一种智能数字式温度计的设计
单片机基于stm32的数字温度计设计
单片机基于stm32的数字温度计设计
数字温度计是一种用于测量环境温度的设备。
在这个问题中，我们将使用基于STM32的单片机来设计一个数字温度计。
为了设计这个温度计，我们需要以下组件和步骤：
1. STM32单片机：STM32是一种基于ARM架构的单片机，它具有强大的计算能力和丰富的外设接口，适用于各种应用。
2. 温度传感器：我们需要选择一种适合的温度传感器，常用的有数字式温度传感器，如DS18B20。
3. 连接电路：将温度传感器连接到STM32单片机。
这通常需要使用一些电子元件，如电阻、电容和连接线等来建立电路连接。
4. 编程：使用适合STM32单片机的编程语言，如C语言，来编写程序。
程序将读取温度传感器的数据，并将其转换为数字值。
5. 温度显示：将温度数据显示在合适的显示设备上，如LCD显示屏或七段数码管。
可以使用STM32单片机的GPIO口控制这些显示设备。
6. 数据处理：可以对温度数据进行进一步处理，如计算平均温度、设定警报阈值等。
以上是一个基本的数字温度计设计的流程。
具体的实现细节和代码编写可能需要根据具体的硬件和软件平台进行调整。
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器的数字温度计设计。
我们将详细介绍如何利用这两种核心组件，结合适当的硬件电路设计和软件编程，实现一个能够准确测量和显示温度的数字温度计。
This article aims to explore the design of a digital thermometer based on AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor. We will provide a detailed introduction on how to utilize these two core components, combined with appropriate hardware circuit design and software programming, to achieve a digital thermometer that can accurately measure and display temperature.我们将对AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器进行简要介绍，包括它们的工作原理、主要特性和适用场景。
然后，我们将详细阐述硬件电路的设计，包括微控制器与温度传感器的连接方式、电源电路、显示电路等。
We will provide a brief introduction to the AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor, including their working principles, main characteristics, and applicable scenarios. Then, we will elaborate on the hardware circuit design, including the connection method between the microcontroller and temperature sensor, power circuit, display circuit, etc.在软件编程方面，我们将介绍如何使用C语言对AT89C51微控制器进行编程，实现温度数据的读取、处理和显示。
智能温度表设计原理
智能温度表是一种可以测量环境温度并提供智能化功能的设备。
其设计原理通常包括以下几个关键部分：
1. 温度传感器
智能温度表的核心部件是温度传感器，用于检测环境的温度。
常用的温度传感器包括热敏电阻（PTC、NTC）、热电偶和数字温度传感器等。
传感器将温度信号转换为电信号，并输出给控制系统进行处理。
2. 控制系统
智能温度表的控制系统通常由微处理器或微控制器组成，负责接收和处理来自温度传感器的信号。
控制系统根据预设的算法对温度数据进行处理，并可以实现各种功能，如温度显示、报警功能、数据存储和通信等。
3. 显示模块
智能温度表通常配备有显示模块，用于显示当前环境温度和其他相关信息。
显示模块可以采用液晶显示屏、LED显示等，以直观方式展示温度数据给用户。
4. 电源管理
智能温度表需要稳定的电源供应以正常工作。
电源管理部分通常包括电池或外部电源接口，以及相关的电源管理电路，确保设备的正常运
行和节能管理。
5. 智能功能
除了基本的温度检测和显示功能，智能温度表还可能具备一些智能化功能，如温度数据记录、远程监控、温度趋势分析、报警提示等。
这些功能通过控制系统的智能算法实现，提升了设备的实用性和便捷性。
综上所述，智能温度表的设计原理主要包括温度传感器、控制系统、显示模块、电源管理和智能功能等关键部分，通过这些组成部分的协同工作，实现了智能温度表的准确测量和智能化功能。
数字温度计设计实验报告
