在掌握专业知识的同时，形成积极的情感态度和价值观。
课程目标分解为具体学习成果，以便于教学设计和评估的实施。
二、教学内容1. 温度采集系统原理与结构- 传感器原理及其选用- 数据采集、处理与传输- 温度控制算法简介2. PID控制算法理论- PID控制原理- PID参数调整方法- PID算法在温度控制中的应用3. 温度采集系统设计与实现- 系统设计流程与方法- 硬件选型与连接- 软件编程与调试4. 实践操作与团队协作- 温度采集系统搭建- PID参数调试与优化- 团队协作与成果展示教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容安排和进度，与课本章节相对应。
具体教学内容如上所述，包括温度采集系统原理与结构、PID控制算法理论、温度采集系统设计与实现以及实践操作与团队协作等四个方面，旨在帮助学生全面掌握温度采集系统相关知识，提高实际操作能力。
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。
can温度采集课程设计
can温度采集课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解温度采集的基本原理，掌握温度传感器的工作方式及其在智能控制系统中的应用。
2. 学生能够描述温度数据的读取、处理和传输过程，并运用相关公式进行简单的温度转换计算。
3. 学生能够了解温度采集系统的设计要求，包括硬件选择和软件编程的基本原则。
技能目标：1. 学生能够独立操作温度传感器，进行温度数据采集，并通过编程实现数据的实时显示。
2. 学生能够运用所学知识，结合实际需求设计简单的温度控制程序，培养解决问题的能力。
3. 学生能够通过小组合作，共同完成温度采集系统的搭建与调试，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在探索温度采集的过程中，培养对物理和信息技术学科的兴趣，激发学习热情。
2. 学生在动手实践中，体验创新与挑战的乐趣，增强自信心和成就感。
3. 学生能够认识到温度采集技术在现实生活中的应用，提高对智能科技的关注度，培养社会责任感和时代使命感。
课程性质：本课程为实践性较强的信息技术课程，旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合，提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程内容以基础知识为主，注重引导学生从实际操作中掌握原理，培养学生主动探究、解决问题的能力。
教学要求：课程应注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，教师需提供适当的指导与支持，确保学生在课程中能够达到预期的学习成果。
通过课程学习，为学生今后的深入学习奠定基础。
二、教学内容1. 温度传感器原理：介绍温度传感器的工作原理，包括热敏电阻、热电偶等类型，分析不同传感器的优缺点及适用场景。
教学内容关联教材章节：第三章第二节“温度传感器及其应用”2. 数据采集与处理：讲解温度数据的读取、转换和传输过程，涉及模数转换器（ADC）的使用，以及数据在微控制器中的处理方法。
教学内容关联教材章节：第四章“数据采集与处理”3. 硬件设备连接：指导学生如何将温度传感器与微控制器（如Arduino）相连接，了解必要的电路知识，掌握硬件搭建方法。
温度采集系统报告
课程设计说明书题目：温度采集电路设计学生姓名：赵颖娜学号： 201306090211 院（系）：电气与信息工程学院专业：网络工程132指导教师：周晓慧2015 年 12 月25日摘要本次课程设计主要是做一个温度测量系统，对于0-100摄氏度的环境温度或者给定温度要求能较为精确的测量（误差小于1摄氏度）并显示在数码管上，让人直观的看到。
要想测量温度，就必须要一个温度测量仪器，而想要用电路实现功能就必须要把温度值转化为电信号量，因此我们选用LM35作为温度感应电路的核心。
LM35可以将温度值转化为电压值，误差小于0.5℃，符合设计要求。
由于输出电压值过小，直接进行A/D转换会造成较大误差，因此将这个电压值进行放大，放大后经A/D转换器将连续的模拟电压值转化为数字信号量，经过AT28C16的存储接两个CD4511驱动两个共阴极的数码管用来显示两个数字，分别为十位和个位，读出的即为温度值。
目录第一章技术指标1.1整体功能要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1第二章方案论证2.1 方案比较┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12.2 方案确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1第三章单元电路设计3.1 LM35电源电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13.2 信号放大电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23.3 A/D转换电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33.4 数码显示电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33.5 AT28C16 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33.6 555多谐振荡器┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3第四章组装、调试4.1 使用的主要仪器和仪表┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈44.2 调试电路的方法和技巧┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈44.3 测试的数据和波形并与计算结果比较分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈54.4 调试中出现的故障、原因及排除方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6第五章设计总结、收获、体会┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8附录Ⅰ图纸┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9附录Ⅱ元件清单┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10第一章技术指标1.1 整体功能要求设计并整理一个温度测量与显示系统，基本原理如图8所示。
嵌入式系统课程设计(基于ARM的温度采集系统设计)
嵌入式系统课程设计(基于ARM的温度采集系统设计)1000
字
嵌入式系统是一种基于微处理器或微控制器、专用硬件和软件的计算机系统，具有小型化、低功耗、实时性强等特点。
本次课程设计旨在设计一种基于ARM的温度采集系统，实现对温度值的实时监测与显示。
首先，需要选用一款适合嵌入式系统的ARM处理器。
考虑到性能和功耗的平衡，本次选用STM32F103C8T6处理器。
其主要特点有：基于ARM Cortex-M3内核，时钟频率为72MHz，具有64KB闪存和20KB SRAM。
接下来，需要选择温度传感器。
考虑到成本和精度等因素，本次选用DS18B20数字温度传感器。
DS18B20具有以下特点：数字接口，
精度为±0.5℃，温度响应快速，封装为TO-92。
然后，需要编写嵌入式软件。
本次采用Keil MDK-ARM开发环境，编写C语言程序。
程序主要包括以下部分：
1. 初始化：包括STM32外设的初始化，如时钟、GPIO、USART等。
