数字电子基础课程设计——数字体温计(温度计)
电子体温计设计课程设计
电子体温计设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子体温计的基本工作原理，掌握温度传感器、模数转换器等核心部件的功能和作用。
2. 学生能掌握电子体温计的设计流程，包括电路图绘制、元件选型、PCB布线等。
3. 学生了解电子体温计的技术参数，如精度、测量范围、响应时间等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成电子体温计的设计和制作。
2. 学生具备分析和解决电子体温计故障的能力，提高动手实践能力。
3. 学生能够运用电子体温计进行实际测量，并准确读取数据。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子制作的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生在团队合作中学会沟通、协作，培养团队精神。
3. 学生认识到电子体温计在医疗领域的重要作用，增强社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合电子技术课程内容，以实用性为导向，注重培养学生的动手实践能力和创新能力。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握电子体温计设计的基本知识和技能，同时提升学生的情感态度价值观。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成电子体温计的设计与制作，为未来的学习和职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 电子体温计基本原理：介绍温度传感器的工作原理，包括热敏电阻、热电偶等；讲解模数转换器的功能及其在电子体温计中的应用。
2. 电子体温计设计流程：讲解电路图绘制、元件选型、PCB布线等设计步骤，结合教材相关章节，使学生掌握电子体温计设计的基本方法。
3. 电子体温计技术参数：分析电子体温计的精度、测量范围、响应时间等参数，结合实例进行讲解，让学生了解不同参数对电子体温计性能的影响。
4. 实践操作：安排学生进行电子体温计的组装、调试与测试，提高学生的动手实践能力，并结合教材章节内容进行指导。
5. 故障分析与维修：教授学生如何分析电子体温计的常见故障，并掌握相应的维修方法。
6. 电子体温计在医疗领域的应用：介绍电子体温计在实际应用中的作用，强调其在医疗设备中的重要性。
基于LM35的体温计的设计-数字电子基础课程设计
目录1.总体方案的设计与选择.......................................... - 1 -1.1 数字温度计的设计标准与要求.............................. - 1 -1.2 系统基本方案............................................ - 1 -1.3 各模块基本功能与设计方案选择与论证...................... - 1 -1.3.1 温度采集模块的设计与论证........................... - 1 -1.3.2 信号转换模块的设计与方案选择....................... - 3 -1.3.3 显示模块的设计与方案选择........................... - 4 -2. 硬件电路设计................................................. - 6 -2.1 温度采集模块的硬件设计.................................. - 6 -2.2 信号转换模块硬件电路设计................................ - 7 -2.3 显示模块设计电路图...................................... - 8 -2.4 电路中相关参数设定...................................... - 8 -3. 电路仿真......................................... 错误!未定义书签。
3.1 仿真软件简介................................ 错误!未定义书签。
3.2 仿真分析................................... 错误!未定义书签。
数字温度计-数电课设
1电路的设计随着当代科学技术的发展，电子产品在人们的日常生活中占据着越来越重要的地位。
人们也越来越重视电子类的产品的精密程度。
而设计出一个数字式温度计可以为人们带来很多方便，可以打破以往人们用肉眼看温度计中直接读数，可以减少一些不必要的误差等。
数字温度计电路原理系统方框图，如图1.1.图2.1 电路原理方框图通过温度传感器LM35采集到温度信号，经过整形电路送到A/D转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。
ICL7107集A/D转换和译码器于一体，可以直接驱动数码管，省去了译码器的接线，使电路精简了不少，而且成本也不是很高。
ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv电压，LM35本身就可以将温度线性转换成电压输出。
综上所述，采用LM35采集信号，用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。
