数显温度计设计
数显温度计的PCB设计、制作与调试
班级电科0802
学号 200822340216
姓名陈正
一、引言
数显温度计可以准确的判断和测量温度，以数字显示，而非指针或水银显示，故称数字温度计。温度是我们日常生产和生活中经常接触到的物理量，但它是看不到的，仅凭感觉只能感觉到大概的温度值，传统温度计虽能指示温度，但精度低，不够方便，显示不直观，数显温度计的出现可以让人更直观的了解自己想知道的温度到底是多少。
数显温度计采用温度传感器，将温度的变化转换成电信号的变化，这个电信号可以通过模数转换电路即A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字信号再送给处理单元，经过其内部计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来的温度数值，然后通过显示单元显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能。
二、绘制电路原理图及PCB设计方法，需要注意的问题
1.数显温度计的原理
本次实验制作的数显温度计中使用的温度传感器为LM35，集成温度传感器LM35灵敏度为l0mv／℃，温度每升高1℃，输出电压升高10mv，并且输出电压与温度成线性关系，即温度为10℃时，输出电压为100mv。再把该电压传到A/D转换器，该实验中使用的A/D转换器是ICL7107，将电压模拟信号转换成数字信号后通过LED数码管显示出来，即实现温度测量的功能。
2.电路原理图的设计
所学过得Protel99SE软件绘制数显温度计的原理图。原理图中有部分在库中没有，需要自制，运用学过的知识自己画元件，然后调入元件库里，将数显温度计制作成电路板，特别要注意装的正确性，还有管脚和封装焊盘之间的对应
关系。
画图基本步骤：
1首先将所有元件都从库中取出来，没有的自己画，放置在图纸上，并且调好位置。
2使用连线工具将元件连接起来
3设置属性
4使用Tool/Anoote菜单对元件进行编号。
5进行电气检查
6，使用Edit/Export to Spread菜单建立元件列表
7，使用Design/Greate Netlist,建网络表为画电路板图做准备
最后画成的原理图如下；
PCB图
三、元器件装配与调试记录
1)元器件列表：
2)主要元器件介绍
1、LED数码管
LED数码管根据LED的接法不同分为
共阴和共阳两类，附图是共阴和共阳极
数码管的内部电路，它们的发光原理是
一样的，只是它们的电源极性不同而已。
将多只LED的阴极连在一起即为共阴
式，而将多只LED的阳极连在一起即为
共阳式以共阴式为例，如把阴极接地，
在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。假如我们将"b"和"c"段接上正电源，其它端接地或悬空，那么"b"和"c"段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将"a"、"b"、"d"、"e"和"g"段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”，其它字符的显示原理类同。
2、ICL7170
ICL7107是美国英特西尔公司产品，是专为驱动LED数码管设计的积分式A ／D转换器，采用双列直插40引脚封装，外围元件少，由它制作的数字表具有线路简单、工作可靠、性能稳定以及成本低等特点，可广泛应用于电压、电流、温度、压力等各种测量。它是高性能、低功耗的三位半A/D转换电路。它包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统，可直接驱动发光二极管。电路的模拟部分通过自动调零、采样和基准积分三个阶段完成一次转换转换速率3-4次/秒，ICL7107的温度测量范围约为0—70摄氏度，封装形式为DIP-40。
特点：直接输出7段译码信号、双积分型电路，内含基准源
3、TL431
一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。上图是该器件的符号。3个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和电压参考端（REF）主要功能是给ICL7107的36脚提供一个稳定的电压（1V），其中Vo接ICL7107的36脚。
3)焊接过程与调试记录
按照绘出的PCB图，将元器件合理的排布在电路板上，由于板子是三联孔，排好后仔细检查是否短路，电容等极性元件方向是否正确。然后按照图焊接线路，焊好后用万用表检查各个线路是否连接好，发现了电源短路，有一个地方虚焊，之后顺利解决。
第一次测试，插上ICL7107后分别接地和电源+5V,数码管无反应，试验箱电源指示灯熄灭，立即断开电源，分析为短路，后来发现为两相邻焊点短路，解决后再次接电源，数码管正常显示，调节电位器，能够显示室温。
接通+5V直流电源（注意正负极不能接错），先检查数码管每段是否都能正常显示，方法是：将ICL7107的37脚（测试端）与V
相连，正常时，应该显示-188.8，
CC
否则有错误，应检查排除；
