基于AT89C51单片机数字温度测量与显示系统的设计和制作讲解

基于AT89C51单片机的数字温度测量及显示系统的设计和制作

系部: 电子与通信工程系

班级:电信11C1

姓名:蔡华

学号: 112221101

指导教师:周步新

2013年 3月 1 日

目录

摘要 (1)

引言 (2)

一.温度测量及显示系统的概述 (3)

(一)本设计任务和主要内容 (3)

(二)主要芯片的介绍 (3)

二.系统主要硬件电路设计 (4)

(一)方案论证 (5)

(二)单片机主机系统电路 (7)

三.温度传感器的选择 (8)

(一)采用DS18B20温度传感器 (8)

(二) DS18B20的管脚排列 (10)

四显示器的选择 (11)

(一)1602显示器 (12)

五温度控制电路的设计…………………………………………第13-14页

六系统的控制 (14)

(一)温控电路及报警电路的控 (15)

(二)LCD显示电路的控制 (16)

五.总结 (17)

六.参考文献 (18)

七.致谢 (19)

附录

元器件清单 (20)

基于单片机数字温度测量及显示系统原理图 (21)

摘要

随着科技的不断进步,在工业生产中温度是常用的被控参数,而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统

的设计。本文采用单片机来实现对温度的控制。它的主要组成部分有:AT89C51单片机、显示器、传感器、显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度,实现对温度的自动控制。通过测试表明,本设计对温度的控制有方便、简单的特点,从而大幅提高了被控温度的技术指标。此设计精确度较高,可以很好地测量出温度并显示出来!本系统电路简单、调试简单,具有一定的使用价值!

关键词:单片机;显示器;传感器;AT89C51;

引言

科技的快速发展使得单片机技术已经普及到我们的生活的各个领域,单片机技术已经成为一种比较成熟的技术。我在本文中将介绍一种基于单片机控制的数字温度器,此温度器属于多功能温度器,可以设置上下报警温湿度,当温湿度不在设置范围内时,可以报警并且进行控制温度的控制和使用已经广泛应用于人们的生产和生活中,人们使用温度器来采集温度,通过人工操作加热和降温来控制温度,这样不但能控制精度低、实时性差的缺点,而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器,但由于其互换性差,效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高,由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响,甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点,需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制,以其测量精度高,操作简单。可运行性强,设计简便等优点,特别适用于生活,医疗,工业生产等方面的温度测量及控制。

本设计是一个数字温度测量及控制系统,并能在超限的情况下进行控制、调整,并报警。保证环境保持在限定的温度中。使用方便,设计简单。可控制性强。本设计和好的融合了温度传感器,LED显示器,A T89C51等功能!

一.温度测量与显示系统的概述

(一)本设计任务和主要内容

本论文主要研究单片机控制的温度器,分别对测量、显示、报警及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。

主要内容如下:

当温度在安全范围内无任何动作。当温度高于设置报警的上限值时风扇转同时红色led亮,当低于时继电器以留出接口,常闭和常开,用来连接设备以便使用(二).主要芯片的介绍

本课题采用单片机AT89C51控制的数字温度测量与显示系统,其功能的实现主要通过软件编程来完成,采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。且AT89C51的使用寿命很长,数据保留时间也较长,可以达到十年的时间。就是因为这一些类的特性,与优点。所以本次设计我才会选择使用这一类的单片机来作为我实现此系统的工具。

附:AT89C51主要引脚及功能:

二.系统主要硬件电路设计

(一)方案论证

主要对课程设计的题目进行了分析,根据要实现的功能,综合比较几种设计方法,提出了实现系统功能的最佳方案。

本设计是一个数字温度控制系统,能测量温度,并能在超限的情况下进行控制、调整,并报警。

该系统采用MCS-51系列单片机AT89C51作为控制核心,该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机,使其技术比较成熟,应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少,便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性,能方便地对系统进行功能的扩张和更改。MCS-51单片机特点如下:

原理框图如图所示:

原理框图 具体工作指标

正常工作范围:-5℃~60℃ 误差:<1℃

(二)单片机主机系统电路

AT89C51单片机是属于51系列单片机里的。它的内部自带2K 字节可编程FLASH 存储器的低电压、高性能COMS 8位微处理器。AT89C51单片机还与Intel MCS-51系列单片机的输出管脚和指令相互兼容。由于AT89C51将多功能8位CPU 和闪速存储器结合在单个的芯片里,所以,AT89C51构成的单片机系统是所有系统里结构最简便,价格最便宜,使用效率最高的控制系统,它还节省了外部的RAM 与ROM 和接口器件,

削减了硬件方便的开销。节省了制造成本,提高了系统的性价比。

单片机主机系统图

根据设计的要求,要利用温度传感器实时温度。当温度高于设定的温度时(60℃),当温度高于设置报警的上限值时风扇转同时红色led亮,当低于时继电器以留出接口。同时要求能设定温度。毕业设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。设计中采用单片机来控制温度,因此要有温度的显示电路,温控电路,报警电路等几个部分。

要实现系统的设计要用到的知识点有单片机的原理及其应用,温度传感器的原理和应用,及显示电路的设计等。

三温度传感器的选择

(一)采用DS18B20温度传感器

DS18B20主要由四部分组成:温度传感器、配置寄存器、64位ROM、非挥发的温度报警触发器TH和TL。

DS18B20数字温度传感器,亦可称作“一线器件”,它具有以下的几个优点:

