数字式温度检测装置的设计
数字温湿度检测系统设计之第三章
数字温湿度检测系统设计之第三章3系统硬件设计为了实现检测系统的智能化，系统的硬件设计包括单片机最小系统的设计、温湿度测量回路的设计、显示电路的设计、报警电路的设计和电源电路的设计。
3.1单片机的选择AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flah存储器。
片上Flah允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧8位CPU和在系统可编程Flah，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
AT89S52的主要性能：(1)与MCS-51单片机产品兼容(2)8K字节在系统可编程Flah存储器(3)1000次擦写周期(4)全静态操作：0Hz～33Hz(5)三级加密程序存储器(6)32个可编程I/O口线(7)三个16位定时器/计数器(8)八个中断源(9)全双工UART串行通道(10)低功耗空闲和掉电模式(11)掉电后中断可唤醒(12)看门狗定时器(13)双数据指针(14)掉电标识符本设计选用ATMEL公司生产的AT89S52单片机作为本系统的CPU，由时钟电路和复位电路构成以单片机AT89S52为核心的单片机最小系统。
3.1.1时钟电路时钟电路的主要任务是为AT89S52单片机正常工作需要提供一个稳定的工作频率。
根据AT89S52单片机时钟周期的要求，回路需要选用频率为12MHz的晶振。
时钟电路由电容和陶瓷谐振器晶振组成，作为单片机的时钟源，AT89S52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，此放大器的输入和输出端分别是引脚某TAL0和某TAL1，在某TAL0和某TAL1端口接上时钟电源即可构成时钟电路。
单片机的数字温度计设计方案(附代码与仿真)
基于STC89C52的数字温度计目录1、简介....... .......... ..... 3 _ _2、计划选择2.1。
主控片选 (3)2.2.显示模块.............................. (3)2.3、温度检测模块………………………………… .. 43、系统硬件设计3.1。
51单片机最小系统设计………………………… .4 .电源电路设计…………………… .. 5.液晶显示电路设计……………………………… ..63.4.温度检测电路设计………… . . . 74.系统软件设计4.1。
温度传感器数据读取流程图......... .. (9)4.2.系统编程………………… .105. 编程与仿真5.1、Keil编程软件………………… .. .. 115.2.变形杆菌 (11)5.3.模拟界面……………………… ..116.总结........ .......... ........ 12 _ _ _ _ _七、附录附录 1. 原理图........ .......... (12)附录 2. 程序清单…………………………………………………………………… ..131 简介进入信息飞速发展的21世纪，科学技术的发展日新月异。
科学技术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。
我们已经进入高速发展的信息时代，测量技术也成为当今技术的主流，已经渗透到研究和应用工程的各个领域。
温度与人们的生活息息相关，温度的测量变得非常重要。
2.系统方案选择2.1 主控芯片选型方案一：STC89C52RCSTC89C52RC是8051内核的ISP在线可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，芯片内含8KB Flash ROM，可反复擦写1000次。
该器件兼容MCS-51指令系统和8051引脚结构。
该芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在线可编程特性，在PC端有控制程序，用户程序代码可下载到单片机部门，无需购买通用编程器，速度更快。
数字式温度测量系统的设计与实现
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2．温度检测系统的数字化实现
首先，调试ADC0804的测试程序，并用数码管进行实时显示。 显示要求为0.0～100.0。然后利用标定温度传感器所得的数据 进行变换系数的求取。注意为了减小CPU的计算量，可采用 定点数运算，及为了显示温度的小数点后一位，可将所有的温 度数据都×100，则折算系数计算公式为
➢ （二）设计一个数字式温度检测系统。焊 接PWM单元电路板，搭建系统硬件，下载 程序，实现设计。
➢ （三）问题与思考，任务拓展。
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7.1 数字式温度检测系统的组成
➢ 数字式温度测量系统是利用微处理器为核心而构 成的一种温度测量和显示系统，它主要有温度测 量单元，温度变送单元，模数转换单元，数据处 理分析单元以及显示单元等组成。
➢ 为了便于对温度测量系统的准确性进行验证，该 系统还具有可控加温环节，具体实现思路是采用 PWM方式驱动加热丝，完成温度的增加，从而减 小了系统标校和测试的工作量。
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6.4 温度检测系统的程序设计