2电路原理及其电路组成数字温度计的设计原理图见附录1。
它通过LM35对温度进行采集，通过温度与电压近乎线性关系，以此来确定输出电压和相应的电流，不同的温度对应不同的电压值，故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D 转换器和译码器，再由数码管表示出来。
2.1传感电路LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。
因而，从使用角度来说，LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM35无需外部校准或微调，可以提供±1/4℃的常用的室温精度。
LM35具有以下特点：（1）工作电压：直流4～30V ； （2）工作电流：小于133μA （3）输出电压：+6V ～-1.0V （4）输出阻抗：1mA 负载时0.1Ω； （5）精度：0.5℃精度（在+25℃时）； （6）漏泄电流：小于60μA ； （7）比例因数：线性+10.0mV/℃； （8）非线性值：±1/4℃；（9）校准方式：直接用摄氏温度校准；（10）封装：密封TO-46 晶体管封装或塑料TO-92 晶体管封装； （11）使用温度范围：-55～+150℃额定范围传感器电路采用核心部件是 LM35AH ，供电电压为直流15V 时，工作电流为120mA ，功耗极低，在全温度范围工作时，电流变化很小。
单c报告---课程设计报告书---数字温度计
课程设计报告书---数字温度计一、选题背景本实验课题是基于AT89C51单片机设计一个温度范围为-20-80℃，分辨率<±0.5℃的数字温度计。
设计实验中，考虑到A/D转换以及放大电路等各种因素，我组采用DS18B20温度传感器，在数码管显示方面，我们采用了LCD1602数码管。
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。
DS18B20测温原理如图1所示。
图中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。
LCD1602的8根数据线和3根控制线E，RS和R/W与单片机相连后即可正常工作。
一般应用中只须往LCD1602中写入命令和数据，因此，可将LCD1602的R/W读/写选择控制端直接接地，这样可节省1根数据线。
VO引脚是液晶对比度调试端，通常连接一个10kΩ的电位器即可实现对比度的调整；也可采用将一个适当大小的电阻从该引脚接地的方法进行调整，不过电阻的大小应通过调试决定.LCD1602的引脚图见下图2.图1.DS18B20原理图图2.LCD1602引脚图二、方案论证(设计理念)DS18B20温度传感器具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，同时，它也具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样的特点。
实验要求用到A/D转换，DS18B20正好对应的就是数字信号输出。
因为我们需要显示的内容并不是很多，所以我们决定使用LCD1602显示屏，它是2行每16字符/行的显示屏，规划第一行显示温度，第二行显示温度是否超过阈值。
LCD1602的使用也非常简单方便。
整体来说该实验并不是很复杂，所以我们用到的程序以及设备也不会很麻烦，构思起来也比较清晰。
三、过程论述我们首先着力的是Keil程序编写，主要程序见图3。
电子技术课程设计数字温度计
课程名称：电子技术课程设计设计题目：院系：专业：年级：姓名：指导教师：XXXX大学XX校区XX 年X月X日课程设计任务书专业: 姓名: 学号:开题日期: XX年X月X日完成日期:XX年X月X日题目: 数字温度计一、设计的目的1、设计一个简易的数字温度计满足一定的测量范围并通过LED显示出来；2、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；3、进一步熟悉电子仪器的使用方法；4、学会撰写课程设计总结报告；5、培养独立分析问题和解决实际问题的能力；6、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、设计的内容及要求1、测温范围为—30℃～＋120℃，精度为±0.5℃；2、LED数码管直读显示，当温度为“负”则最高位显示“—”号，最低位显示单位“C”；3、当温度不在测量范围内（<—30℃或>＋120℃）时，蜂鸣器报警且发光二极管闪烁。
三、指导教师评语四、成绩:指导教师(签章)年月日摘要：本设计以AT89C51单片机为核心，DS18B20数字式温度传感器为温度传感器，7段LED数码管构成显示电路；单片机控制DS18B20进行温度采集，在接收DS18B20传回数据后进行处理，通过74LS245驱动数码管显示实时温度的动态显示。
由于采用的是可编程器件作为控制核心，与传统的温度计相比该温度计具有示数直观，精度可调，功能易扩展等优点。
关键词：数字温度计、AT89C51 、DS18B20 、74LS245 、LED设计背景随着人们生活水平的不断提高,数字化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，科学技术向着数字化、智能化控制方向发展，其中数字温度计就是一个典型的例子。
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。
温度计是常用的热工仪表，常用于工业现场作业过程的温度测量，在工业生产过程中，不仅需要了解当前温度读数，而且还希望能了解过程中的温度变化情况。
数字温度计的课程设计