1)测量的范围广-55℃——125℃。

2)使用的过程中不需要别的外围元件。

3)DS18B20的接口方式它是单总线。DS18B20与微处理器连接的时候仅仅只需要一条线。单总线有以下几个特点:经济、可以抗干扰、使用方便、在恶劣环境

下页可以测量出现场的温度。

4)供电方式多种多样。

5)可以实现多点测温。

6)DS18B20的测量分辨率科以达到9—12位。

7)负压特性电源极接反时,温度器不会因为发热而烧掉,但是却不能正常工作。

8)DS18B20还具有掉电保护功能,在系统掉电以后它仍可以保护分辨率及报警温度的设定值。

DS18B20还具有体积小、适用电压更宽、更经济等优点。适合于构建自己的测温系统。

DS18B20的引脚排列:

GND:电源接地。

VDD:外接电源输入端。

DQ:数字信号端。

(二)DS18B20的管脚排列如图所示。

DS18B20的管脚排列图

DS18B20有六条控制命令,如表所示:

表 DS18B20控制命令

在硬件上,DS18B20与单片机的连接有两种方法,一种是VCC与外部电源连接,

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。如图所示:

温度传感器DS18B20原理图

四显示器的选择

(一) LED1602显示器

工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符。虽然LCD显示器的价格比数码管要贵。但是它有一个非常本质的优点就是它的显示效果好,所以采用LCD 作为显示器。

(二)LCD引脚图

1602有16个引脚:

1602显示质量高,功耗小。与单片机的连接如图所示。

J2

sbit rs=P2^7;//LCD数据/命令选择端(H/L)

sbit rw=P2^6;//LCD读/写选择端(H/L)

sbit en=P2^5;//LCD使能控制

uchar code table[]={"STC89C52+DS18B20"};//液晶固定显示部分

五温度控制电路的设计

图:温度控制电路

实际电路如图所示,通过按键设定温度的上下限。把实际测量的温度和设定的上下限进行比较。来控制P1.1、P01.2、P2.0端口的高低电平。把P1.1、P01.2、P2.0端口分别与三极管的基极连接来控制温度和报警。

#include

#define uchar unsigned char //宏定义

#define uint unsigned int

sbit DQ = P1^0;

sbit k1=P3^1;

sbit k2=P3^2;

sbit k3=P3^3;

sbit beep=P2^0;

sbit js=P1^2;

sbit jx=P1^0;

uchar temp_value,num,t,s1num; //温度值

uchar htemp=60,ltemp=-5; //温度上下线初始化

bit yyp=1,lalarm=0

六系统的控制

本章对系统的硬件控制进行概述。分别对温度控制电路,报警电路及LCD液晶显示电路进行说明。

(一)温控电路及报警电路的控制

单片机的P1.1、P01.2、P2.0分别与三极管的基极连接来控制控制温度和报警。只要控制单片机的P1.1、P01.2、P2.0口的高低电平就可以控制模拟电路的工作。

图:温度控制和报警

(二)LCD显示电路的控制

把8根数据线和P0口连接,把3根控制线和P2.5、P2.6、P2.7连接。给VCC端

D1

加上+5V的电压,GND端接地。

总结:

本次设计的软件是以AT89C51为主,是利用了软件和硬件互相结合的自动控制温度的经典例行。在当今社会单片机的运用已经实践到了我们的生活和生产中,我们也学会了用单片机来控制一些类的模拟电路。这次的设计也是用单片机来控制的温度。在这个设计里,我实现了用单片机来改变了我们传统的对温度的控制方法,这一设计为控制温度开辟了另一条的道路。据现在我们国家的科技和工业水平的发展,这个实物的设计很符合工业生产的需求,不铺张浪费。不仅可以实现我国工业化的发展,更可以拓展我们自己的知识面。

经过四个多月的方案论证、系统的硬件和软件的设计以及系统的调试。我还查阅了大量有温度传感器、单片机及其接口电路、控制方面的理论。经过了一番特殊的体验后,不仅经历了失败的痛苦,也尝到了成功的喜悦。这是我第一次靠用所学的专业知识来解决问题。通过这一事件可以检查了自己的知识水平,让我对自己有一个全新的认识。通过这次毕业设计,我锻炼了自己分析问题处理问题的能力,页提高了自己的动手能力。这些培养和锻炼的机会对于我们这些即将毕业走向工作岗位的大学生来说,是非常重要的,也是非常重要的经验和财富

这次毕业设计基本的完成了任务书的要求,实现了温度的控制与显示。通过测试表明系统的设计是正确的,可行的。但是由于我本身的设计经验和知识水平的有限,实物方面还存在许多不足和缺陷。

参考文献

[1] 沙占友. 集成温度传感器原理与应用. 北京:机械工业出版社,2002, 84~95.

[2] 刘君华. 智能传感器系统. 西安:西安电子科技大学出版社,1999,83~105.

[3] 沙占友. 智能化传感器原理与应用. 北京:电子工业出版社,2004,99~108.

[4] 赵负图. 传感器集成电路手册. 北京:化学工业出版社,2002,692~703.

[5] 张毅刚. MCS-51单片机原理及应用. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004,81~94

[6] 李玉峰,倪虹霞 MCS-51系列单片机原理与接口技术. 北京:人民邮电出版社,2004,187~216.

[7] 林伸茂. 8051单片机彻底研究经验篇. 北京:人民邮电出版社,2004,7~14.

[8] 沙占友. 单片机外围电路设计. 北京:电子工业出版社,2003,37~48.