用万用表的直流电压档检查TL431的1（3）端电压，应为2.5V，调节RP1，使显示温度为27.5摄氏度时，测得ICL7107的36脚（参考电压端）的电压为1.060V，当调至35°时，测得ICL7107的36脚（参考电压端）的电压为0.78v。当接入+5v电源时，测得ICL7660的八脚电压为+5v，其5脚电压为-5v。
四.总结
本次试验基本达到预期效果。我通过本次试验，熟悉了protel99的操作，利用protel 99软件画元器件和封装图的方法，复习了以前所学的知识。了解了ICL7107、ICL7660、LM35、TL341等芯片的功能。在实验过程中遇到了很多困难，在老师和同学的帮助下以及查阅资料后这些难题得到了解决。本次设计实验属于
综合性，要求我们联系以前知识，利用网络查找。在焊制电路板的过程中，要注意安全，要细心，跳线很多，不然很容易出错。电路板焊接好之后，要用万用表的二极管检测档位对照原理图和PCB图对照检查。
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)
数字温度计说明书
单片机课程设计 题目：数字温度计 院别：机电学院 专业：机械电子工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 二〇一三年十二月二十一日
摘要 本设计即用单片机对温度进行实时检测与控制，本文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，本次课程设计采用51单片机以及锁存器74HC573N、四位共阴数码管、DS18B20温度传感器、蜂鸣器、三极管等组成的自动过温报警器，该过温报警器测温准确，使用方便，显示清晰，最高精度可达到0.0625度，最长温度转换时间不到1秒，应用范围广泛。用四位共阴数码管实现温度显示,能准确达到设计要求。本温度计属于多功能温度计,功能较强，可以设置上下限报警温度，且测量准确、误差小。当测量温度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。 关键词 过温报警；锁存器；单片机；温度传感器
目录 前言 (1) 一．本次课程设计实践的目的和意义 (2) 二．设计任务和要求 (2) 2.1 设计题目 (2) 2.2 主要技术性能指标 (2) 2.3 功能及作用 (2) 三. 系统总体方案及硬件设计 (2) 3.1查阅相关资料后有以下两个方案可供选择 (2) 3.2元件采购 (3) 3.3系统总体设计 (3) 四．接口电路设计 (6) 4.1模块简介 (6) 4.2 主控制器 (6) 4.3 显示电路 (7) 4.4温度传感器 (7) 4.5温度报警电路 (9) 五. 系统软件算法分析 (10) 5.1主程序流程图 (10) 5.2读出温度子程序 (11) 5.3温度转换命令子程序 (11) 5.4 计算温度子程序 (12) 5.5 显示数据刷新子程序 (12) 5.6按键扫描处理子程序 (13) 六. 电路仿真 (14) 七．焊接好的电路实体图 (15) 八．检查与调试 (16) 九．作品的使用 (16) 十．设计心得 (20) 参考文献 (20) 附录 (21)
《 3位半数字显示温度计 》设计报告
《3位半数字显示温度计》 设计报告 设计时间： 班级： 姓名： 报告页数：
广东工业大学课程设计报告 设计题目_______ 学院专业班 学号姓名 (合作者号) 成绩评定_______ 教师签名_______ 一、设计任务与要求: 设计任务：
LM35， A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温 度计。 课程目标： ?1、加深对以上三门课程所学内容的理解； ?2、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题； ?3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。 ?4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风。 标及技术要求： ?①温度显示范围：0℃~50℃； ?②数字显示分辨率：0.1℃； ?③精度误差≤0.5℃； ?④电路工作电源可在5~9V范围内工作. 二、设计方案及比较（设计可行性分析）： 方案思路一------基于LM35芯片以51单片机作为核心的三位半数字显示温度计： 外接一个温度采集LM35,根据采集器的输出参数特性利用TX-1C开发板编程相关程序直接处理温度信息并将处理结果显示在开发板自带的液晶屏上 方案思路二------基于LM35芯片以ICL7106作为核心的三位半数字显示温度计: 1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分 2. 模数转换部分:用ICL7106芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7106将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7106自带的BCD译码器输出液晶屏所需输入信号 3. 液晶屏显示部分：液晶屏链接ICL7106对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压
制作数显温度计