摘要本设计是单片机控制的数字温度计，随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，学校，工作，科研等各个领域，已经成为一种比较成熟，要求越来越高，需求越来越迫切的技术,由于世界经济的快速发展，经济竞争已经成为各国经济实力和综合国力的竞争，所以单片机已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
又因为温度计在实际生产和人们的生活中都有广泛应用，为此我选择了设计一个数字温度计。
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，基本范围-50℃~110℃，精度误差小于0. 5℃，LED数码直读显示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。
本设计以STC89C52单片机为核心，DS18B20数字式温度传感器为温度传感器，74HC573锁存器及数码管构成显示电路。
单片机控制DS18B20进行温度采集，在接收到DS18B20传回数据后进行处理，通过74HC573锁存器及数码管显示实时温度的动态显示。
由于采用的是可编程器件作为控制核心，与传统的温度计相比该温度计具有示数直观，精度可调，功能易扩展等优点。
关键词：数字温度计，单片机，DS18B20目录1 前言 (3)1.1 设计概述 (3)2 总体方案设计 (4)2.1 方案选择 (4)3 单元模块设计 (5)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (5)3.2 电路参数的计算及元器件的选择 (7)3.3 各单元模块的联接 (9)4 软件设计 (10)4.1 主要软件设计流程 (10)4.2 原理图的绘制与仿真 (10)4.3 单片机程序的调试与编译 (11)5 系统调试 (14)5.1 系统单片机程序的调试 (14)5.2 系统电路的调试 (14)6 系统功能、指标参数 (15)6.1 系统能实现的功能 (15)6.2 系统功能及指标参数分析 (15)7 总结与体会 (16)8 参考文献 (16)附录1：数字温度计的电路原理图附录2：DS18B20测温子程序1前言随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
数字温度计课程设计
数字温度计课程设计..(共18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--课程设计(论文)题目名称数字温度计课程名称电子技术课程设计学生姓名学号系、专业指导教师2011年 12 月 16 日摘要温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。
使用温度测量仪，首先经过AD590集成温度传感器的作用，使外界温度转换为电流用表示。
因为上述为绝对温度K和电流之间的转换关系，而在设计中我们需要采用℃，所以我们必须使其转换成摄氏温度℃和电流之间的关系，这就要用到K—℃变换器。
通过K—℃变换器的作用，我们便得到想要的℃和电流之间的直接转换关系。
得到的电流再经过放大器的放大，即可直接用电压表读出被测对象的温度值。
然后放大后的电压接一比较器，比较器的输出端接报警设备。
报警设备可由一个发光二极管组成。
在设置了预警温度后，由比较器输出端的电压决定二极管是否发光，从而起到警报作用。
经TC7017AD 转换后，再通过数码管显示。
关键词：AD590放大器TC7107 数码管目录摘要……………………………………………………………………….1 系统总体设计 (1)总体方案设计 (1)系统原理框图及电路图 (1)2 系统详细设计 (2)温度传感器 (2)转换与放大电路 (3)K-C转换电路 (3)放大器 (4)比较器 (4)报警设备 (5)电路原理图 (5)A/D转换电路 (6)数码管显示 (10)3 仿真与调试 (11)电路的仿真 (11)仿真结论 (13)4 总结 (13)附录元件清单 (14)参考文献 ...................................................................... 错误!未定义书签。
1 系统总体设计总体方案设计图1所示为数字温度计的原理框图。
其工作原理是将被测的温度信号通过传感器转换成温度变化的电压信号，此电压信号经过放大电路后，通过模-数转换器把模拟量转变成数字量，最后将数字量送显示电路，用4位LED 数码管显示。
数字温度计设计课程设计范本
数字温度计设计课程设计范本
设计题目：数字温度计设计
设计目的：通过设计数字温度计，学习数字电路设计基础知识，掌握数字温度计的设计方法和实现过程。
设计要求：
1.温度测量范围：-40℃ ~ 120℃；
2.温度分辨率：0.1℃；
3.显示方式：7段LED数码管显示，至少显示4位数字，其中小
数点占据一位；
4.温度传感器：使用DS18B20数字温度传感器；
5.显示方式：采用共阴极数码管，使用74HC595锁存器进行驱动，
使用AT89C51单片机进行控制；
6.设计过程：包括硬件设计和软件设计两个部分，其中硬件设计
包括电路原理图设计和PCB板设计，软件设计包括单片机程序
设计和烧录。
设计步骤：
1.硬件设计
1）根据DS18B20数字温度传感器的特性，设计传感器电路，包括电源电路和传感器接口电路。
2）根据温度范围和分辨率要求，设计ADC电路，将传感器输出的模拟信号转换为数字信号。
3）设计数码管驱动电路，使用74HC595锁存器进行驱动。
4）设计单片机接口电路，将数字信号传输到单片机，实现温度数据的处理和显示。
5）根据硬件设计结果，绘制电路原理图和PCB板图。
2.软件设计