[9] 何希才. 传感器及其应用电路. 北京:电子工业出版社,2001,36~47.

[10] Intel:MCS-51 Family of Single Chip Mirocomputers User’s Manual,1990,3~9.

[11] 吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.《8051单片机实践与应用》[M].北京:清华大学出版社,2002.

[12] 高峰,《单片微型计算机与接口技术》[M].北京:科学出版社,2003.

[13] 黄卜夫.欧洲设备安装总线综述[M].电子技术应用,2001(No.4):7-10

[14] 戚作钧.无线电技术基础[M].第一版.北京:人民教育出版社,1959:165-183

[15] Wayne Tomasi.电子通信系统[M].王曼珠,许萍,曾萍等译.第四版.北京:电子工业出版社,2002:137-141

致谢

在本次毕业设计中,自己不仅付出了很多心血,很多老师和同学也给了我很大的支持,为我的设计创造了很多有利条件,在这里,我要特别感谢我的指导老师周步新老师,在课程设计的开始,周步新老师给了我很多帮助,指导我了解了很多单片机和protel软件的相关知识,并在当我设计遇到困难时,及时的给予帮助和鼓励,同时,对我其他学科的鼓励也渗透在课程设计的同时,给了我莫大的信心,为我顺利完成毕业设计起到了非常重要的作用。同时。我还要感谢老师,为我的课程设计提供了非常便利的条件。最后还要感谢帮助我的同学,在我遇到困难时给予我耐心的帮助。

数字温度计的设计

数字温度计的设计 【摘要】 本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,就是用单片机实现温度测量,传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器,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转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于AT89S52单片机的数字温度计的设计用LCD数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求,可以用于温度等非电信号的测量,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 【关键词】关键词1温度计;关键词2单片机;关键词3数字控制;关键词4DS1620 目录 第一章绪论 (2) 1.1 前言 (3) 1.2 数字温度计设计方案 (3) 1.3 总体设计框图 (3) 第二章硬件电路设计............................ 错误!未定义书签。 2.1 主要芯片介绍 (5) 2.1.1 AT89C51的介绍 (5) 2.1.2 AT89C51各引脚功能介绍 (5) 2.2 温度传感器 (7) 2.2.1 DS1620介绍 (7) 第三章软件设计................................ 错误!未定义书签。

3.1 主程序流程图 (11) 3.4 计算温度子程序流程图 (13) 3.5 显示数据刷新子程序流程图 (13) 第四章 Proteus仿真调试......................... 错误!未定义书签。 4.1 Proteus软件介绍 (15) 4.2 Proteus界面介绍 (16) 4.2.1 原理图编辑窗口 (18) 4.2.2 预览窗口 (23) 4.2.3 模型选择工具栏 (31) 4.2.4 元件列表 (35) 4.2.5 方向工具栏 (37) 4.2.6 仿真工具栏 (38) 4.3 本次设计仿真过程 (39) 4.3.1 创建原理图 (40) 设计总结 (50) 结论 (57) 参考文献 (59) 致谢 (62) 附录 (72)

基于AT89C5单片机的数字温度计设计

基于AT89C5单片机的数字温度计设计

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 科研实践 题目:基于单片机的数字温度计的设计

目录 目录 (2) 1.绪论 (3) 1.1课题研究背景及意义 (3) 1.2课题研究的内容 (3) 2.数字温度计的系统概论 (5) 2.1系统的功能 (5) 2.2温度计的分析 (5) 3.设计方案和要求 (6) 3.1设计任务和要求 (6) 3.2元器件的选取 (6) 3.3系统最终设计方案 (7) 4.硬件设计 (8) 4.1总体设计结构图 (8) 4.2硬件电路概述 (8) 4.2.1最小系统 (8) 4.2.2输入电路设计 (11) 4.2.3输出电路设计 (12) 5.硬件仿真 (15)

6.实物制作 (18) 6.1电路板焊接 (18) 6.2电路板调试 (19) 7.小结 (20) 附录 (21) 1.参考文献 (21) 2.原理图 (22) 3.元器件清单 (23) 4.软件程序 (24) 5.实物图 (30) 1.绪论 1.1课题研究背景及意义 单片机技术作为计算机技术的一个分支,广泛地应用于工业控制,智能仪器仪表,机电一体化产品,家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。学生在课程设计,毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识,而且,进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此,提高“单片机原理及应用”课的教学效果,让学生参与课程设计

实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛,如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法,是一个很有价值的教学项目。为此,我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计,锻炼学生的动脑动手以及协作能力。 单片机课程设计是针对模拟电子技术,数字逻辑电路,电路,单片机的原理及应用课程的要求,对我们进行综合性实践训练的实践学习环节,它包括选择课设任务、软件设计,硬件设计,调试和编写课设报告等实践内容。通过此次课程设计实现以下三个目标:第一,让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法,即学生根据设计要求和性能约束,查阅文献资料,收集、分析类似的相关题目,并通过元器件的组装调试等实践环节,使最终硬件电路达到题目要求的性能指标;第二,课程设计为后续的毕业设计打好基础,毕业设计是系统的工程设计实践,而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用,从已学过的定性分析、定量计算的方法,逐步掌握工程设计的步骤和方法,了解科学实验的程序和实施方法。第三,培养学生勤于思考乐于动手的习惯,同时通过设计并制作单片机类产品,使学生能够自己不断地学习接受新知识(如在本课设题目中存在智能测温器件DS18B20,就是课堂环节中不曾提及的“新器件”),通过多人的合作解决现实中存在的问题,从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣,也提高了学生的动手能力,对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础。 1.2课题研究的内容 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统,详细描述了利用数 字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机喜爱的硬 件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,对各部分的电路也进 行一一介绍,该系统可以方便的是实现温度采集和显示,并可以根据需要任意 设定上下限报警温度,它使用起来方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体 积小、功耗低等优点,适合我们日常生活和工农业生产中的温度测量,也可以 当做温度处理模块嵌入其他系统中,作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20和AT89C51结合实现最简温度检测系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合 与恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。 本设计首先是确定目标,气候是各个功能模块的设计,再在Proteus软件上 进行仿真,修改,仿真。 本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范 围内时,可以报警。