➢ 例如：系统有四个按键，我们可以按照如下思想 进行规定：
➢ KEY1：实时温度显示按键，当按下此键系统显示 实时温度。
➢ KEY2：PWM占空比设定键，系统显示当前的占 空比，数据范围1～99。
➢ KEY3：占空比加1键，每按下一次，当前占空比 加1，加到99停止。
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6.3 温度检测系统的标校过程
1．传感器变送器的零点和满量程的标定
温度传感器的主要技术指标为：零点、满量程输出、 增益、以及线性度等。进行温度传感器的这几个指标的测 试过程，称为传感器的标定。
首先，准备一个烧杯的冰水混合物，将被标定温度变送器 和校准用热电阻Pt100都埋入到冰水混合物中，直到接Pt100的 标准表显示温度为0℃，再调节温度变送器的调零电阻，使得温 度变送器的输出为0V。然后再用加热装置加热烧杯的水并使其 沸腾，读取标准表所示的实际温度数，然后再调节温度变送器 的满量程调节电阻，使得其输出为5V。 反复进行零点和满量程标定若干次，直到合适为止，并记录此 时满量程所对应的实际输出电压和实际温度值，为下面的温度 测量的数字实现提供依据。
实验一 AD590数字温度计的设计与定标1
第五章 设计性实验
实验一 AD590数字温度计的设计与定标
【实验目的】
1、了解常用的集成温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法。
2、掌握数字温度计的设计和调试技巧。
【实验仪器】
热学综合实验平台、加热井、AD590传感器、AD590数字温度计设计实验模板。
【实验原理】
1．电流型集成温度传感器
AD590是一种电流型集成电路温度传感器。
其输出电流大小与温度成正比。
它的线性度极好，AD590温度传感器的温度适用范围为-55～150℃，灵敏度为1μA/K 。
它具有高准确
图1-1
度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。
AD590是一个二端器件，电路符号如图1-1所示。
AD590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10MΩ，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差。
AD590的工作电压为+4～+30V ，测温范围是-55～150℃。
对应于热力学温度T ，每变化1K ，输出电流变化1μA 。
其输出电流I 0(μA)与热力学温度T （K ）严格成正比。
其电流灵敏度表达式为： ln8eR 3k T I （1-1） 式（1-1）中k 、e 分别为波尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成化电阻。
将k/e=0.0862mV/K,R=538Ω代入（1）中得到：
I =1.000uA/K T （1-2）。
数字式温度计的设计与制作
设计三数字式温度计的设计与制作一、目的和要求1.目的（1）通过本次综合设计，进一步了解智能传感与检测技术的基本原理、智能检测系统的建立和智能检测系统的设计过程。
（2）学生设计制作出数字式温度计，提高学生有关工程系统的程序设计能力，。
（3）进一步熟悉掌握单片机技术、c 语言、汇编语言等以及在智能检测设计中的应用。
2.要求（1）充分理解设计内容，并独立完成综合设计报告。
（2）综合设计报告要求：综合设计题目，综合设计具体内容及实现功能，结果分析、收获或不足，程序清单，参考资料。
二、实验设备及条件热电偶Easypro编程软件热电偶或智能传感器DS18B20Keil c安装盘PC机、剥线钳、面包板、镊子、导线、电源、示波器、万用表、频率计单片机及其外围电路所需元器件烙铁、焊接板等焊接工具万用表电源TEKTRONIX TDS1002 60MHZ示波器三、实验原理、内容本实验培养学生了解便携式数字仪表的制作，数字式显示仪表是一种以十进制数形式显示被测量值的仪表，与模拟式的显示仪表相比较，数字显示仪表具有读数直观方便，无读数误差准确度高，响应速度快，易于和计算机联机进行数据处理等优点。
数字式显示仪表的基本构成方式如下，图中各基本单元可以根据需要进行组合，以构成不同用途的数字式显示仪表。
将其中一个或几个电路制成专用功能模块电路，若干个模块组装起来，即可以制成一台完整的数字式显示仪表。
其核心部件是模拟/数字转换器，可以将输入的模拟信号转换成数字信号，以A/D转换器为中心，可将显示仪表内部分为模拟和数字两大部分。
仪表的模拟部分一般设有信号转换和放大电路，模拟切换开关等环节。
信号转换电路和放大电路的作用是将来自各种传感器或变换器的被测信号转换成一定范围内的电压值并放大到一定幅值，以供后续电路处理。
仪表的数字部分一般由计数器，译码器，时钟脉冲发生器，驱动显示电路以逻辑控制电路等组成。
经放大后的模拟信号由A/D转换器转换成相应的数字量后，译码，驱动，送到显示器件去进行数字显示。
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
(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。
DS18B20数字温度计设计实验报告(1)
单片机原理及应用课程设计报告书题目：DS18B20数字温度计姓名：李成学号：133010220指导老师: 周灵彬设计时间： 2015年1月目录1. 引言 (3)1.1。
设计意义31。
2.系统功能要求32。
方案设计 (4)3。
硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。
系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8。
参考文献15DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。
其缺点如下:●硬件电路复杂；●软件调试复杂；●制作成本高。
本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为—55～125℃,最高分辨率可达0.0625℃.DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的热点。
1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0～125℃,误差在±1℃以内，采用LED数码管直接读显示。
2. 方案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4。
1图所示:图4.13. 硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示,控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。
AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。
AT89C51的引脚图如右图所示：VCC:供电电压。
GND：接地.P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
数字式温度计的设计
数字式温度计的设计摘要：本文介绍了一种基于单片机的数字式温度计的设计方法。
该温度计采用了 DS18B20 温度传感器进行温度检测，并通过 LCD 显示屏显示实时温度值。
除此之外，还加入了一些可配置项，如温度单位、温度阀值报警等功能。
设计经测试，精度较高、功能完善、易于携带，且能够满足各种环境下的温度检测需求。
关键词：数字式温度计、单片机、DS18B20、LCD 显示屏一、引言在现代的工业、医疗、环保以及生活等各个领域中，温度检测是一项非常重要的任务。
尤其在一些需要进行温度控制的场合，如恒温器、制冷系统和供暖系统等，对温度的准确检测和控制显得尤为必要。
数字式温度计是一种非常方便、准确且易于携带的温度检测工具，是当今温度检测领域的主流。
数字式温度计的设计需要考虑准确性、功能和易用性，本文将介绍一种基于单片机的数字式温度计的设计方案。
二、设计方案数字式温度计的设计包括三个主要部分，即温度传感器、单片机处理和显示屏等部分。
本设计选用了 DS18B20 温度传感器、STM32F103 单片机和 LCD 显示屏，下面分别介绍其设计原理。
1. 温度传感器数字式温度计采用 DS18B20 温度传感器，这是一款广泛使用的数字式温度传感器，具有精度高、结构简单、电路设计便捷等特点。
在本设计中，DS18B20 采用单总线通讯方式，其结构如图 1 所示。
![图1 DS18B20 传感器结构示意图]DS18B20 采用的是独特的 1-wire 数字式接口，具体连接方式如图 2 所示。
![图2 DS18B20 传感器连接方式]2. 单片机处理数字式温度计选用 STM32F103 单片机，并通过编写程序来实现温度检测和处理的功能。
在程序中，需要定义相应的变量，如温度值、温度单位以及温度阀值等，同时还需要编写相应的通信协议，将检测到的温度值传递给显示屏进行显示。
3. 显示屏数字式温度计的显示屏采用 LCD 液晶显示屏，具有清晰、稳定、低功耗等特点，适用于各种环境下进行温度显示。
数字温度计的设计与定标(终稿)
数字温度计的设计与定标（终稿）
数字温度计是一种温度测量工具，它通常可以支持各种量程及温度校准方式，提供较
高数据精度及较高测量稳定性，主要用于现场和实验室等环境温度控制环境下的测量。
本
文面向数字温度计的设计与定标，介绍其设计实现及定标过程。
首先采用标准温度源作为定标的依据。
温度源的精度可以通过表示形式来确定，例如
可以采用PT100和温度互感器作为标准测量元器件，它可以根据需要采取不同的量程。
定标过程分两步：误差检测和数据调整。
在这一步中首先将温度表测量温度源的温度，然后与实际已知的温度值进行比较，以确定数字温度计的误差。
其次，为了更准确的表示
温度，可以对非线性特性进行处理，系统中的热元件支持热桥与NTC阻抗来计算温度值的
恒定变化，以保证表示的温度准确显示。
此外，该系统还可以通过限制连接器的可用数量以节省成本，有助于减少线路设计时间，实现更加高效的调试。
另外，通过采用专用电路板设计，可以节约空间，使得该温度
测量系统变得更小而节能。
总之，本文介绍了数字温度计的设计与定标。
首先，采用标准温度源作为定标依据，
然后在定标步骤中进行温度测量，以及热效应的调整。
其次，通过采用专用连接器和电路
板设计等技术，以实现更加安全高效的温度测量。
基于单片机的数字温度计的设计
摘要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数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。
本设计分为硬件设计和软件设计。
硬件系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。