数字温度计设计实验报告一、实验任务温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。
本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，即用数字显示被测温度。
具体要求如下:(1). 测量范围-20,150度。
(2). 测量精度0.5度。
(3). 4位LED数码管显示。
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。
故采用基于LM35与ICL7107的数字温度计设计方案。
二、原理框图传感器数码管驱A/D转化温度显示温度采集动三、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。
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?额定范围电压输出采用下图接法:2、A/D转化器ICL7107是高性能、低功耗的三位半A\D转换器，同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。
DS18B20数字温度计毕业设计(毕业设计)详解
DS18B20数字温度计设计西南大学工程技术学院，重庆 400716摘要：本文介绍了利用美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感DS18B20和ATMEL公司生产的AT89C2051，结合四位共阳型LED，采用动态显示的方法实现室内温度的检测和读数。
本文设计的数字温度计基于DS18B20单线总线结构，与单片机的接口电路简单无须外部电路，同时由于DS18B20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，因而使得整体设计思路简单，可以实现-55～+125゜C的温度测量，精度误差在0.1゜C以内。
本文给出了具体的硬件电路和软件设计。
关键词：单片机DS18B20智能温度传感器DS18B20 DIGITAL THERMOMETER DESIGNLI XuejianCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract：This paper presents the method for a digital thermometer design made of DS18B20,a newly-product of advaced Programmable Resolution 1-Wire® Digital Thermometer（DALLAS），and AT89C2051 (ATMEL).This design adopts dynamic dispay method with four LED to measu re room temperature.This digital thermometer is based on the one wire configuration of DS18B 20, and no external circuit is required.Since the measured temperature can be directly read by DS18B20 and 9-12 digits reading can be implemented through simple programming, the overall design concept is simple. Temperature within -55～+125゜C can be measured with an error of +/-0.1゜C. Detailed circuits and softwaredesign are given here.Key Words：single-chip computer DS18B20 smart temperature sensor文献综述自动控制领域中，温度检测与控制占有很重要地位。
基于单片机的智能数字温度计的设计
电路简 单 、 量 的温度 一 目了然等 特点 。主控 制器 测
选用 ８位单 片机 Ａ ８ Ｃ ２ 控 制 能 力 强 ， 格 比较 Ｔ９ ５ ， 价 便 宜 ；温 度 采 集 电 路 选 用 数 字 温 度 传 感 器
Ｄ １Ｂ ０， 集 温度 范 围较 宽 ， 度 范 围 为 一５ ￣ Ｓ８ ２ 采 温 ５Ｃ
各种 场合 ， 们 经 常需 要 使 用 温 度 计 ， 普 通 温 度 人 而 计在使 用 过程 中存 在诸 多不 便 ， 如水 银温 度计 的测
量 数 据读 取 方 法 复 杂 ； 针 温 度 计 测 量 数 据 不 准 指
确， 光线 不 强也 难 于 读 数 ； 统 的测 温 元 件 热 电 偶 传 和热 电阻测 出的一 般都 是 电压 ， 转换 成对 应 的温 再
宋艳 丽 ， 宋 武