单片机数字温度计课程设计报告

数字温度计课程设计报告 目录 1. 设计任务 .................................................................... ................ .. (1) 1.1设计目的 . .......................................... .............. (1) 1.2设计指标 . ............................... ...................... . (1) 1.3设计要求 (1) 2.设计思路与总体框图................................................ .. (1) 3.系统硬件电路的设计............................................... (2) 3.1主控电路 .................................................. (2) 3.2液晶显示电路 (3) 3.3按键电路 ........... ................................................... .. (3) 3.4报警电路 .......................................... . (4) 4.系统仿真设计 (4) 4.1仿真原理图 ............................................................... ...... (4) 4.2各功能元件的分析 (5) 5.系统软件设计 (10) 5.1主程序 (11) 5.2读出温度子程序 (11) 5.3温度转换命令子程序 (12) 5.4设计温度子程序 (12) 5.5 1602 的温度显示 (13) 6.总结与体会 ...................................................................................... .... . (13) 6 1总结 ............................................................ ....... . (13) 6. 2 体会 ............................................................ ....... . (14) 7.参考文献 ............................................................ ....... .. (15) 8.附录 (16) 1.设计任务 1

基于51单片机的DS18B20数字温度计的实训报告

电子信息职业技术学院 暨国家示性软件职业技术学院 单片机实训 题目:用MCS-51单片机和 18B20实现数字温度计 姓名: 系别:网络系 专业:计算机控制技术 班级:计控 指导教师: * 伟 时间安排:2013年1月7日至 2013年1月11日

摘要 随着国民经济的发展,人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。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占有相当大的比例。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:单片机,数字控制,温度计, DS18B20,AT89S51

基于单片机的数字温度计设计开题报告

****大学综合性设计实验 开题报告 ?实验题目:数字温度计的设计 ?学生专业10电气工程与自动化 ?同组人:———————— ?指导老师: 2013年4月

1.国内外现状及研究意义 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(计算机技术)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,在我国各领域已经引用的非常广泛,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智能集成温度传感器。 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)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高,现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式,从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展,并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展,本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法,并对以此传感器,AT89S51单片机为控制器构成的数字温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。与传统的温度计相比,其具有读数方便,测温范围广,测温准确,输出温度采用数字显示,主要用于对测温要求比较准确的场所,或科研实验室使用。该设计控制器使用ATMEL公司的AT89S51单片机,测温传感器使用DALLAS公司DS18B20,用液晶来实现温度显示。 2.方案设计及内容 (一)、方案一 采用热电偶温差电路测温,温度检测部分可以使用低温热偶,热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成,热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压,便可推断出检测结点的温度。数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机,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。热电偶的优点是工作温度范围非常宽,且体积小,

基于单片机的温度测量系统设计(DOC)

基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要:本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足,提出了一种基于STC单片机,采用Pt1000温度传感器,通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了,铂热电阻测量温度的原理,基于STC实现铂热电阻阻值测量,牛顿迭代法计算温度,给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证,该系统测量精度高,线性好,具有较强的实时性和可靠性,具有一定的工程价值。 关键词:STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer,Pt1000temperature sensor,platinum thermistor’s resistance,Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高,而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内,应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广,结构简单,但是它的电动势小,灵敏度较差,误差较大,实际使用时必须加冷端补偿,使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器,具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点,适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵,在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点,但其阻值与温度变化成非线性关系,在测量精度较高的场合必须进行非线性处理,给计算带来不便,此外元件的稳定性以及互换性较差,从而使它的应用范围较小。 (4)铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些,但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范