软件系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。
单片机AT89C51具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点。
所以在本设计中采用单片机AT89C51作为控制器来控制电路。
测温传感器使用 DS18B20，因为传感器DS18B20具有读数方便，测温范围广，测温准确。
用4位LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。
关键词：单片机AT89C51、DS18B20传感器、4位共阳极LED数码显示管。
AbstractWith the constant improvement of people's living standard, it is undoubtedly one of the goals which people pursue that the one-chip computer controls, the convenience that it brings to somebody can't be denied either, among them the digital thermometer is a typical examp .But the requirements to it of people are higher and higher, want working for modern, scientific research, life, offering the better facilities more conveniently to need starting with counting the one-chipOriginally design digital thermometers recommended to compare with traditional thermometer, convenient to have reading, it is warm and in extensive range to examine, it is warm and accurate to examineOriginally design and is divided into hardware designing and software design. The hardware system is made up of 3 pieces of module: Master controller, examining the warm circuit and revealing the circuit. The software system procedure mainly includes the main program, reads the temperature subprogram, temperature changes the order subprogram, accounting temperature subprogram.The one-chip computer AT89C51 has strong, small functions, low power dissipation, the price is cheap, it is reliable to work, characteristic easy to use. So control circuit adopts the one-chip computerExamine the warm transducer and use DS18B20, because the transducer DS18B20 has reading convenient, it is warm and in extensive range to examine, Realize temperature reveals.Keyword: One-chip computer AT89C51, DS18B20 transducer, 4 positive pole LED number reveal, in charge of together。
数字温度计的设计与制作-
数字温度计的设计与制作【摘要】随着国民经济的发展，人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。
采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在日常生活以及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。
在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。
温度控制在生产过程中榨油相当大的比例。
温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。
传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