2. 温度采集：通过OneWire协议与DS18B20通信，读取温度值，计算并保存到指定变量中。
3. 温度显示：使用USART串口通信，把温度值转换为ASCII码，并通过串口发送到上位机。
上位机可以使用串口调试助手等软件进行数据接收和显示。
最后，进行实验测试。
将DS18B20连接到STM32，把程序烧录到处
理器中，通过串口调试助手连接上位机，即可实时显示温度值。
实验测试表明，该系统温度采集准确可靠，响应速度快，可广泛应用于各种实时温度监测场景。
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1. 三种封装：
（1）采用3引脚TO-92的封装形式 （2）采用6引脚TSOC封装形式 （3）采用8引脚SOIC封装形式
NC：空引脚，悬空不用。
VDD：可选电源脚，电源电压范围3～5.5V，当器件工作
在寄生电源时，此引脚必须接地。
DQ（4脚）：数据输入／输出脚。漏极开路，常态下高电平。
64位ROM的结构
课程设计温度采集系统
(2). 温度传感器。 （DS18B20出厂时被设置为12位）
温度传感器是DS18B20的核心部分，该功能部件可完成对温 度的测量。通过软件编程可将－55～＋125ºC范围内的温度值按 9位、10位、12位的转换精度进行量化，以上的转换精度都包括 一个符号位，因此对应的温度量化值分别为0.5ºC、0.125ºC、 0.0625ºC，即最高转换精度为0.0625ºC。
以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提 供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
DS18B20温度值格式表 （高5位为符号位，低12位为二进制数值位）
课程设计温度采集系统
转换后得到的12位二进制数据，存储在 DS18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前 面5位是符号位。
06电子《电子技术》课程的课程设计
设计内容：用单片机、温度传感器等器件实现温度采集
设计安排：1.硬件设计。介绍单片机、温度传感器、 显示电路等相关原理与知识；
2.软件设计。 3.用PROTEUS软件对硬件系统进行仿真； 4.两人一组做实物。
课程设计温度采集系统
温 度 采 集 系 统 的 仿 真 效 果 图
课程设计温度采集系统
DS18B20温度数据表 课程设计温度采集系统
(3). 高速缓存器
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存 RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度 TH、低温度触发器TL和配置寄存器中的信息。
高速暂存器RAM是一个连续8字节的存储器，前两个字节 是测得的温度信息，第1个字节的内容是温度的低8位，第2个 字节是温度的高8位。第3个和第4个字节是高温触发器TH、低 温触发器TL的易失性复制，第5个字节是配置寄存器的易失性 复制，以上字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第6、7、 8个字节用于暂时保留为1。
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 （即求补）再乘于0.0625即可得到实际温度。
例如：+125℃的数字输出为07D0H， +25.0625℃的数字输出为0191H， -25.0625℃的数字输出为FF6FH， -55℃的数字输出为FC90H。
GND:电源地
课程设计温度采集系统
2. DS18B20内部结构图 :
DQ
C
VDD
64位ROM
DS18B20主要有4个数据部分：
课程设计温度采集系统
温度传感器 高速缓存器 配置寄存器
（1）. 64位ROM。64位ROM是由厂家用激光刻录一个64位二进 制ROM代码，是该芯片的序列号，它可以看作是该DS18B20的地 址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（10H）是产品分类 标号；接着的48位序列号是一个大于281×10 1的2 十进制数编码；最 后8位是前面56位的循环冗余校验码（ C R C X 8 X 5 X 4 ） 1 。光 刻ROM的作用是使每一个DS18B20的ROM代码都各不相同，这样 就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
课程设计温度采集系统
课程设计温度采集系统
电路
元器件名称
数量 备注
温 时钟振荡电路
晶振12MHz
1
度
30pF电容
2
采 集 系 统 的 元
控制器 显示电路
STC89C52RC单片机 1
单片机底座
1
0.56寸 4位共阳红色 1 数码管5461BS
A09-102J 排阻 1k
1
器
采集电路Leabharlann DS18B20温度传感器 1
件
供电电路
课程设计温度采集系统
(4). 配置寄存器
TM R1 R0 1 1 1 1 1
配置寄存器结构 低五位一直都是1 ，TM是测试模式位（出厂时该位 被设置 为0，用户不必改动），用于设置DS18B20在工作模式还是在 测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改 动。R1和R0用来设置分辨率。
R1
R0 分辨率 温度最大转换时间
0
0 9位
93.75ms
0
1 10位 187.5ms
1
0 11位 375ms
1
1 12位 750ms
温课度程设值计温分度辨采集率系统设置表
3. DS18B20的测温原理
课程设计温度采集系统
低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于 产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数 晶振随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作 为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预 置在- 55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度 系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1的 预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,计数器1的预 置将重新被装入,计数器1重新开始对低温度系数晶振 产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数 到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中 的数值即为所测温度。图中的斜率累加器用于补偿 和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1 的预置值。
USB接口
1
清
万用板
PCB板 10cm*10cm 1
单
复位电路
10uF电容
1
8.2kΩ电阻
1
课程设计温度采集系统
相关知识点的介绍：
一. 温度传感器DS18B20
1-wire Bus(单总线)数字温度传感器芯片DS18B20 是美国Datlas半导体公司（现已并入MAXIM公司）于 20世纪90年代新推出的一种串行总线技术。该技术只 需要一根信号线（将计算机的地址线、数据线、控制 线合为一根信号线）便可完成串行通信。单根信号线， 既传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的， 在信号线上可挂上许多测控对象，电源也由这根信号 线供给，所以在单片机的低速（约100kbps以下的速 率）测控系统中，使用单根总线技术可以简化线路结 构，减少硬件开销。