基于单片机的数字温度计的设计

基于单片机的数字温度计的设计 摘要:本文介绍了一种AT89S52单片机的数字温度计设计。该数字温度计的主控系统采用AT89S52单片机,温度采集选用PT100型温度传感器,显示系统选用数码管,实现对温度的测量和显示。该数字温度计具有稳定性高、精度准确、结构简单等优点。 关键词:AT89S51单片机温度传感器PT100数码显示 温度传感器应用于诸多领域,不管是信息化还是工业化,我们都能够看到温度传感器的身影。 铂电阻温度传感器因其测量准确度高、测量范围大、稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃~650℃)范围的温度测量中。 pt100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变,在0℃时阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。 本设计采用PT100温度传感器,将把温度的变化转变成电压信号的变化并将其放大,然后通过A/D转换,将数据传递给单片机,再由单片机将信号进行处理,通过数码管显示出当前温度。电路原理如图: 本系统选择PT100温度传感器,选择AT89S52单片机,AT89S52接受PT100的信号,经过处理,当数码管接收到经过AT89S52单片机处理过的信号后,显示出接收到的温度。 而且温度传感器,输出信号是数字信号,而不是传统意义上的模拟信号,这样便于单片机处理及控制。省去了传统的模拟温度传感器需要的A/D转换电路,省去了很多不必要的电路,从而电路得到了简化,也提高了系统的工作效率,降低了系统的硬件成本。 PT100是一种广泛应用的测温元件。在-50~+600 ℃范围内具有其它温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。 本设计PT电阻采用三线制接法,可将PT100的两侧相等的导线长度分别加在两侧的桥臂上,使得导线电阻得以消除。 LM324运放电路工作过程:通过集成运放将基准电压4.096V转换为恒流源,电流流过PT100时在其上产生压降,再通过运放将该微弱压降信号放大,即输出期望的电压信号,将信号直接连AD转换芯片。 单片机的选择。AT89S52单片机是一种可靠性高、功率比较低的、性能很高的8bit4Kb 可编辑Flash的微控制器,拥有在系统上能够进行编辑的4Kb存储器。在AT89S52单片机的芯片上,具有8bitCPU和能够在系统进行编辑的Falsh,使得AT89S52在很多的领域被广泛地应用。 AD转换电路采用TLC2543美国德州仪器公司生产的12位开关电容型逐次逼近模数转换器,它具有三个控制输入端,采用简单的3线SPI串行接口可方便地与微机进行连接,是12位数据采集系统的最佳选择器件之一。数码管动态显示接口是单片机中最为常见的显示方式之一。 当单片机输出字形码时,单片机对位选通COM端电路的控制,显示相应的数码。通过分时轮流控制各个数码管的COM端,就会使各个数码管轮流受控显示。而在此过程中,每

单片机课程设计 数字温度计课程设计

单片机原理及系统课程设计 专业:电气工程及其自动化 班级:电气1101 姓名: 学号: 指导教师: 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014 年 1 月 17 日

1设计题目 基于单片机的数字温度计设计。 2设计方案 2.1设计目的 单片机是单片微型计算机的简称,其具有体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等优点,故可以广泛应用于各种领域。其中数字温度计就是一个典型的例子。 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,测温准确等特点,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温要求较高的场所,该设计主要使用的元件有单片机AT89C52,测温传感器使用DS18B20和LCD1602液晶显示器。 2.2性能指标 (1) 基本范围-50℃-110℃; (2) 精度为0.5℃; (3) 液晶LCD显示; (4) 可以设定温度的上下限以及报警功能。 3数字温度计系统的硬件设计 3.1数字温度计硬件框图 数字温度计系统硬件框图如图1所示。 图1 系统的硬件框图

3.2AT89C52单片机 AT89C52单片机引脚配置图,如图2所示。 图2 AT89C52引脚配置图 3.3外围电路 AT89C52的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。选择了内部时钟方式,即利用芯片内部的振荡器,然后在引脚XTAL1和XTAL两端跨接晶体或陶瓷谐振器,就构成了稳定的自激振荡器,其发出的脉冲直接送入内部时钟电路。外接晶振时,C1和C2值通常选择为30PF左右。C1和C2对频率有微调作用。晶体的频率范围可在1.2~12MHZ之间选择。 AT89C52的复位电路是按键电平复位电路,相当于按复位键后复位端通过电阻与Vcc电源接通。复位是单片机的初始化操作。单片机在启动运行时,都需要先复位,其作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。 显示电路采用LCD1602液晶显示器显示。 故障状态指示电路采用发光二级管以及蜂鸣器对运行方式进行指示,可清楚看到系统的故障状态。 测温传感器DS18B20可以直接读出被测温度值,采用三线制和单片机相连,少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。

单片机数字温度计课程设计报告资料整理

目录 1.设计任务............... .. (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计指标 (1) 1.3 设计要求 (1) 2. 设计思路与总体框图 (1) 3. 系统硬件电路的设计 (2) 3.1主控电路........ .. (2) 3.2液晶显示电路3 3.3按键电路....... .... .. (3) 3.4报警电路............... (4) 4.系统仿真设计 (4) 4.1仿真原理图 (4) 4.2各功能元件的分析 (5) 5. 系统软件设计 (10) 5.1 主程序 (11) 5.2 读出温度子程序 (11) 5.3 温度转换命令子程序 (12) 5.4 设计温度子程序 (12) 5.5 1602的温度显示 (13) 6. 总结与体会................ .... . (13) 1

6 1 总结 (13) 6. 2体会 (14) 7. 参考文献 (15) 8. 附录 (16) 1. 设计任务 1.1 设计目的 1. 了解数数字温度计及工作原理。 2. 进一步掌握数字温度计设计方法。 3. 进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 4. 进一步掌握keil和仿真软件的应用。 5. 进一步熟悉集成电路的引脚安排.。 1.2 设计指标 1. 显示温度。 2. 可以显示大于零度的温度也可以显示小于零度的温度。 3. 具有显示相应环境温度的功能,并且具有超出设定范围内温度时可以报警的功能,相应环境可以人为选择。 1.3 设计要求 1. 画出总体设计框图,以说明数字温度计由哪些相对独立的功能模块组成,标出各个模块之间互相联系。并以文字对原理作辅助说明。 2. 设计各个功能模块的电路图,加上原理说明。 3. 选择合适的元器件,在面包板上接线验证、调试各个功能模块的电路,在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式,

温度检测显示系统设计

毕业设计 设计题目温度监测显示系统设计 系部信息工程系 专业电子信息工程 班级电子0601 学号063001020001 姓名宋天诗 指导老师王珊珊 温度检测显示系统 一、设计要求 1.以传感器,单片机,数码管等元器件,设计一个温度检测系统,并通过显示器件,显示出温度数据。 2.熟练应用protel99,运用protel99设计温度检测显示系统。