（ 冈职 业技 术 学 院 电子 信 息 学 院 ， 北 黄 冈 ４ ８ ０ ） 黄 湖 ３ ０ ２
摘 要 ： 系统利 用 Ａ ８ Ｓ １单 片机 设 计一 智 能数 字温度 计 ， 本 Ｔ９５ 打破 了人 为 读数 的 不 准确 和 不 方便 ， 能
自动 实时显 示 当前温 度 ， 测温 范 围 一 ５ ～１５Ｃ， 示精 度 为 Ｏ １ 。具 有低 成 本 、 ５℃ ２ｏ 显 ．℃ 电路 简单 、 测量 的温
・
９ ・ ９
第 ２期
基 于 单 片 机 的智 能数 字 温 度 计 的设 计
第 １ ３卷
注 ：Ｓ 为标 志位 ： “” 当符号位 Ｓ＝ ０时 ， 表示 测得温度值 为正 ； Ｓ：１ ， 当 时 表示测得温度值为负 ， 先将补码变换为原
码 ， 计 算 十进 制值 。 再
第 １ 第 ２期 ３卷
数字温度计系统详细设计报告
数字温度计系统详细设计报告一设计要求1.1.系统功能要求对于设计的数字温度计系统，主要是以AT89C51(AT89C52)单片机为控制核心，采用高精度的传感器(DS18B20）对需要测量的周围温度进行周期性的测量，并用简单的通信技术，数码管显示技术，误差修正等技术，以最新的DS18B20温度传感器作为测量元件，构成一个较简单的温度测量系统。
并最终能实现对周围环境中的温度数据的精确采集，加以处理后显示在由数码管组成的显示器上。
1.2.其他要求：该测量系统尽量做到体积小、精度较高、数据传输可靠性高、功耗低、功能易扩展，对周围环境的适应性要强。
另外从经费方面除了特殊元件外，本着一切在能实现功能的基础上从简选择的原则。
2.1方案论证与选择该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，实现的方法有很多种，下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案（1）温度采集电路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，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。
系统主要包括对A/D0809 的数据采集，自动手动工作方式检测，温度的显示等，这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。
此外还有复位电路，晶振电路，启动电路等。
故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片，处理芯片为51 芯片，执行机构有4 位数码管、报警器等。
51单片机数字温度计的设计与实现
51单片机数字温度计的设计与实现温度计是一种广泛使用的电子测量仪器，它能够通过感知温度的变化来提供精准的温度数值。
本文将介绍如何使用51单片机设计并实现一款数字温度计。
一、硬件设计1. 采集温度传感器温度传感器是用来感知环境温度的关键器件。
常见的温度传感器有DS18B20、LM35等。
在本次设计中，我们选择DS18B20温度传感器。
通过电路连接将温度传感器与51单片机相连，使51单片机能够读取温度传感器的数值。
2. 单片机选型与连接选择适合的51单片机型号，并根据其引脚功能图对单片机进行合理的引脚连接。
确保温度传感器与单片机之间的数据传输通畅，同时保证电源和地线的正确连接。
3. 显示模块选型与连接选择合适的数字显示模块，如数码管、液晶显示屏等。
将显示模块与51单片机相连，使温度数值能够通过显示模块展示出来。
4. 电源供应为电路提供稳定的电源，保证整个系统的正常运行。
选择合适的电源模块，并根据其规格连接电路。
二、软件设计1. 温度传感器读取程序编写程序代码，使用单片机GPIO口将温度传感器与单片机连接，并通过相应的通信协议读取温度数值。
例如，DS18B20采用一线制通信协议，需要使用单总线协议来读取温度数值。
2. 数字显示模块驱动程序编写程序代码，通过单片机的GPIO口控制数字显示模块的数码管或液晶显示屏进行温度数值显示。
根据显示模块的规格，编写合适的驱动程序。
3. 温度转换算法将温度传感器读取到的模拟数值转换为实际温度数值。
以DS18B20为例，它输出的温度数值是一个16位带符号的数，需要进行相应的转换操作才能得到实际的温度数值。
4. 系统控制程序整合以上各部分代码，编写系统控制程序。
该程序通过循环读取温度数值并进行数据处理，然后将处理后的数据送到数字显示模块进行实时显示。
三、实现步骤1. 硬件连接按照前文所述的硬件设计，将温度传感器、51单片机和数字显示模块进行正确的连接。
确保连接无误，并进行必要的电源接入。
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一种智能数字式温度计的设计
作者：石磊
来源：《中国科技纵横》2014年第10期
【摘要】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。
本文根据单片机的控制原理和DS18B20的温度检测原理，制作了智能数字式温度计。
