基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于热敏电阻的数字温度计设计
目录1 课程设计的目的 (1)2 课程设计的任务和要求 (1)3 设计方案与论证 (1)4 电路设计 (2)4.1 温度测量电路 (3)4.2 单片机最小系统 (6)4.3 LED数码显示电路 (8)5 系统软件设计 (9)6 系统调试 (9)7 总结 (11)参考文献 (13)附录1：总体电路原理图 (14)附录2：元器件清单 (15)附录3：实物图 (16)附录4：源程序 (17)1 课程设计的目的（1）掌握单片机原理及应用课程所学的理论知识；（2）了解使用单片机设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；（3）学习单片机仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧；（4）培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度；（5）锻炼自己的动手动脑能力，以提高理论联系实际的能力。
2 课程设计的任务和要求（1）采用LED数码管显示温度；（2）测量温度范围为-10℃~110℃；（3）测量精度误差小于0.5℃。
3 设计方案与论证方案一：本方案主要是在温度检测部分利用了一款新型的温度检测芯片DS18B20，这个芯片大大简化了温度检测模块的设计，它无需A/D 转换，可直接将测得的温度值以二进制形式输出。
该方案的原理框图如图3-1所示。
DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加A/D即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式。
它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控图3-1方案一系统框图方案二：温度检测部分采用传统的热敏电阻，热敏电阻的阻值随环境温度变化而变化，将热敏电阻与固定电阻串联后分压，经A/D转换器将其转换为单片机可识别得二进制数字量，然后根据程序查表得到温度值，单片机主要控制LED显示器显示正确的温度值，并根据设置的上下限控制继电器动作，从而控制外部负载。
该方案的原理框图如图3-2所示。
基于单片机热敏电阻温度采集
毕业设计说明书第一章序论1.1课题研究的意义温度是工业生产中主要的参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
单片机在工业生产中的应用尤其广泛，温度采集系统则是单片机在工业生产中的一个典型的应用。
采用单片机对温度进行采集不仅具有控制方便、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。
随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用，单片机已经以其体积小、功能强、价格低、使用灵活等特点显示出了明显的优势和广泛的应用前景。
作为一名测控技术与仪器专业的学生，理应对单片机有更深的了解，此次针对89C51型单片机在温度控制方面的应用，对温度恒定系统进行了分析并给出了具体的解决方案。
1.2课题研究的背景和当今发展趋势数据采集系统始于20世纪50年代，1965年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非熟练人员操作，并且测试任务由测试设备高速自动控制完成。
由于该种数据采集系统具有高速属性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。
20世纪70年代中后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机融为一体的数据采集系统。
由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。
从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，另一类是工业现场数据采集系统。
20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了，通用的数据采集与自动化测试系统。
该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成。
