数字温度计实验报告
DS18B20温控实验报告 - 副本
桂林航院电子工程系单片机课程设计与制作说明书设计题目：DS18B20数字温度计的设计专业：通信技术班级：学号：姓名：指导教师：2012年 6 月 28 日桂林航天工业学院单片机课程设计与制作成绩评定表单片机课程设计与制作任务书专业：通信技术学号： 2 姓名：一、设计题目：DS18B20数字温度计的设计二、设计要求：1.要求采集温度精确到度。
2.显示测量温度三、设计内容：硬件设计、软件设计及样品制作四、设计成果形式：1、设计说明书一份（不少于4000字）；2、样品一套。
五．完成期限： 2010 年月日指导教师：贾磊磊年月日教研室：年月日目录一摘要 (1)设计要求 (1)二理论设计 (2)硬件电路计 (2)2.1.1芯片介绍 (2)2.1.2 DS18B20简介 (7)设计方案 (9)2.2.1.显示方案 (9)2.2.2.系统硬件电路设计 (11)2.2.3软件设计流程及描述 (11)三．系统的调试 (13).硬件的调试 (13)实验结果 (19)四、设计注意事项 (19)点阵设计注意事项 (20)单片机注意事项 (16)仿真器使用注意事项 (16)五．设计心得体会 (17)总结与体会 (17)摘要在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中，温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用单片机对温度进行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。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。
因此，单片机广泛用于现代工业控制中。
本论文侧重介绍“单片机温度控制系统”的软件设计及相关内容。
数字电桥综合实验报告
一、实验目的1. 理解数字电桥的工作原理和测量电阻的原理。
2. 掌握数字电桥的使用方法，包括校准、测量和数据分析。
3. 通过实验验证惠斯通电桥测量电阻的准确性。
4. 学习使用数字电桥进行温度计的组装和原理分析。
二、实验原理数字电桥是一种高精度的电阻测量仪器，其基本原理是基于惠斯通电桥。
惠斯通电桥是一种平衡电桥，通过比较未知电阻与已知电阻的比例，可以精确测量未知电阻的阻值。
数字电桥通过内置的微处理器和A/D转换器，实现了电阻测量的自动化和数字化。
三、实验仪器与设备1. 数字电桥一台2. 惠斯通电桥一套3. 待测电阻若干4. 温度计一套5. 示波器一台6. 计算机一台四、实验步骤1. 数字电桥校准- 打开数字电桥，进入校准模式。
- 根据说明书，设置校准参数，包括参考电压和电阻值。
- 进行校准，直到数字电桥显示校准完成。
2. 测量电阻- 将待测电阻接入数字电桥的测量端。
- 设置测量范围，确保待测电阻在测量范围内。
- 启动测量，数字电桥自动完成电阻测量，并显示测量结果。
3. 验证惠斯通电桥测量电阻的准确性- 将已知电阻接入惠斯通电桥的测量端。
- 调节电桥，使检流计指针指向零位。
- 记录此时已知电阻的阻值。
- 将待测电阻接入惠斯通电桥的测量端，重复上述步骤。
- 比较数字电桥和惠斯通电桥的测量结果，验证测量准确性。
4. 组装数字温度计- 将温度计的电阻丝接入数字电桥的测量端。
- 调节温度计的电阻值，使其与数字电桥的测量范围相匹配。
- 启动测量，数字电桥自动完成温度测量，并显示测量结果。
5. 分析设计方法- 根据实验结果，分析数字温度计的设计方法，包括电路设计、温度与电阻关系等。
- 讨论数字温度计在实际应用中的优缺点。
五、实验结果与分析1. 数字电桥的测量结果与惠斯通电桥的测量结果基本一致，验证了数字电桥测量电阻的准确性。
2. 通过组装数字温度计，成功实现了温度的测量。
实验结果表明，数字温度计具有较高的测量精度和稳定性。
热电偶实验报告
热电偶实验报告一、实验目的本实验旨在探究热电偶的工作原理及其在温度测量中的应用。
二、实验器材热电偶、数字温度计、火柴、酒精灯等。
三、实验原理热电偶的工作原理是基于热电效应的。
当两根金属棒以不同温度连在一起时，形成的热电偶会在两个不同温度处形成电势差。
这个电势差与两个温度之差有关，从而可以通过测量电势差来测量温度。
四、实验步骤1.将热电偶的两端剥开，使之暴露出来。
2.用火柴点燃酒精灯，将热电偶的一个金属头通过火焰加热至红热状态。
3.用数字温度计测量被加热的端头的温度，并记录下来。
4.将另外一个金属头连接到数字温度计上，读取并记录温度。
5.根据读取的温度差计算出电势差，并记录下来。
6.重复以上步骤，将温度差尽量控制在20度左右。
五、实验结果及分析通过实验得到的数据如下：温度一：850摄氏度温度二：830摄氏度温度差：20摄氏度电势差：4.96毫伏通过计算可得，每1摄氏度的温度变化会导致0.248毫伏的电势变化。
以上实验结果表明，热电偶可以非常精确地测量温度，其准确度可达响应温度变化的1/1000左右。
这使得热电偶成为了广泛应用于实验室和工业领域的一种温度测量方式。
六、实验结论本次实验通过实际测量，验证了热电离散效应原理并表面其在温度测量中的应用。
热电偶的优点是精度高，测量范围广，且不易受环境影响。
但需要注意的是，由于热电偶中的金属种类不同，测量范围和适用温度范围也会不同，使用时需要根据具体情况选用适合的热电偶。
七、实验改进本次实验由于实验器材受到限制，缺乏更准确的温度控制设备，实验结果存在了一定误差，建议在另有更好条件的情况下，对实验进行进一步的改进，以获取更准确的实验结果。
电子温度计实验报告
电子温度计实验报告
篇一：电子温度计的设计与实现实验报告
实验六电子温度计的设计与实现
摘要：设计一个用铂电阻作为传感器的电子温度计，用非平衡电桥测量铂电阻的温度系数。并对温度计进行标定
关键词：电桥铂电阻电子温度计
一．引言