3.理解温度检测系统的原理。 二、总体概要设计 本系统是以温度传感器、数码管和单片机为核心元器件建立起来的温度检测显示系统。通过对单片机和传感器的研究,通过A/D转换器的应用,使本系统实现了温度信号到模拟信号再到数字信号的转换。设计中还使用了译码器74LS47、数码管、稳压管等元器件。 温 度 传感器 单片机数码管采集后 的数据 处理后 的数据 检测 温度 图1 系统总体框图 本设计主要包含温度检测和显示电路两个部分。 1.温度检测部分 主要由温度传感器、运算放大器和A/D转换器三部分组成。 温度传感器LM134产生的输入信号由运算放大器ICL7650后,A/D转换器MC14433将运算放大器输出的模拟信号转换成数字信号输入80C51单片机,由于MC14433 的 A/D转换结果是动态分时输出的BCD码,Q0~Q3和DS1~DS4 都不是总线式的。因此,MCS-51 单片机只能通过并行I/O 接口或扩展I/O 接口与其相连。 温度信号检测通道的总增益是由温度传感器、运放和A/D转换器三个环节的增益 做决定。在本设计中,前两个环节的增益是固定的,只用电位器 r W作为整个输入通道的增益环节。这样有利于整个设计的调试。 2.显示电路 本设计采用动态扫描输入法,由单片机8051输出数码管段选信号,经译码器驱动器芯片74LS47驱动后数码管发光显示。 三、各单元模块设计与分析 1.温度传感器 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、 显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 LM134是一种新型的硅集成温度传感器,它不同于一般诸如热敏电阻、温差电偶以及半导体PN结等传统的温度传感器。它是根据下述原理设计而成的,即工作在不同电流密度下的两只相同晶体管,其基、射结的结电压之差△V_(be)与绝对温度T严格成正比。因而该器件的突出优点是在整个工作温区范围内(-55℃~+125℃)输出电流几乎与被测温度成线性关系,这样,就可省去非线性校正网络,使用简便。此外,它还具有下列特点: (1)起始电压低(低于1.5V),而器件耐压较高,因而电源电压适用范围宽(在3~40V之间)。 (2)灵敏度高(1μA/K),输出信号幅度大。一般情况下,不必加中间放大就可直接驱动检测系统,例如双积分型A/D转换器5G14433或ICL7106等。从而消除了中间环节所引入

基于51单片机的数字温度计设计

基于51单片机的数字温度计设计 一.课题选择 随着时代的发展,控制智能化,仪器小型化,功耗微量化得到广泛关注。单片机控制系统无疑在这方面起到了举足轻重的作用。单片机的应用系统设计业已成为新的技术热点,其中数字温度计就是一个典型的例子,它可广泛应用与生产生活的各个方面,具有巨大的市场前景。 二.设计目的 1.理解掌握51单片机的功能和实际应用。 2.掌握仿真开发软件的使用。 3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。 三.实验要求 1.以51系列单片机为核心器件,组成一个数字式温度计。 2.采用数字式温度传感器为检测器件,进行单点温度检测。 3.温度显示采用4位LED数码管显示,三位整数,一位小数。 四.设计思路 1.根据设计要求,选择STC89C51RC单片机为核心器件。 2.温度检测采用DS18B20数字式温度传感器。与单片机的接口为P 3.6引脚。 3.采用usb数据线连接充电宝供电,接电后由按钮开关控制电路供电。 硬件电路设计总体框图为图1: 五.系统的硬件构成及功能 1.主控制器 单片机STC89C51RC具有低电压供电和体积小等特点,有40个引脚,其仿真图像如下图所示:

2.显示电路 显示电路采用4位共阳LED数码管,从P3口RXD,TXD串口输出段码。LED数码管在仿真软件中如下图所示: 3.温度传感器 DS18B20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。DS18B20的性能特点如下: 1.独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯。 2.简单的多点分布应用。 3.无需外部器件。 4.可通过数据线供电。 5.零待机功耗。 6.测温范围-55~+125摄氏度。 其电路图如下图所示:

单片机课程设计—数字温度计

第1章概述 1.1 数字温度计简介 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。 此次课程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,该设计控制器使用单片机AT89S51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 1.2 设计内容及要求 本次单片机课程设计将以51系列单片机为核心,以开发板为平台;设计一个数字式温度计,要求使用温度传感器(可以采用DS18B20或采用AD590)测量温度,再经单片机处理后,由LED数码管显示测量的温度值。测温范围为0~100℃,精度误差在0.5℃以内。

第2章系统总体方案设计 2.1数字温度计设计的方案 在做数字温度计的单片机电路中,对信号的采集电路大多都是使用传感器,这是非常容易实现的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。采集之后,通过使用51系列的单片机,可以对数据进行相应的处理,再由LED显示电路对其数据进行显示。 2.2系统设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图 2.1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用6位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。此外,还添加了报警系统,对温度实施监控。 图2.1 数字温度计框图

温度检测显示及报警装置设计与制作

目录 第一章绪论 (1) 1.1课题背景与意义 (1) 1.2设计题目介绍 (1) 1.3设计目的 (1) 1.4设计内容和要求 (1) 第2章设计原理 (3) 2.1系统总体框架设计 (3) 2.2系统硬件设计 (3) 2.2.1温度传感器DS18B20电路 (3) 2.2.2蜂鸣器报警电路 (4) 2.2.31602液晶显示显示电路 (5) 2.2.4复位电路 (5) 2.3系统软件设计 (6) 第3章系统调试及结果分析 (8) 3.1硬件调试 (8) 3.2软件调试 (8) 3.3结果分析 (9) 参考文献 (10) 附录 (11) 附录一系统原理图 (11)