【关键词】温度测量 DSI8B20 AT89C51目录一、绪论 (6)(一)课题背景及意义 (6)(二)课题的研究与开发目的 (6)(三)本文的主要工作 (6)二、开发工具介绍 (6)(一) Proteus (6)(二) Keil (7)三、系统概述 (7)(一)方案一 (7)(二)方案二 (8)(三)系统设计原理 (8)(四) 系统组成 (8)(五) DS18B20温度传感器与单片机的借口电路 (9)四、系统软件设计 (10)(一)主程序设计 (10)(二)DS18B20初始化 (11)(三)数据测试 (12)(四)仿真结果 (12)五、结束部分 (15)(一)结语 (15)(二)致谢 (16)参考文献 (17)数字温度计的设计与制作一、绪论(一)课题背景及意义随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
数字体温计的设计
数字体温计的设计一、实验目的1.研究NTC热敏电阻的电学、热学性质。
2.利用NTC热敏电阻设计一个数字体温计，并评估其精度。
二、实验原理（一）NTC热敏电阻NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。
它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。
温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。
NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在102～106欧姆，温度系数-2%～-6.5%。
NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。
部分专业术语：1.（额定）测量功率P m（mW）热敏电阻在规定的环境温度下，阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。
一般阻值变化不应大于0.1%。
当热敏电阻受测量电流加热引起的阻值变化恰为0.1%时，对应的测量功率P m称为额定测量功率，其数值约在1mW左右，并与环境温度有关。
【根据图1所示的热敏电阻的尺寸、玻璃的热容量及导热系数等参数，可以估算出P m的大致数量级。
】2.零功率电阻值R T（Ω）R T指在温度T时，采用小于额定值的测量功率测得的电阻值。
3.额定零功率电阻值R25（Ω）根据国标规定，额定零功率电阻值是NTC热敏电阻在基准温度25℃时测得的电阻值R25，这个电阻值就是NTC热敏电阻的标称电阻值。
例如，实验室使用的NTC热敏电阻的阻值为10 k ，就是指该NTC热敏电阻的R25 = 10 kΩ。
4.材料常数（热敏指数）B（K）B值的定义式为：B=T1T2T2−T1ln R1R2图1 玻璃封装系列NTC热敏电阻T 1（K ）、T 2（K ）为指定的温度。
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。
多点数字温度检测装置设计
多点数字温度检测装置设计引言温度是一个重要的物理量，在我们的日常生活和工作中有广泛的应用。
为了保证各种设备和环境的安全性和稳定性，需要对其温度进行监测和控制。
传统的温度检测装置通常只能测量单点温度，而无法全面地监测多个位置的温度变化。
本文将介绍一种新型的多点数字温度检测装置的设计。
设计目标本文设计的多点数字温度检测装置旨在满足以下几个目标： 1. 多点温度检测：能够同时监测多个位置的温度变化，并实时反馈温度数据。
2. 数字化输出：将温度数据以数字化的形式输出，方便后续的数据处理和分析。
3. 高精度和稳定性：保证温度检测的精度和稳定性，使得监测结果更加可靠和准确。
硬件设计多点数字温度检测装置的硬件设计包括传感器、控制器和显示屏三个主要部分。
传感器选取合适的温度传感器对多点温度进行检测是本设计的基础。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻等。
在本设计中，我们选择了热敏电阻作为温度传感器。
热敏电阻的特点是价格低廉、稳定性好，并且具有较高的灵敏度。
将多个热敏电阻布置在待检测的位置，可以实现多点温度的检测。
控制器控制器主要负责采集传感器的温度数据，并将其转化为数字信号进行处理。
控制器可以选择单片机或者微处理器，通过相应的模拟转数字转换（ADC）模块，将传感器的模拟信号转化为数字信号。
通过编程来控制控制器，实现温度数据的采集和处理。
显示屏显示屏用于显示采集到的温度数据。
显示屏可以选择液晶显示屏或者数码管等。
液晶显示屏在显示效果和易读性上具有优势，而数码管在成本和耗电方面更加优秀。
可以根据具体需求选择合适的显示屏。
软件设计软件设计是多点数字温度检测装置的核心部分。
主要包括采集数据、数据处理和传输三个方面。
采集数据在软件设计中，首先需要编写程序来采集传感器的温度数据。
通过控制器和ADC模块，可以读取到传感器的模拟信号。
根据传感器的电特性和电路设计，可以将模拟信号转化为对应的温度数值。
通过循环读取传感器数据，并存储到内存中，实现多点温度数据的采集。
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。
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目录设计要求 0引言 (1)一、DS18B20型数字温度传感器工作原理 (1)1.DS18B20的特性 (1)2.DS18B20的内部结构 (1)3.DS18B20的工作时序 (2)3.DS18B20的存储器及测得的温度值 (3)4.DS18B20的命令 (4)二、设计思路 (5)三、硬件设计 (5)1.总体框图 (5)2.时钟振荡电路 (5)3.超温报警电路 (6)4.复位电路 (6)5.键盘电路 (7)6.显示电路 (8)四、软件设计 (8)1.主程序设计 (8)2.传感器子程序 (10)3.键盘子程序 (14)4.显示子程序 (16)5.声明函数 (17)五、电路图仿真及封装 (19)六、设计说明 (19)七、设计心得 (20)参考文献 (21)数字式温度检测装置的设计设计目的无论在工业生产，还是日常生活中，温度参数都是最重要和最常见的测量参数。