1）根据硬件设计结果，编写单片机程序，实现温度数据的读取、处理和显示。
2）使用Keil C51软件进行编程和调试。
3）将程序烧录到单片机中。
4）进行系统测试和调试，确保数字温度计的正常工作。
设计结果：
1.电路原理图和PCB板图。
2.单片机程序。
3.数字温度计实物。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信..班指导教师：刘运苟工作单位：信息工程学院题目：16 数字体温计初始条件：具备数字电子电路的理论知识；具备数字电路基本电路的设计能力；具备数字电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、3位LED显示；2、检测温度0—45摄氏度；3、绝对误差0.1度；4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书；5、设计电源；6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。
时间安排：第十九周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名： 2013年 5 月 30日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要本次课设题目是数字温度计电路，本说明书围绕数字电子技术基础中模数转换电路、相应芯片的管脚功能，以及模电中的电压比较器进行了简要的分析，为设计建立了理论基础。
其次，从实验设计电路出发，对仿真的过程及结果进行了简述与分析，与实验要求进行比对，最后进行了实物的制作与调试，给出了相应的焊接工艺，结果分析，材料列表。
并在报告书的结尾部分，给出了本次课程设计的心得感受，相应的总结体会。
关键词：模数转换、proteus仿真、电压比较器、温度传感器AbstractsIn this design，I was asked to design a device that can detect the temperature .The report mainly describes the basic knowledges about the theoretical treatment and the thought of the design .Also,we used the proteus to simulate the real part.The report gives the analysis,the photos of the results,the finished product ,and the compare between the theory and realism .At the end of the report,I give some personal feeling and the experience I got in these days.Keywords:voltage comparator proteus Digital Analog Converter目录1.概论1.1 设计目的及意义 (1)1.2 设计任务及要求............................... 错误！未定义书签。
2.总体方案的选择与论证............................. 错误！未定义书签。
2.1 温度采集模块的方案及选择 (1)2.2 信号转换模块的方案及选择 (1)2.3显示模块的方案及选择 (1)3.电路设计........................................ 错误！未定义书签。
3.1 直流稳压电源的设计 (1)3.2 温度采集模块的电路设计及原理 (1)3.3 信号转换模块的电路设计及原理 (10)3.4显示模块的电路设计及原理 (10)3.5电路中参数的设置 (11)3.6总电路图 (11)4.电路仿真及分析.................................. 错误！未定义书签。
5.电路的安装与调试 (14)6.误差分析........................................ 错误！未定义书签。
7.实物展示 (16)8.总结............................................ 错误！未定义书签。
9.参考文献 (19)1.概论1.1 设计目的及意义1.巩固数电知识的学习，熟练分立元件的实际应用；2.进一步巩固简熟悉数字体温计的电路结构及电路原理；3.掌握proteus的使用方法；4.学会用简单的元器件及芯片制作简单的数字体温计，增强动手能力；5.学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素。
1.2 设计任务及要求1.2.1设计任务利用所学知识，自选相关电子器件，设计一个数字体温计。
1.2.2要求1、3位LED显示；2、检测温度0—45摄氏度；3、绝对误差0.1度；4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书；5、设计电源；6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。
2.总体方案的选择与论证分析本次课程设计的相关要求，总体上，本次设计可分为以下几个部分：温度采集电路、模数转换电路、电压比较电路、发光二级管报警电路。
具体方框图如图1。
2.1 温度采集模块的设计与论证温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。