第一章绪论 1.1课题背景与意义 温度是一个基本的物理量,在工业生产和实验研究中,如机械、食品、化工、电力、石油、等领域,温度常常是表征对象和过程状态的重要参数,是各门学科研究中经常遇到和必须测量的物理量。本质上讲,温度就是衡量物体冷热程度的物理量,是物体分子热运动平均动能的标准。它是国际单位制规定的七个基本单位之一。温度概念的建立以及温度的测量都是以热平衡为基础的,当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热,换热结束后,两物体处于热平衡状态,此时它们具有相同的温度,这就是温度最基本的性质。因此对温度进行准确测量和有效控制已成为人们在科学研究和生产实践中面临的重要课题之一。 1.2设计题目介绍 设计并开发能自动测温并具有显示和报警系统的温度测量控制系统,要求以18b20做为温度测量传感器,以数码管、点阵、1602、全彩TFT屏做为温度等信息显示装置,以蜂鸣器为报警装置,能实现实时温度显示、温度上下限设定、温度上下限报警等功能。 1.3设计目的 测控系统技术是自动控制理论和微型计算机原理和接口等技术在工业生产过程中实现自主测量自动控制的专门技术,其以自动控制理论为基础,以电子技术、传感器原理、计算机原理及接口等课程内容为辅助,通过对测控系统的设计实践环节培养学生理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力,从而进一步提高学生工程实践能力和创新意识的培养。 1.4设计内容和要求 (1)单片机开发仪提供的18B20温度传感器做为温度采集传感器。对温度进行实时采集。 (2)本组(第三组)使用1602液晶屏做为信息显示装置。

单片机课程设计基于数字温度传感器的数字温度计课程设计报告书

《单片机原理及应用》课程设计报告书 课题名称基于数字温度传感器的数字温度计 姓名 学号 专业 指导教师 机电与控制工程学院 年月日

填写说明 1、正文部分: (1)标题与正文格式定义标准如下: 一级标题:1.标题1 二级标题:1.1标题2 三级标题:1.1.1标题3 四级标题:1.1.1.1标题4 (2)表格:尽可能采用三线表。 (3)图形:直接插入的插图应有图标、图号,不能直接插入的图应留出插图空位。图中文字、符号书写要清楚,并与正文一致。 (4)文字表述:要求层次清楚,语言流畅,语句通顺,无语法和逻辑错误,无错字、别字、漏字。文字的表述应当以科学语言描述研究过程和研究结果,不要以口语化的方式表达,报告中科技术语和名词应符合规定的通用词语,并使用法定计量单位和标准符号。 2、参考文献: (1)数量要求:参考文献只选择最主要的列入,应不低于5种。 (2)种类要求:参考文献的引用,可以是著作[M]、论文[J]、专利文献[P]、会议论文等。 (3)文献著录格式及示例。参考文献用宋体五号字。 [1] 作者. 书名[M]. 版次. 出版地: 出版者, 出版年: 起止页码(著作图书文献) [2] 作者. 文章名[J]. 学术刊物名称. 年. 卷(期): 起止页码(学术刊物文献) 示例: [1]王社国,建光。基于ARM的嵌入式语音识别系统研究[J]。微计算机信息,2007,2-2:149-150. 3、附录或附件:(可选项) 重要的测试结果、图表、设计图纸、源程序代码、大量的公式、符号、照片等不宜放入正文中的可以附录形式出现。 4、如果需要可另行附页粘贴。

任务书 1. 设计要求 利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量围为?55℃~125℃,精确到0.5℃。数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。 2. 原理 从温度传感器DS18B20可以很容易直接读取被测温度值,进行转换即满足设计要求。 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位的数字读数方式。 DS18B20的性能如下。 ?独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。 ?多个DS18B20可以并联在串行传输的数据线上,实现多点组网 功能。无须外部器件。 ?可通过数据线供电,电压围为3.0~5.5V。

(完整版)基于51单片机的数字温度计

硬件课程设计实验报告课题:数字温度计 班级: 作者: 学号: 指导老师: 课设评价: 课设成绩:

目录 一.需求分析 (1) 二.概要设计 (1) 三.硬件电路设计 (3) 四.系统软件设计 (5) 五.软件仿真 (8) 六.实际连接与调试 (9) 七.本次课设的收获与感受 (11) 附录(程序源代码) (12)

一.需求分析 功能要求: 测量环境温度,采用接触式温度传感器测量,用数码管显示温度值。 设计要求: (一)功能要求 (1) 由4位数码管显示当前温度。 (2) 具备报警,报警门限通过键盘设置。 (3) 精度为0.5℃。 (二)画出参考的电路原理图 (三)画出主程序及子程序流程图、画出MCS51内部RAM分配图,并进行适当地解释。 (四)写出实现的程序及实现过程。并进行适当地解释说明。 二.概要设计 (一)方案选择 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,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。 (二)系统框图 该系统可分为以下七个模块: (1)控制器:采用单片机STC89C52对采集的温度数据进行处理; (2)温度采集:采用DS18B20直接向控制器传输12位二进制数据; (3)温度显示:采用了4个LED共阴极七段数码管显示实际温度值; (4)门限设置:主要实现模式切换及上下门限温度的调节; (5)报警装置:采用发光二极管进行报警,低于低门限或高于高门限均使其发光; (6)复位电路:对整个系统进行复位; (7)时钟振荡模块:为整个系统提供统一的时钟周期。