集成温度传感器具有微型化、低功耗、高性能及抗干扰力强等优点，适用于多种温度测控系统。
1.要求学生采用MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度检测装置，实现单点温度参数的检测。
通过这一设计，了解集成温度传感器的性能特点，初步掌握微机化检测装置的设计方法，达到专业课综合训练的目的。
2.要求学生复习《传感器》、《测控电路》、《单片机》等专业课知识，训练综合所学知识解决实际问题的能力。
技术要求1、单点温度检测范围：0~80℃；精度：±0.5℃；2、温度传感器：DS18B20型可编程温度传感器；3、利用三段LED数码管显示温度，两位整数，一位小数；4、具有键盘输入上下限功能，要求超温后发声报警。
设计说明书的具体要求1、根据设计任务要求，确定总体设计方案，画出系统组成框图；2、分析所选传感器的工作原理及性能特点；3、详细讨论各部分电路的实现方法和原理，计算相应的参数并确定所选元器件的型号；4、选择合适的芯片，完成系统的接口电路设计；5、完成题目的程序设计，提交程序设计框图及程序清单；6、完成电路的PCB设计并绘出总的电路图。
（选做）7、提交设计报告书。
要求打印，并列出参考文献。
设计说明书要求3000~5000字，必须自己完成；参考文献至少3~6篇（除参考书外）；各部分电路不能徒手画，不能通过扫描或粘贴完成。
8、设计报告书交稿时间: 1月13日上午9:00 ~ 11:00测控系2014年12月引言温度是一个基本的物理现象，它是生产过程中应用最普遍、最重要的工艺参数[1]。
温度传感器是现代工艺测试和工业过程控制中应用频率最高的传感器之一。
当前，主要的温度传感器，如热电偶、热电阻及辐射温度传感器等的技术已经成熟，且各自都有优点。
例如热电偶的可测温度范围最宽，而热电阻的测量线性度最优，热敏电阻的测量精度最高[2]。
结合各种温度传感器的特点及设计要求，本次设计采用DS18B20型数字温度传感器。
一、DS18B20型数字温度传感器工作原理1.DS18B20的特性DS18B20数字温度传感器是单总线器件，具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、移配微处理器、线路简单等特点，可以直接将温度值转换为串行数字信号供处理器处理，特别适合多点温度测控系统。
DS18B20产品的特点：（1）只要求一个端口即可实现通信，本设计采用P1.0端口通信；（2）在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号，适合多点温度测控；（3）实际应用中不需要外部任何元件即可实现测温，线路简单；（4）测量温度范围在-55至125℃之间；（5）数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择；（6）内部有温度上下限设置。
2.DS18B20的内部结构DS18B20的内部结构如图一所示：主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的引脚排列如图二所示，其中DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端。
ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，他可以被看做是该DS18B20的地址序列码。
每个DS18B20的64位序列号均不同。
64位ROM的排列是：前8位是产品的家族码，接着的48位是DS18B20的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。
ROM的作用是使用每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现在一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
3.DS18B20的工作时序DS18B20是在一根I/O线上读写数据，对读写的数据位有严格的时序要求，该协议定义了几种信号的时序：初始化、读时序、写时序。
所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备，而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行些命令后，主机需启动读时序完成数据接收，数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20的复位时序：主机把单总线拉低至少480sμ，最多不超过960sμ。
之后释放总线，等待DS18B20应答。
DS18B20接收到到复位脉冲后等待15至60sμ发出应答脉冲。
应答脉冲能保持低电平60至240sμ。
主机收到此信号表示复位成功。
主机从发送完复位脉冲到再次控制总线至少等待480sμ。
DS18B20的读时序：对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