例如：国际标准ICE625（GPIB）接口总线系统就是一个典型的代表。
这类系统主要用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。
时至今日，由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的数据采集系统。
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
随着科技的不断发展，各种电子设备应用也越来越广泛。
热敏电
阻温度计便是其中之一，它是一种利用物质温度对电阻值的变化来实
现温度测量的智能仪器。
本篇文章将介绍热敏电阻温度计的设计及其
原理。
首先，我们需要准备的材料有单片机、热敏电阻、电阻、显示屏、连接线以及电源。
将这些材料准备齐全后，便可以开始进行热敏电阻
温度计的设计。
我们需要将热敏电阻、电阻、单片机连接成电路。
电路连接后，
需要进行编程，以使得单片机能够读取热敏电阻和电压值，并将其转
换成温度值。
通过显示屏将温度值显示出来，实现对温度的实时监测。
在热敏电阻温度计设计的过程中，需要注意以下几点：
1. 选用合适的热敏电阻：热敏电阻的温度系数决定了它在不同温
度下的电阻值，因此需要选择合适的热敏电阻。
2. 电路的稳定性：电路中各部分的连接不可松动，否则会影响温
度测量的准确性。
3. 编程的准确性：需要通过合理的代码编写来实现对热敏电阻和
电压值的正确读取和转换，确保温度测量的准确性。
总之，热敏电阻温度计因其简单易用、准确度高等优点被广泛应
用于各种领域中，例如工业制冷、医疗设备等。
希望通过本篇文章的
介绍，能够帮助读者更好地了解热敏电阻温度计的设计及其原理，以便于更好地应用于实际生活生产中。
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于单片机的热敏电阻温度计的设计引言：热敏电阻是一种根据温度变化而产生变阻的元件，其电阻值与温度成反比变化。
热敏电阻广泛应用于温度测量领域，其中基于单片机的热敏电阻温度计具有精度高、控制方便等特点，因此被广泛应用于各个领域。
本文将介绍基于单片机的热敏电阻温度计的设计，并通过实验验证其测量精度和稳定性。
一、系统设计本系统设计使用STC89C52单片机作为控制核心，热敏电阻作为测量元件，LCD1602液晶显示屏作为温度显示设备。
1.系统原理图2.功能模块设计(1)温度采集模块：温度采集模块主要由热敏电阻和AD转换模块组成。
热敏电阻是根据温度变化而改变阻值的元件，它与AD转换模块相连，将电阻变化转换为与温度成正比的电压信号。
(2)AD转换模块：AD转换模块将热敏电阻的电压信号转换为数字信号，并通过串口将转换结果传输给单片机。
在该设计中，使用了MCP3204型号的AD转换芯片。
(3)驱动显示模块：驱动显示模块使用单片机的IO口来操作LCD1602液晶显示屏，将温度数值显示在屏幕上。
(4)温度计算模块：温度计算模块是通过单片机的计算功能将AD转换模块传输过来的数字信号转换为对应的温度值。
根据热敏电阻的特性曲线，可以通过查表或采用数学公式计算获得温度值。
二、系统实现1.硬件设计(1)单片机电路设计单片机电路包括单片机STC89C52、晶振、电源电路等。
根据需要，选用合适的外部晶振进行时钟信号的驱动。
(2)AD转换电路设计AD转换电路采用了MCP3204芯片进行温度信号的转换。
根据芯片的datasheet，进行正确的连接和电路设计。
(3)LCD显示电路设计LCD显示电路主要由单片机的IO口控制，根据液晶显示模块的引脚定义，进行正确的连接和电路设计。
(4)温度采集电路设计温度采集电路由热敏电阻和合适的电阻组成，根据不同的热敏电阻特性曲线，选择合适的电阻和连接方式。
2.软件设计(1)初始化设置：单片机开机之后，需要进行一系列的初始化设置，包括对IO口、串口和LCD液晶显示屏的初始化设置。
基于单片机的热敏电阻数字温度计的思路
基于单片机的热敏电阻数字温度计的思路
热敏电阻是根据温度变化而变化阻值的电阻，其阻值与温度成反比例关系。
基于单片机的热敏电阻数字温度计的思路主要包括以下几个方面：
1.硬件设计：选用合适的热敏电阻、运放、单片机等元器件进
行硬件设计，电路需要确保稳定可靠，能够满足测量要求。
2.软件设计：根据硬件设计要求，编写相应的单片机程序，实
现温度信息的采集、处理、存储和显示等功能，程序需要具有较高的精度和可靠性。
3.温度采集：利用单片机的模拟输入端口对热敏电阻进行采集，将其阻值转换为温度值，并进行校准和滤波等处理，确保温度测量精度。