用AD590和ICL7107制作数显温度计 一制作准备： 1、了解7107芯片基本特点。 ①ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。 ②能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。 ③在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压V REF。 ④能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。 ⑤输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。 ⑥整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。 ⑦噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。 ⑧芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。 ⑨不设有一专门的小数点驱动信号。使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+. ⑩可以方便的进行功能检查。 图1 ICL7107的引脚图及典型电路。
ICL7107引脚功能 V＋和V-分别为电源的正极和负极， au-gu,aT-gT,aH-gH：分别为个位、十位、百位笔画的驱动信号，依次接个位、十位、百位LED显示器的相应笔画电极。 Bck：千位笔画驱动信号。接千位LEO显示器的相应的笔画电极。 PM：液晶显示器背面公共电极的驱动端，简称背电极。 Oscl-OSc3 ：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定： Fosl = 0.45/RC COM ：模拟信号公共端，简称“模拟地”，使用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连。 TEST ：测试端，该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地，故也称“逻辑地”或“数字地”。VREF＋VREF- ：基准电压正负端。 CREF：外接基准电容端。 INT：27是一个积分电容器，必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件IN＋和IN- ：模拟量输入端，分别接输入信号的正端和负端。 AZ：积分器和比较器的反向输入端，接自动调零电容CAz 。如果应用在200mV满刻度的场合是使用0.47μF，而2V满刻度是0.047μF。 BUF：缓冲放大器输出端，接积分电阻Rint。其输出级的无功电流( idling current )是100μA，而缓冲器与积分器能够供给20μA的驱动电流，从此脚接一个Rint至积分电容器，其值在满刻度200mV时选用47K，而2V满刻度则使用470K。 2、了解AD590的特点。 AD590传感器的输出电流与环境绝对温度成正比.测温误差小,动态阻抗高,响应速度快,传输距离远,体积小,微功耗等特点.其外形图及符号如下图所示.共有三个管脚:1脚为正极,2脚为负极,3脚接管壳,使用时将3脚接地可以起到屏蔽作用. . 3、准备相关的材料 次级线圈能输出双电源的变压器，次级线圈输出为12V(也可为9V) 1个 AD590 1个 ICL7107 1个 7805,7905 各1个 1403 1个 电源线1条 整流二极管(IN4007) 4个 470uF带极性电容(耐压的多少是根据变压器来选择的可选用耐压16V,25V) 4个
数字式温度计的设计与制作
数字式温度计的设计与制作 10级电子1班 一项目提出 1.1 任务 为某温室大棚设计一个数字式温度计，以便当棚内温度变化时，能及时提醒工作人员进行处理，保证温室温度变化在较小范围。 1.2 要求 （1）能实现温度数据的采集与记录。 （2）能实现各测量值的显示，精度为0.1摄氏度，温度范围在-55到+55摄氏度。 （3）能实现上、下限报警。 二项目分析 2.1 任务意义 一些温室大棚常常需要有较好的恒温性，即当温度变化达到一定数值时，需要及时调整，以保持温度恒定，保证作物的品质。现某大棚希望设计一个数字式温度计，能实时测量和显示大棚温度。当温度发生较大变化时，能及时做出报警提示。 2.2 系统方案设计 根据醒目的需求，本系统使用STC89C52单片机，DS18B20数字温度传感器等，监测大棚的温度变化。具体功能如下： *温度检测：系统能够实时检测大棚温度，温度分辨率为0.1摄氏度，温度范围为—55到+55摄氏度。 *温度显示：系统能实时显示大棚温度值，显示到小数点后一位，在设置上、下限报警时，显示上、下限提醒标志。 *温度报警：系统能够设置大棚温度范围，当棚内温度超出设定范围时发生报警。 *报警设置：系统能够设置上、下限报警温度值，设定精度为0.1摄氏度。 根据以上功能分析，数字温度计基本结构如图1所示，由单片机最小系统、按键模块、温度采样模块、显示模块和报警模块等组成。