读时序是主机把单总线拉低之后，在15sμ之内就得释放单总线，让DS18B20把数据传输到单总线上，DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60sμ才能完成。
DS18B20的写时序：对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。
对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同。
当要写0时序时，单总线要被拉低至少60sμ，保证DS18B20在15至45sμ之间能够正确的采样I/O总线上的“0”电平，当写1时序时，单总线被拉低之后，在15sμ之内就得释放总线。
DS18B20传感器进行的功能操作是在发行命令的基础上完成的，上电后传感器处于空闲状态，需要控制器发送命令才能完成温度转换。
对传感器的功能操作的次序是首先完成对芯片内部的ROM操作，有5条操作ROM的指令可用于器件识别，他们分别是：Read ROM(33H)、Match ROM(55H)、Skip ROM(CCH)、Search ROM(F0H)、Alarm Search(ECH)。
Read ROM用于读出DS18B20的编码（64位地址）；Match ROM：查找与给定64为ROM编码相匹配的DS18B20；Skip ROM：忽略64位ROM编码，适用于仅有1个DS18B20的场合，无需64位码就能快速选定器件；Search ROM适用于多个DS18B20的场合，该指令可识别出每个器件的编码；Alarm Search：用于温度报警查询。
3.DS18B20的存储器及测得的温度值DS18B20传感器具有9字节RAM，其中字节1、2用来存放当前测量的温度值，1为低8位，2为高8位；字节3、4用来存放预警温度的上下限，3为上限，4为下限，字节5用于配置寄存器，确定温度数据的位数，还有保留字节、CRC校验字节组成。
DS18B20出厂时被设置为12位。
温度的低位字节和温度的高位字节数据格式为：低位字节D3 D2 D1 D0 C3 C2 C1 C0 高位字节S S S S S D2 D1 D0 当S=0时，T≥0T=64D+6+32D5+16D4+8D3+4D2+2D1+D0+1/2C3+1/4C2+1/8C3+1/16C0当S=1时，T<0，值为补码。
结构寄存器内容用于确定温度值的数字转换分辨率。
结构寄存器的数据格式和该字节各位意义如下：TM R1 R0 1 1 1 1 1TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是测试模式。
在DS18B20出厂时该位被设置为0，低5位一直都是1；R1和R0用来设置分辨率如下表：R1 R0 分辨率/位最大转换时间/ms0 0 9 93.750 1 10 187.51 0 11 3751 1 12 750高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的E2PROM组成。
使用一个存储器功能命令可对TH、TL或结构寄存器写入。
高速暂存器是一个9字节的存储器——开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时副本，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；第九字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。
4.DS18B20的命令对DS18B20传感器RAM的操作指令有6条。
分别为：Write(4EH)、Read(BEH)、Copy(48H)、Convent(44H)、Recall(B8H)、Read Power(B4H)。
Write:写RAM存储器，随后的3个字节分别写入RAM字节3,4,5，预设报警温度的上下限值，配置寄存器，该指令必须在复位操作前完成；Read:读出RAM中所有9字节的数据，该指令可随时被复位操作所终止；Copy:将RAM区的3,4,5字节备份至EEPROM；Convent:温度转换开始指令；Recall:将EEROM中的数据装入RAM；Read Power:读电源指令。
对DS18B20的每一次操作均由4个步骤组成：（1）初始化（复位操作）；（2）对ROM操作指令（识别器件）；（3）对RAM操作指令（读、写、转换）；（4)收发数据[3]。
DS18B20的功能命令如下：功能描述代码启动温度转换44H读取温度寄存器等BEH读DS18B20的序列号33H将数据写入暂存器的第2、3字节中4EH匹配ROM 55H搜索ROM F0H报警搜索ECH跳过读序列号操作CCH读电源供给方式B4H二、设计思路选用MCS-51系列单片机中的AT89C51为主控制器，外接输入上下限键盘、时钟振荡、电源、LED显示器、传感器、超温报警电路、复位电路。
由键盘输入范围在0到80℃的温度上下限，单片机读取存储，温度传感器测量温度存储入单片机，再由LED显示电路显示温度，判断温度大小，当超出键盘输入的温度上下限时报警电路报警。
三、硬件设计1.总体框图由于DS18B20温度传感器为数字温度传感器，即输出为数字信号，所以不需要A/D转换器。
原理图如下：2.时钟振荡电路振荡电路和单片机内部的时钟一起构成了单片机的时钟电路。
根据硬件电路的不同，连接方式分为内部时钟方式和外部时钟方式。
在工程应用中，最常用的是内部时钟方式。
如下图所示，单片机的两个引脚XTAL1、XTAL2分别接到石英振荡器的两端，与电容构成并联谐振电路。
的大小振荡器频率、振荡器的稳定、起振的快速性。
通常选择30pF左右，也可以在5到60pF之间选择。