温度实时测量装置

外界温度实时检测装置

蒋兴宇王帅肖云漭摘要本系统是基于DS18B20温度传感器检测温度装置，用于检测在外界温度变化的情况下，检测出外界温度的实时数值。该系统由MSP430单片机、温度传感器、数码管、温度检测电路和数码管显示电路组成。其中MSP430单片机用于对整体电路供电、输入输出高低电平、控制程序运行，以满足题目对温度检测要求；温度传感器感应外界温度，并将外界温度实时数值通过单片机和数码管控制电路传至数码管上显示出来；外界温度检测电路和显示电路分别控制温度传感器、数码管，再由单片机传输温度信号。经测试，本系统能较好地完成较大范围（-55℃~125℃范围内）内温度的检测。

关键词：温度传感器；数码管；三个时序；时间隙

1 方案论证与比较

1.1温度检测电路的选择

方案一：采用锁存器控制温度传感器对外界温度进行实时检测。通过温度检测电路将外界温度实时测量值传输到单片机，进而在数码管上显示出来。本方案较为复杂且成本较高，不符合实验经济性要求。

方案二：直接采用MSP430单片机控制温度传感器测量外界温度。MSP430单片机直接与温度传感器相连，将温度测量值在数码管上显示出来，实验装置简单，成本低但精度高，符合实验要求。

综上所述，我们采用方案二。

1.2总体方案论述

综上所述，系统由MSP430单片机、温度传感器、四位数码管、温度检测电路、温度显示电路构成，系统总体框图如图1所示。

图1 系统总体框图

2 电路与程序设计

2.1 系统电路设计

图2 电路图

2.2数码管显示电路

数码管采用四位数码管显示器以实现在-55℃~125℃测量温度值。显示电路采用连330Ω陶瓷电阻以拓宽数码管显示范围。四位数码管显示是测量值更加精确，可实现大范围温度值测量。

图3 数码管显示电路

2.3 温度测量电路

使用DS18B20温度传感器以及4.7KΩ陶瓷电阻，通过温度传感器感应温度的特性，从而将外界温度通过单片机传输到数码管显示出来，从而实现对外界温度的实时检测。

图4 温度测量电路

3.1 程序设计

本设计使用TI指定MSP430单片机时钟延时模块来完成，该单片机主要是通过延时将温度显示在数码管上。

3.2 测量结果标定

4 测试方案与测试结果

4.1测试仪器

MSP430单片机正负5V电源

4.2 测试方案

图5 测试电路

4.3测试结果及分析

由上述测试数据可得，本系统能较好地对外界温度进行实时测量并显示数值。温度测量的误差较小但稳定性略差，是温度传感器感应面积小且受外界影响较大等因素导致的。

5 总结

本系统能够满足在较大范围内外界温度进行实时测量的要求。系统能-55℃~125℃范围内对外界温度进行较高精度的测量，通过温度测量电路及数码管显示电路将外界温度检测出来并由单片机处理显示在数码管液晶屏上，本系统测量结果精度高，适用温度范围广。