图1：数字温度计的基本结构 三项目相关知识 3.1 数字温度传感器DS18B20的使用 可以测量温度的器件很多，但DS18B20是一种无须进过其它变换电路，直接输出被测温度数字量的传感器。它采用单总线专用技术，可通过串口线或其它I/O口线与计算机接口相连，支持多器件扩展，使用相当方便，测温范围为-55到+125摄氏度，其分辨率为0.5摄氏度，最高可达0.0625摄氏度。 3.1.1 DS18B20的外观及内部结构 DS18B20采用3脚TO-92A封装，外形如同普通的半导体三极管，除此之外，DS18B20也有8脚的SOIC封装及6脚的TSOC封装等形式，如图2所示。 图2：DS18B20封装形式
数字式温度计的设计毕业设计
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X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，该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，它具有独特的单线总线接口方式。本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 二、总体方案设计 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，感温电路比较麻烦。 2.1.2 方案二 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。
从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.2方案二的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 2、硬件设计 1.1 工作原理及硬件框图 基于DS18B20的温度测量装置电路图如图1所示，包括单片机最小系统、温度传感器、和显示电路。温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号（以十六位补码形式，占两个字节），单片机对接收到的数字信号进行标度变换，转换成实际的温度值并送数码管显示。DS18B20传感器可置于离装置150米以内的任何地方。STC89C51是整个电路装置的控制核心，STC89C51内带4K字节的FlashROM，用户程序存放在此。 图2 系统硬件框图 3、系统分析： 本设计主要的任务是单片机软件的设计，而软件中的核心在于单片机与集成温度传感器DS18B20接口程序的设计，另外一点便是对数码管扫描显示的理解与运用。由于DS18B20集成了温度数据采集、模数转换
数显温度计实验报告
项目编号： 大学生课外开放实验校级普通项目 实验报告 立项时间： 项目名称：数显温度计的设计与制作 学生姓名： 指导教师： 学院： 完成时间：2014.5 设备与实验室管理处制
0. 引言 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.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； 2
数字温度计的设计与仿真
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
数显温度计课程设计
目录 摘要 (4) 一．设计的目的............................................... ..4二．设计要求.. (4) 三．总体设计方案....................... .................... (4) 3．1设计思路........................................ . (4) 3．2总体设计框图................................. . (4) 四.系统硬件电路的设计..................................... . (5) 4.1 AT89C52的简介 (5) 4.2复位电路的设计 (9) 4.3晶振电路的设计 (9) 4.4温度采集电路中DS18B20的简介与用法.............. ..10 4.5温度传感器与单片机的连接 (12) 4.6温度显示电路......................................... ..13五．系统程序的设计 (13) 六．仿真分析 (15) 七. 设计总结................................................ .. 16 8．参考文献. (17) 附录 (18)
数字温度计 摘要：此电路是用AT89C52单片机器件，并利用DS18B20温度传感器和4位共阳极LED数码管动态扫描来完成温度显示。电路特点有体积小,灵敏度和精度高,很适应很多对精度要求较高的场合,完成对设备及场地的温度控制,能有效的提高工作人员对环境的变化的反应速度。 关键词：AT89C52；DS18B20；LED；温度控制等。 一.设计的目的 系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案； 二.设计要求 1、基本范围-50℃-110℃ 2、精度误差小于0.5℃ 3、LED数码直读显示 扩展功能：1、可以任意设定温度的上下限报警功能；2、实现语音报数 三.数字温度计的总体设计方案 3．1设计思路：（总电路图见附录） 温度只要在所设定的上下温度界限内，就会在显示设备中精确的显示出来，如果温度超过了所设定的温度界限，就发出报警声。能够及时向温度监控人员发出温度超限信息。便于温控人员及时的调整与控制。另外此温度控制器操作简单，体积小，灵敏度高，精度高。 3．2总体设计方框图： 图3.1 设计方框图