4.温度显示：将采集到的温度值显示在单片机的显示屏上，可
显示数值和单位，也可根据需要进行警报和数据记录等功能。
5.应用扩展：可以根据需要增加多路温度采集、远程传输、数
据存储和分析等功能，扩展应用领域，满足不同用户需求。
基于单片机的热敏电阻测温系统设计
第1章绪论1.1 热敏电阻热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。
热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件。
热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。
温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。
但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。
制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。
热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。
但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。
1.2 工作原理负温度系数热敏电阻主要材料有氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。
负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分低温（-60～300℃）、中温（300～600℃）、高温（>600℃）三种。
1.3 热敏电阻的特点1.灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；2.工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；3.体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；4.使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；5.易加工成复杂的形状，可大批量生产；6.稳定性好、过载能力强。
第2章单片机介绍2.1 单片机单片机（Single chip microcomputer）微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
单片机课程设计报告 基于单片机的热敏电阻测温系统设计
单片机课程设计报告-- 基于单片机的热敏电阻测温系统设计单片机课程设计报告2011 / 2012 学年第 2学期课程名称：单片机课程设计上机项目：基于单片机的热敏电阻测温系统设计专业班级：电子信息工程02班1摘要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。
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，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可以直接读出被侧温度值，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STC12C5608AD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℃，使用数码管驱动芯片CH451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，STC12C5608AD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DS18B20 STC12C5608AD CH451目录2摘要 (2)第1章绪论 (4)第2 章时间安排 (5)第3章设计方案及选材 (6)3.1 系统器件的选择 (7)3.1.1温度采集模块的选择与论证 (7)3.1.2 显示模块的选择与论证 (8)3.2 设计方案及系统方框图 (8)3.2.1 总体设计方案 (8)3.2.2 系统方框图 (9)第4章硬件设计 (10)4.1 总系统组成图 (10)4.2 温度测量传感器部分 (10)4.3 控制部分 (10)4.4 显示部分 (11)4.5 报警部分 (12)第5章程序流程图设计 (13)5.1 主程序流程图 (13)5.2 温度采集流程图 (14)第6章总结 (15)参考文献 (16)3第1章绪论现在电子技术日新月异，各种新型的自动控制系统也越来越多地运用到人们的日常生活、工业生产等领域，它不但可以提高劳动生产率，而且可以使控制的设备或执行的操作更加精确。