不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。
温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。
方案一：采用二极管做温度传感器晶体二极管或三极管的PN 结的结电压是随温度而变化的。
例如硅管的PN 结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV ，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN 结温度传感器。
这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。
测温范围为-50—+150℃。
典型的温度曲线如图1所示。
同型号的二极管或三极管特性不完全相同，因此它们的互换性较差。
方案二：用可编程器件DS18B20做温度传感器DS18B20数字温度计是DALLAS 公司生产的1－Wire ，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
温度采集电路电压比较电路 发光二级管报警电路模数转换电路 数码管显示电路 图1 电路原理框图DS18B20产品的特点（1）、只要求一个端口即可实现通信。
（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
（4）、测量温度范围在－55。
C到＋125。
C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、下限告警设置。
但是18B20需要单片机软件控制，与本次设计要求不符。
方案三：用LM35做温度传感器LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。
由于它采用内部补偿，所以输出可以从0℃开始。
在上述电压范围以内，芯片从电源吸收的电流几乎是不变的（约50μA），所以芯片自身几乎没有散热的问题。
这么小的电流也使得该芯片在某些应用中特别适合，比如在电池供电的场合中，输出可以由第三个引脚取出，根本无需校准。
在使用单一电源时，LM35的一个缺点是无法指示低至零度的温度。
据称利用LM35可测出20mV的电压，这一值相当于2℃（一些情况下甚至可测出0～2mV的电压！），但要指示零度或更低的温度时，最好还是再提供一个负电源和一只下拉电阻。
通过比较和对本次设计要求的的考虑，决定采用方案三以LM35作温度传感器。
2.2 信号转换模块的设计与方案选择数字电子计算机所处理和传送的都是不连续的数字信号，而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量，模拟量经传感器转换成电信号的模拟量后，需经模/数转换变成数字信号才可输入到数字系统中进行处理和控制，因而作为把模拟电量转换成数字量输出的接口电路-A/D转换器是现实世界中模拟信号向数字信号的桥梁，是电子技术发展的关键和瓶所在。
方案一：用可编程器件A/D做转换器如果利用ADC0801进行一次A/D转换，其工作过程为：先由外电路给片选端输入一个低电平，选中此芯片使之进入工作状态，此时输出为高电平，表示转换没有完成，芯片输出为高阻态。
和为高电平时芯片不工作。
当外电路给端输入一个低电平时启动芯片，正式开始A/D转换。
转换完成后，输出为低电平，允许外电路取走～数据，此时外电路使和为高电平，A/D转换停止。
外电路取走～数据后，使为低电平，表示数据已取走。
若要再进行一次A/D转换，则重复上述控制转换过程。
图1-2为ADC0801的应用电路图：图2 ADC0801的应用接线图方案二：采用ICL7107做转换器ICL7107是高性能，低功耗的三维半A/D转换电路。
它包含有段译码器，显示驱动器，参考源和时钟系统。
可直接驱动发光二极管（LED）。
ICL7107将高精度、通用性很好的结合在一起，有低于10μV的自动效零功能，零漂小于1μV/°C。
主要特点：(1)保证零电平输入时，各两量程的读值均为零(2)很低的噪声(3)差动输入和差动参考源，直接LED显示驱动(4)不需外接有源电路(5)低功耗通过比较和对本次设计要求的考量，最终决定采用方案二进行设计。
2.3 显示模块的设计与方案选择通过转换模块对模拟量的转换，使显示模块接收到的是数字量，现实更精确简单。
图3液晶显示方案一：采用液晶显示液晶显示器(lcd)是现在非常普遍的显示器。
它具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。
液晶显示器（lcd）的原理与阴极射线管显示器（crt）大不相同。
lcd是基于液晶电光效应的显示器件。
包括段显示方式的字符段显示器件；矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件；矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。
液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。
显示虽然方便，但是显示亮度不够，比较模糊，而且需要软件对其进行驱动，与本次课设的用以相违背。
方案二：采用LED数码管进行显示LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，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”。
数码管不仅价格便宜而且容易驱动，亮度好且比较稳定。
其管脚图如图4所示：图4 数码管引脚图通过比较，本次设计采用方案二进行显示模块的设计。