简易数字温度计的设计与制作
简易数字温度计的设计与制作 来源：21IC中国电子网作者：郇玉龙赵宁 摘要：单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。本文作者采用AT89C51单片机和温度传感器AD5 90从硬件和软件两方面介绍了一款简易数字温度计的设计过程，并对硬件原理图和程序流程图作了简洁的描述。 关键词：单片机AT89C51；温度传感器AD590；数字温度计；模数转换；数码显示 1.前言 随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度传感器AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点，本文作者利用集成温度传感器AD590设计并制作了一款基于AT89C51的4位数码管显示的数字温度计，其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现。 2.系统功能原理及硬件组成 该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D 2、D1共４位七段码LED显示器上。 系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。系统组成框图如图1所示。
图1 系统组成框图 2.1 AT89C51单片机 Atmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，内部除CPU外，还包括128字节RAM，4个8位并行I/O口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，片内集成4K字节可改变程序Flash存储器，具有低功耗，速度快，程序擦写方便等优点，完全满足本系统设计需要。 单片机P0口作为ADC0804转换数据的输入端，P2.0接ADC0804的INTR端检测数据转换是否结束。P1.0～P1.3的输出信号接到译码器7447上作为数码管的显示，P1.4～P1.7则作为４个数码管的位选信号控制。P3口有特殊的功能，P3. 6用于控制ADC0804的启动，P3.7用于控制读取ADC0804的转换结果。 2.2 AD590温度传感器 AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。AD590测温范围为－55℃～＋150℃，满足人们日常生产和生活中的温度范围。AD590电源电压可在4V～6V范围变化，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。AD590产生的电流与绝对温度成正比，它有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1μA。 AD590温度与电流的关系如下表所示：
数字温度计设计报告
文理学院 单片机课程综合设计 设计题目:数字温度计 学号： 3 姓名：洋 班级： 2013级电气S2班提交日期： 2016.01.14 电子电气工程学院
目录 一.引言 二. 设计务任和要求 三. 系统总体方案及硬件设计 四. 系统软件算法分析 五. 电路仿真 六. 电路板制作过程 七. 电路调试过程 八. 总结与体会 九. 参考文献 十. 源程序
一引言 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。 二设计务任和要求 2.1、基本围-20℃——100℃ 2.2、精度误差小于0.5℃ 2.3、LED 数码直读显示 2.4、可以任意设定温度的上下限报警功能 三系统总体方案及硬件设计 3.1数字温度计设计方案论证 3.1.1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。 3.1.2 方案二
基于单片机的数字温度计设计课程设计
摘要 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。本设计以AT89C52单片机为核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，由温度采集、温度显示,温度报警等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对温度采集和温度显示系统行了重点设计。本系统大部分功能能由软件实现，吸收了硬件软件化的思想。实际操作时，各功能在开发板上也能完美实现。本系统实现了要求的基本功能，其余发挥部分也能实现。 关键字：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、数码管显示、温度采集
目录 一．绪论 .............................................................................................................