基于AT89C51单片机的温度计设计
引言概述:AT89C51单片机是一种常用的单片机型号，广泛应用于各种数字电子设备中。
本文将基于AT89C51单片机，设计一款温度计，用于测量环境温度。
通过该设计，可以实时监测环境温度，并将温度值以数字形式显示在屏幕上，提供给用户参考。
正文内容:1. 硬件设计1.1 传感器选择首先，需要选择适合的传感器来测量环境温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、温度传感器模块等。
在本设计中，选择了DS18B20温度传感器模块，该传感器具有精度高、体积小等特点，适合本温度计的设计需求。
1.2 电路连接在硬件设计中，需要将DS18B20温度传感器模块与AT89C51单片机相连。
具体步骤如下：1) 将DS18B20传感器的VCC引脚连接至单片机的VCC引脚，将GND引脚连接至单片机的GND引脚，将DQ引脚连接至单片机的P1口，通过电阻和电容设置硬件复位电路。
2) 设置单片机的相应引脚为输入或输出引脚，使其与传感器的引脚相对应，并根据需要设置引脚的电平状态。
3) 根据DS18B20传感器的通信协议，使用单片机的串口通信功能与传感器进行通信，获取温度值。
2. 软件设计2.1 程序框架在软件设计中，需要设计相应的程序框架，以实现温度的测量与显示。
整体的程序框架如下：1) 初始化单片机的串口通信功能，设置波特率等参数。
2) 初始化DS18B20传感器，包括设定分辨率、温度精度等参数。
3) 循环读取传感器的温度数值，并进行必要的温度转换处理。
4) 将处理好的温度数值通过单片机的数码管显示出来。
2.2 温度转换在软件设计中，需要对从传感器获取的温度数值进行转换处理，以得到真实的温度值。
具体的转换公式如下：1) 首先，读取传感器内部存储器中的原始温度数据。
2) 根据DS18B20传感器的配置，进行温度计算。
3) 最后，将计算得到的温度值转换为摄氏度或华氏度，并存储到相应的变量中，以便后续显示。
3. 测试与调试在进行实际应用之前，需要对设计的温度计进行测试与调试，确保其功能正常。
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Ｌ００Ｐ：Ｍ０Ｖ Ｃ Ｐ ３ ． ３：
—
Ｓ Ｅ ＴＢ Ｐ ３ ． ５：
Ｊ ＮＺ Ｌ０ＯＰ； ＡＪ ＭＰＩ ＮＴ ０ ８ ４ ； ０
Ｉ ＮＴ ０ ８ ０ ４： Ｐ ＵＳ Ｈ Ｐ Ｓ Ｗ：
ＰＵＳ Ｈ ＡＣ Ｃ： Ｍ ０Ｖ ３ ０ Ｈ．＠Ｒ０ ：
ＰＯＰ ＡＣ Ｃ；
实现 温 度 的 测 量 和 显 示 。
［ 关键词 ］ 热敏 电阻 温度 Ａ／ Ｄ转换
１ 。 序 言
单 片机
Ｌ Ｅ Ｄ显示数码管 动态显示
Ｍ０Ｖ Ｒ１ ． ＃ ８ ０ Ｈ： Ｓ ＥＴＢ ＥＡ： Ｓ Ｅ ＴＢ ＥＸ１ ： ＣＬ Ｒ Ｐ ３ ． ５； Ｍ０Ｖ ＲＯ ．Ｏ Ｆ ＦＦ ０ Ｈ： Ｍ０Ｖ Ａ．Ｒ１ ： Ｓ Ｅ ＴＢ Ｐ ３ ． ６： Ｍ０Ｖ ＠Ｒ０ Ａ：
由于热敏 电阻 的广泛应用 ， 使得利用热敏 电阻作 为传感 元件 、 单片 机作为核心部位 的热敏 电阻温度计越来越普及 ，对 国家的工业经济和 人们 的 日常生活产生重大 的影响。
２ ． 基 本 原 理
温度传感器 的选择是系统设计的重要 内容。 此外 ， 信号调理转换电 路 以及传感器工作必须有辅助的 电源 ， 因此 ， 信号 调理 转换电路 以及所 需 的电源都应作为传感器组成的一部分。 常见的温度传感器有热 电阻传感器 、 热敏电阻传感 器 、 热 电偶温度 传感器 、 集成温度传感器 。 本设计 中采用热敏 电阻测温 ， 并且以 Ｍ Ｃ Ｓ 一 ５ １ 系列单 片机作 为核心进行方案设计 。 其 工作原理是 ： 热敏 电阻温度信号 由温度传感 器变换为电信号后 ， 进入放 大电路进行放 大处理 以满足 Ａ ／ Ｄ转换器 的要求 ， 然后 在 Ａ ／ Ｄ转 换程序控制下经 Ａ ／ Ｄ转换 器转换成数字信号 。 此信号送人单片机系统 ， 利用单 片机本身 的软件功能 和软件程序 进行处理 ，并将最后的测量结 果送入 Ｌ Ｅ Ｄ数字显示模 块 ， 在显示程序控制下显示温度数据 。 ２ ． １ 硬件 电路 本设计 系统 的硬件电路 的组成 环节主要有 ：温度传感器 、放大 电 路、 Ａ ／ Ｄ转换 电路 、 单片机系统和 Ｌ Ｅ Ｄ数字显示模块。如图 １ 所示 ：