具有读数方便、测温范围广、测温准确、输出温度数字显示等优点，同时可以设置报警阈值，能智能判断并报警。
【关键词】单片机智能温度计 DS18B20
温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
单片机具有集成度高、通用性好、可靠性高和使用方便等独特优点，传统的测温方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持[1]。
为此，在本文中我们设计出一款智能数字式温度计。
本文根据单片机的控制原理和DS18B20的温度检测原理，制作了智能数字式温度计。
本设计利用独立按键可以切换显示实时温度，进入设置模式可设定上下限报警阈值，当实时温度低于下限温度或是高于上限温度蜂鸣器报警。
本设计使用传感器检测与单片机处理器联系，加以控制显示单元，达到温度的数字检测显示报警。
1 系统总体设计
本设计以传感器与单片机为核心，加以控制显示单元，达到温度的数字检测、显示、控制和报警。
整个硬件电路设计可分为四个部分：温度采集、键盘输入、LCD1602液晶显示和蜂鸣器报警。
整个硬件设计电路系统框图如图1所示[2]。
1.1 系统工作原理
温度传感器DS18B20负责实时采集环境温度，采集信号送单片机，单片机采用动态扫描方式，送液晶LM1602显示器显示当前温度。
使用者可利用按键设置上、下限报警值（可以修改）。
单片机每两秒钟采集当前环境温度一次，把当前环境温度值和单片机内设定的上下限值进行比较。
当实时温度值超过上限值或者低于下限值时，蜂鸣器发声报警。
只有当修改超限的限值或是当前温度值在所设置的上、下限值之间时蜂鸣器才停止报警。
此外，修改上、下限值时，LM1602显示所设置的上下限值。
另外，当单片机上电时，蜂鸣器发声，显示蜂鸣器硬件良好，可以正常工作。
1.2 主要功能键（如图2）
本设计共有按键六个：一个电源开关按键（自锁按键），五个操作按键（普通按键）。
五个操作按键赋予它们的功能分别为：
第一个按键（复位按键）：用于单片机的初始化或是还原初始状态的快捷键。
第二个按键（实时温度键）：用于显示当前实时测得的温度值。
第三个按键（设置模式键）：功能选择键，用于进入设置模式，可进行上下限温度的设定。
第四个按键（上限设定键）：用于单片机的上限值数字的更改，每次按下，数字从0至100加1变化，当0加至100时再按一次变为0，依次循环。
第五个按键（下限设定键）：用于单片机的下限值数字的更改，每次按下，数字从100至0减1变化，当100减至0时再按一次变为100，依次循环。
2 功能模块分析
2.1 采温模块
DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
温度测量范围为-55～+125摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。
温度采集选用了数字温度传感器DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。
提高了系统的整体性能。
2.2 显示模块
LM01602液晶模块采用HD44780控制器，HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能。
如图3所示，采用stc89c52的P0口作为数据线，用P3.5、
P3.6、P3.7分别作为LCD的E、R/W、RS。
其中E是下降沿触发的片选信号，R/W是读写信号，RS是寄存器选择信号。
2.3 控制模块
控制采用独立按键，因其按键接口电路配置灵活，软件结构简单，每个按键占用一根I/O 口线且按键其工作状态不影响其他I/O引脚，工作抖动采用软件消抖。
2.4 报警模块
报警采用无源蜂鸣器，利用三极管功率驱动放大，利用P3.4口输出驱动，低电平有效。
当环境温度高于上限值或者低于下限值则P3.4口低电平输出，蜂鸣器发声报警。
3 软件程序简介
整个系统程序由主程序、中断子程序、按键子程序、延时子程序DS18B20通信的子程序
和报警子程序组成[3]。
3.1 主程序流程图（图4）
3.2 DS18B20通信
1）、DS18B20初始化（图5所示）；2）、第三步：写DS18B20时序（图6所示）。
4 结语
根据单片机STC89c52的控制原理和DS18B20的温度检测原理，基于LCD1602的显示制作了智能数字式温度计。
本设计能够实时显示现场温度，利用独立按键可以切换显示实时温度与设置模式，进入设置模式可设定上下限报警阈值，当实时温度低于下限温度或是高于上限温度蜂鸣器报警。
经过反复测试，达到了预期的各项功能。
参考文献：
[1]杨文新.AT89C2051单片机在自动捆包机中的应用[J].机床电器，2004（6）：36-39.
[2]沙占友，孟志永.单片机外围电路设计[M].北京：电子工业出版社，2006：124-165.
[3]徐胜，吴丽琴.C8051F120单片机在物料流量控制系统中的应用[J].南通职业大学学报，2008，22（1）：73-77.
[4]求是科技.单片机典型模块设计实例导航[M].2版.北京：人民邮电出版社，2008：86-172.。