二．设计目的..................................................................................................... 三．设计要求..................................................................................................... 四．设计思路..................................................................................................... 五．系统的硬件构成及功能................................................................. 5.1主控制器............................................................................................... 5.2显示电路............................................................................................... 5.3温度传感器.......................................................................................... 六．系统整体硬件电路................................................................................. 七．系统程序设计 .......................................................................................... 八．测量及其结果分析 ................................................................................... 九．设计心得体会............................................................................................ 十．参考文献..................................................................................................... 附录1 源程序 附录2 元件清单及PCB图 一．绪论
DS18B20数字温度计设计实验报告
单片机原理及应用 课程设计报告书 题目：DS18B20数字温度计 姓名学号：20133522080 赵晓磊 20130123096 段石磊 20133522028 付成 指导老师：万青 设计时间： 2015年12月
电子与信息工程学院 目录 1.引言 (3) 1.1.设计意义 (3) 1.2.系统功能要求 (3) 2.方案设计 (4) 3.硬件设计 (2) 4.软件设计 (5) 5.系统调试 (7) 6.设计总结 (8) 7.附录 (9) 8.作品展示 (15) 9.参考文献 (17)
DS18B20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-55～125℃，误差在±0.5℃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4.1 3. 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。 主控制器 单片机AT89C2051 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AT89C2051 主 控 制 器 DS18B20 显示电路 扫描驱动
用AT89C51控制ICL7135的0.01℃数显温度计
用AT89C51控制ICL7135的0.01℃数显温度计 摘要：本文用晶体管PN结作温度传感器，用集成电路ICL7135等作A／D转换器，以AT89C51为控制器，制作了测量精度可达0.01℃的数字温度计。主要介绍了本数显温度计的硬件结构和软件编程实现的方法，通过实验测试说明，所设计的温度计能达到要求。 关键词：单片机AT89C51 数显温度计温度传感器 A／D转换器 温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验(如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验)中，有特别重要的意义。现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数因难，而且它们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。而利用晶体三极管3DG6C的基极与集电极之间正向电压降U bc随温 度T呈线性变化的关系作为温度传感器，以OP07构成放大器，以位A/D转换器ICL7135 作A/D转换器设计的数显温度计可以解决这些问题[1]。笔者根据实际使用的需要，设计了以 AT89C51为控制核心，具有测量间隔可设定、测量结果可自动记录、可查询，并经简单扩展就具有报警能力和同PC机进行数据交换的0.01℃数显温度计，并用于热学实验取得成功。 1 硬件电路和工作原理 1.1 电路框图 整机电路由温度信号采集放大电路、A/D转换电路、CPU控制与显示电路三部分组成，其框图如图1所示。温度信号由数据采集电路中的温度传感器转换为电信号，经放大电路后，送入A/D 转换器，转换后，以BCD码形式送入CPU，再由程序控制其输出显示，键盘完成各项设置。 1.2 数据采集、放大电路 如图2所示，晶体三极管Q1（3DG6C）的BE极相连，利用基极与集电极之间正向电压降U bc随温度呈线性变化的关系作为温度传感器[1]。MC1403(IC1)的输出（2.5V）作为供电电源，以满足电压稳定性及测量精度较高的要求。由具有低失调、低噪声、低漂移的高精度集成运算放大器OP07 (IC2) [2]及R2、R3组成差动放大器，将温度传感器检测到的与温度有关的电信号进行适当放大后再输出到由R6送入IC5（ICL7315）的10脚，以进行A/D转 换。 运算放大器OP07反相输入端接入的信号是随温度变化的PN结压降U1，同相输入端加一固定不变的电压U2。U2表示0℃时PN结上的压降，它可以通过精密可调电阻RP2进行调节。在该放大器中，取R2=R4和R3=R5，则输出电压Uo表示为： Uo = (R3/R2)*(U2– U1)