基于单片机的数字温度计设计(课程设计有电路图和程序)

课程设计 题目数字式温度计设计学院计信学院 专业测控技术与仪器班级2006级2班 学生姓名徐春

数字式温度计设计 组长:徐春 2006004071 组员:蒋薇薇 2006004041 张静 2006004039 雷小利 2006004042 叶赛虎 2006004068 杨欣 2006004012 摘要:随着时代的进步和发展,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,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 关键词:单片机,数字控制,温度计,DS18B20,AT89S52 0 引言 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,该设计控制器使用单片机AT89S52,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求 1、设计方案 本设计方案的选择主要是感温元件的选择,经查阅资料,IC式感温器在市场上应用比较广泛的有以下几种: (1)AD590:电流输出型的测温组件,温度每升高1摄氏度K(凯式温度),电流增1uA,温度测量范围在-55℃~150℃之间。其所采集到的数据需经A/D转换,才能得到实际的温度值。. (2)DSl8B20:除了测量温度外,它还可以把温度值以数字的方式(9Bit)送出,温度送出的精度为O.5℃,温度测量范围在-55℃~125℃之间,可以做恒温控制。 (3)SMARTEC感温组件:这是一只3个管脚感温IC,温度测量范围在—45℃~

温度测量显示电路设计

第一章概述 1.1 设计内容 以设计为主完成一个温度范围为0 - 50℃的温度测量显示电路的设计与制作。 1、主要设计内容: (1)系统原理框图设计与分析(包括传感器的选择与确定)。 (2)系统方案设计、比较及选定(给出两种以上的方案比较)。 (3)系统原理图设计(包含测量电路、放大电路、A/D转换及显示电路等)。 (4)确定原理图中元器件参数(给出测量电路、放大电路计算公式与数据)。 2、运用protel软件绘出系统原理电路图(鼓励能完成印刷电路板图 的绘制)。 1.2 设计要求 1)确定并分析系统设计要求; 2)进行系统的方案设计; 3)要绘制原理框图,绘制原理电路 4)要有必要的计算及元件选择说明 5)如果采用单片机,必需绘制软件流程图 6)写说明书 7)答辩 所设计的方案能满足题目要求并实现相应的功能,所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出。

第2章硬件电路设计 2.1 传感器的选择与确定 2.1.1 方案一:热敏电阻 该方案采用热敏电阻,热敏电阻价格比较便宜、灵敏度比较好,在实际应用的时候线性度较差,另外调试比较困难。不适合使用。故不使用热敏电阻。 2.2.2 方案二:AD590 该方案采用AD590。 AD590拥有良好的线性关系,灵敏度较高、使用简单方便。但是这种传感器的价格比其他的两种都贵很多。故不选用。 2.2.3方案三:DS18B20数字温度传感器 DS18B20是美国DALLAS半导体公司智能温度传感器,他能够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从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面拥有很大优势,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 经过上述三种方案的论证比较,综合考虑成本、性能等因素,最终选取方案三。

基于单片机的数字温度计设计报告

课程设计报告 引言 随着电子技术的不断发展,我们能应用到的电子产品也越来越多。而生活中我们用的很多电子产品都越来越轻巧,价格也越来越便宜.利用电子芯片实现的东西也越来越来越多,比如数字温度计。当然,非电子产品的常用温度计也很便宜。此次课设论文所介绍的是自己动手制作的一个高精度数字温度计。本次课设不但丰富了课余生活,还从实践中学到并了很多新知识,并从中巩固了以前的知识。 用Protel 99软件来设计制作电路板——PCB(Printed circuit Bound)。在PCB上,布置一系列的芯片、电阻、电容等元件,通过PCB上的导线相连,构成电路,一起实现一定的功能。电路通过连接器或者插槽进行输入/输出,有时还有显示部分(如发光二极管LED、.数码显示器等)。可以说,PCB是一块连接板,它的主要目的是为元件提供连接,为整个电路提供输入输出端口和显示,电气连接通性是PCB最重要的特性之一。PCB在各种电子设备中有如下功能:(1)提供集成电路等各种电子元件固定、装配的机械支撑。(2)实现集成电路等各种电子元件之间的布线和电气连接或电绝缘,提供所要的电气特性。(3)为电动装配提供阻焊徒刑,为元器件插装、检查、维修提供识别符和图形。 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。为了全面清晰的表达,本论文用图文并茂的方式,尽可能详细的地介绍此次设计的全过程。

1.设计务任和要求 1.1、基本范围-20℃——100℃ 1.2、精度误差小于0.5℃ 1.3、LED 数码直读显示 1.4、可以任意设定温度的上下限报警功能 2. 系统总体方案及硬件设计 2.1数字温度计设计方案论证 2.1.1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,这种设计需要用到A/D 转换电路,其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算,感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响从而出现较大的偏差。 2.1.2 方案二 考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,电路简单,精度高,软硬件都以实现,而且使用单片机的接口便于系统的再扩展,满足设计要求。 从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,费用较低,可靠性高,软件设计也比较简单,故采用了方案二。 2.2系统总体设计 温度计电路设计总体设计方框图如图2.1所示,控制器采用单片机STC89C52,温度传感器采用DS18B20,用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。

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