． ． ． — —
制． ２ ０ ０ ２ ， ２
［ ４ ］ 苗振魁 等． Ｐ Ｄ一 １型 电子体 温计 的研 究 医疗 器械 ， １ ９ ８ ７ ， １ １ （ ６ ） ：
３ ３ ６ －３ ３ ８
［ ５ ］ 龙 泽明等． ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机原理及 工程应 用． 北京 ： 国防工业 出
版社 ， ２ ０ ０ ５ ． ６
［ ６ ］ 许亮． 基于 ８ ９ Ｃ ２ ０ ５ １ 的Ｌ Ｅ Ｄ显示的设 计与 实现 吉林 ： 吉林建 筑 工程 学院信息工程学院 ， １ ３ ０ ０ ２ １
８ ４ — － ． — —
的测 量 。
Ｃ０ＭＰ１ ： Ｊ Ｃ ＣＯＭＰ３： Ｃ Ｊ ＮＥ Ａ， ＃ ６ ２ Ｈ， ＣＯＭＰ２； ＣＯＭＰ ２ ： Ｊ ＮＣ ＣＯＭＰ３： ＡＪ ＭＰ Ｃ０ＭＰ ４；
Ｃ０ＭＰ３ ： ＭＯＶ ２ ７ Ｈ． ＃ Ｏ Ｆ Ｈ： Ｍ０Ｖ ２ ８Ｈ． ＃ Ｏ Ｆ Ｈ： ＡＣＡＬＬ ＤＩ ＳＰ；
图 ２总体方案 电路原理 图 ２ ． ２程序设 计 ２ ． ２ ． １ Ａ ／ Ｄ转换程序 在Ａ ／ Ｄ转换 中 ， 本 设计利用 中断 的方式通过单 片机 ８ ０ ５ １ 来控 制 Ａ ／ Ｄ 转 换 。假 定 Ａ Ｉ Ｄ转换器 Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ４ 输 入 寄 存 器 的物 理 地 址 为 ０ ０ Ｆ Ｆ Ｆ Ｏ Ｈ ， 转换结果存储 单元为 ３ ０ Ｈ 。 Ａ ／ Ｄ转换 程序如下 ：
方案设 计总体电路原理 图如下 ：
３ ． 总 结
随着工业经济 的快速发展和人们生活水平的渐渐改善 ，人们越来 越关注 自身的健康 问题 ， 它不仅 仅涉及 到身体机能问题 ， 还与生活的坏 境 以及其它工业经济对 它的影响有关。无论是在医院或家庭 中用温度 计测体温 ， 还是公司生产或技 术设 备 的研发 ， 都对温度的测量 时间长 ， 而且读数也不方便 。热敏 电阻本 身是一 个利用其电阻值随温度变化而 变化的温度传感元件 ， 而且其灵敏度 高 、 体 积小 、 使用方便 、 结构简单等 优点 ， 因此利用热敏 电阻制 成的温度计广泛 应用于航空 、 医学 、 工业及 家用 电器等方面做测温 、 控制 、 温度 补偿 、 流速测量 、 液面指示等 。采用 以单片机为核心的热 敏电阻温度计 能很 容易地减小上述影响 ，并且读 数方便 ， 精确度高 ， 更 显数字化 。 参考文献 ［ １ ］ 孟立凡 ， 郑宾 传 感器原理及技术． 北京： 国防工业 出版社 ， ２ ０ ０ ５ ［ ２ ］ 黄继 昌， 徐巧 鱼， 张海责 等 传感器工作原理及应用 实例［ Ｍ］ ． 北 京： 人 王戴等 温度传感器在数据采集 系统 中的应 用． 计 算机测量 与控
Ｐ ＯＰ ＰＳ Ｗ ； ＲＥ ＴＩ ；
２ ． ２ ． ２ 温度计算程序 还有从 热敏电阻的阻值——温度特性可以看出 ，在 ２ ５～９ ０ ％温度 范围内阻值 与温度 的关 系线性度 较好 ，通 常把这个温度范围作为有效 温度范围。当温度超 出此范 围时 ， 以数码管全部显示 … Ｆ’ 作为标志。 温 度程 序 如下 ：
ＣＯＭＰ： ＭＯＶ Ｂ． ＃ ０ ＥＨ ： ＭＵＬＡＢ： Ｍ（ ） Ｖ Ａ． ＃１ ９ Ｈ：
Ｃ ＬＲ Ｃ： ＡＤＤＣ Ａ． Ｂ：
Ｃ Ｊ ＮＥ Ａ． ＃１ ９ Ｈ Ｃ０ＭＰ１：
图１ 系统结构框 图 热敏电阻温度计 是一种对热敏 电阻温度进行测量的温度检测和显 示设 备 ， 它 以单 片机作为核心 ， 用 Ａ／ Ｄ转换 器对模拟量进行 数字化 ， 并 且在软件的控 制下 ，与其 它的硬 件电路相结合来实现对热敏 电阻温度
科技信息
高校 理科研究
基 于单 片相的热敏电阻温度计昀设计
樊俊 霞 １ ， ２ 李 新娥 １ ， ２ （ １ ． 中北大 学仪 器科 学与动 态测试 教 育部 重点 实验 室 ２ ． 中北大 学 电子 测试技 术 国家重点 实验 室 ）
［ 摘 要］ 随着科学技 术的不断进 步与发展 ， 集成 电路的 日新月异 ， 热敏 电阻温度计 已开始逐渐替代传统的玻璃 水银体温计 。本设计 简单介绍热敏电阻温度传 感器的工作原理 ，并 简要说明如何 用 ８ ｏ ５ １ 单片机和热敏 电阻设计 温度检测 系统的硬件电路 和软件 方案 ，