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。
《 3位半数字显示温度计 》设计报告
《 3位半数字显示温度计》 设计报告 设计时间： 班级： 姓名： 报告页数：
工业大学课程设计报告 设计题目_______ 学院专业班 学号 (合作者号 ) 成绩评定_______ 教师签名_______ 一、设计任务与要求: 设计任务：
LM35， A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温度 计。 课程目标： ?1、加深对以上三门课程所学容的理解； ?2、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题； ?3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。 ?4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风。 标及技术要求： ?①温度显示围：0℃~50℃； ?②数字显示分辨率：0.1℃； ?③精度误差≤0.5℃； ?④电路工作电源可在5~9V围工作. 二、设计方案及比较（设计可行性分析）： 方案思路一------基于LM35芯片以51单片机作为核心的三位半数字显示温度计： 外接一个温度采集LM35,根据采集器的输出参数特性利用TX-1C开发板编程相关程序直接处理温度信息并将处理结果显示在开发板自带的液晶屏上 方案思路二------基于LM35芯片以ICL7106作为核心的三位半数字显示温度计: 1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分 2. 模数转换部分: 用ICL7106芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7106将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7106自带的BCD译码器输出液晶屏所需输入信号 3. 液晶屏显示部分：液晶屏ICL7106对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压表的
多功能数字温度计的设计
一、任务： 利用单片机设计一个数字电子温度计，能够通过温度传感器测量并显示被测量点的温度。 主要包括： 单片机 传感器 显示驱动 显示 按键 二、设计要求： 1.基本部分： (1)检测温度围10～30℃，分辨率1℃； (2)正确显示温度 (3)整机静态功耗小于5微安(关闭LCD显示,时钟正常运行) (4)按键唤醒显示 2.发挥部分：
(1)温度控制功能(能够演示出控制功能的存在) (2)显示时分秒的时钟功能(能够正常切换和显示) (3)其他功能
目录 摘要 一、方案设计与论证 §1.1设计要求 §1.2传感器方案 §1.3串口通讯实现方案 §1.4显示设备 二、系统结构框架设计 §2.1 系统总体框架 §2.2 主控器和检测器结构 §2.3 电子温度计工作框架 三、系统硬件设计 §3.1复位电路的设计 §3.2液晶接口电路的设计 §3.3热电阻PT1000测温电路设计§3.4 RS485串口通讯电路设计 §3.5 整体电路图设计 四、系统软件设计 §4.1 温度测量程序 §4.2 MSP主控制程序
§4.3 时间控制程序 §4.4 按键唤醒程序 §4.5 报警程序 §4.6 上位机软件 五、系统调试与分析 §5.1 基本部分测试与分析 §5.2 发挥部分测试与分析 §5.3 创新部分测试与分析 六、总结 参考资料： 附录1： 附录2： 摘要 本设计根据竞赛要求，主控器单元选用了功耗极低的MSP430FW427单片机为CPU，选用完全符合测量温度围要求且工作一致性很高的PT1000热电阻作为温度传感器，制作出一种由MSP430 系列单片机构成的高精度、超低功耗数字式温度计。 该系统由上位机和下位机两部分组成，下位机连接多个PT1000,采用RS485方式通讯，方便实现多点测温。上位机部分使用了家庭PC，将数据导入SQL Server数据库，上位机软件进行温度曲线（有数秒延迟）绘制。
电子数显温湿度计操作规程
温湿度计操作规程 1 目的 本操作规程目的在于规范testo610电子数显温湿度计的使用及维护程序，确保实验过程安全有效。 2 适用范围 本操作规程适用于testo610电子数显温湿度计的使用及维护过程。 3 责任 3.1操作人员：需严格按照此操作规程进行操作，设备管理员应按照本操作规程对testo610电子数显温湿度计进行管理和维护。 4 操作规程 4.1技术要素 4.1.1测量数据 1)传感器：德图湿度传感器。NTC温度传感器。 2)参数:℃，℉，% RH。 3)量程: 0%～100%RH，–10℃～50℃, 14℉～122℉。 4)分辨率: 0.1% RH, 0.1℃/℉。。 5）精度: ±2.5%RH，±0.5℃，±0.9℉。 5)测量速率:0.5秒。 4.1.2常规仪器数据： 1）保护等级：IP10 2）环境温度：–10℃～50℃, 14℉～122℉。 3）存放运输温度：–40℃～70℃, -40℉～158℉ 4）电源：2节1.5V AAA电池 5）电池寿命：200小时（背光灯关闭） 6）尺寸：119×46×25mm 7）重量：90g（包括电池和保护套） 4.2 操作过程
4.2.1温度和气体温度测量 1）持续按电源开关直至打开仪器显示标识 2）按往上键数字，直至所需的功能标识在屏幕上闪烁 3）按mode健确认设置模式 4）将仪表停留在待测环境里并需要有适当的时间来稳定读数。 5）读取相对湿度和气体温度，露点温度，湿球温度。 4.3日常维护及注意事项 4.2.1不要将传感器直接暴露在阳光下。 4.2.2不要触摸或操纵传感器。 4.2.3不要将传感器或仪表浸入液体中；该传感器仅限于空气中使用。 4.2.4暴露在极端工作条件或化学蒸汽中可能会影响仪表的精度甚至损害仪表。 4.2.5当用此仪表测量化学蒸汽湿度时，化学物质在传感器中扩散导致仪表精度与灵敏度下降，可让仪表长时间放置在纯净环境中，可慢慢恢复。 5．安全注意事项 本设备使用过程中未涉及相关安全事项.