传感器在现实生活中的应用越来越广泛，常用的有力敏传感器、气敏传感器、温度传感器等。利用温度传感器和电阻配合，可将温度这一热学量转化为电学量，这样在实践应用中便于自控和遥测，为工业自动化创造了有利条件。本实验用非平衡电桥和铂电阻传感器构成测温电路，并用电表显示读书，从而实现对温度的测量。
八．结束语
操作过程中过于心急以及对操作程序步骤和实验仪器的不熟悉造成误差。了解到实验最需要的是耐心与仔细。
九．参考文献
[1]期刊：郭雷.仿真物理实验教学系统的设计与实现[J].中国科学技术大学学报，20XX,32(3)：373-380
[2]书籍：赵丽华等,编大学物理实验[m],浙江大学出版社20XX.3
①
②当电源e的输出电压一定时，非平衡电桥桥路的输出电压uout
五、实验内容
1.按图1连接电路，取R1=R2=2500V，R0=99.8欧，电源电压u=3V。2.标定测温范围下限。将数字温度计和铂电阻传感器放入冰水混合物中，在T=0℃时，调节电桥平衡，记录，和数值，由此确定铂电阻的数值。3.改变温度（不断加温），记录数字温度计的读书，用数字式万用电表测量，确定铂电阻的阻值与温度在20~70℃时之间的关系，共测量30个点，温度分布尽量均匀。用微安表的读数作为温度显示，要求零刻度线对应20℃，满刻度对应70℃，每隔5℃标定一刻度。
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。
DS18B20数字温度计设计实验报告(1)【范本模板】
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: 李成学号：133010220指导老师：周灵彬设计时间： 2015年1月目录1. 引言 (3)1。
1.设计意义31.2。
系统功能要求32。
方案设计 (4)3. 硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。
系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8. 参考文献 (15)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0～125℃，误差在±1℃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4.13。
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。
AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51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要，很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。
AT89C51的引脚图如右图所示：VCC：供电电压。
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。
数字温度计实验报告_hcs_2007011218
实验日期：2009年7月6日~8日实验室：3—228 座位号：10 清华大学电子工程系数模混合硬件系统设计——数字温度计实验报告班级：无七九班姓名：胡聪世学号：2007011218实验日期：2009年7月6日~8日交报告日期: 2009年7月11日一、实验目的：1.解决实际问题的能力。
（方案→结果）2.电路系统的设计能力。
（模块化，EDA）3.电路系统的调试能力。
（系统调试）4.实验研究，表达能力。
（报告，结果数据处理分析，创新性见解和改进措施）二、实验题目：用热敏电阻作为温度传感器，设计一个数字温度温度计。
热敏电阻的典型特性如下表所示。
具体数据要求如下：实验的要求1. 按照上表接入所列的电阻，电路应显示相应的温度值，温度范围不得小于20～50℃，误差不的大于±2℃2.按照上表接入所列的电阻，电路应显示相应的温度值，温度范围不得小于20～50℃，误差不的大于±1℃3. 按照上表接入所列的电阻，电路应显示相应的温度值，温度范围不得小于5～70℃，误差不的大于±1℃4.* 温度范围不得小于-10～+80℃，误差不的大于±1℃，电路应能显示一昼夜的最高温度与最低的温度值。
三、实验设计：（1）总体思路：将表示温度的自然量与电阻关系，通过合理的拟合曲线，得到函数关系F1，通过构造相应的电路，得到电压与电阻的函数关系F2，F2与F1满足正比关系。
这样就可以得到将温度线性表示的电压值——容易进行相关操作。
此为电路的电阻电压线性化部分。
为了将温度通过数码管表示出来，需要通过计数器进行计数，使得数码管可以显示0~99℃的温度值。
此为温度显示计数部分。
由于数码管计数为数字量，为了能够通过比较，使得计数在何时的情况下停止，需要引进数模转换部分，将数字量变为模拟量，方便与电阻电压进行比较，此为DA 转换部分。
将上面得到的两部分比较，并在电阻电压低于数码管电压时计数，否则停止计数。
温度技术测量实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解温度测量的基本原理和方法；2. 掌握常用温度传感器的性能特点及适用范围；3. 学会使用温度传感器进行实际测量；4. 分析实验数据，提高对温度测量技术的理解。
二、实验仪器与材料1. 温度传感器：热电偶、热敏电阻、PT100等；2. 温度测量仪器：数字温度计、温度测试仪等；3. 实验装置：电加热炉、万用表、连接电缆等；4. 待测物体：不同材质、不同形状的物体。
三、实验原理1. 热电偶测温原理：利用两种不同金属导体的热电效应，即当两种导体在两端接触时，若两端温度不同，则会在回路中产生电动势。
通过测量电动势的大小，可以计算出温度。
2. 热敏电阻测温原理：热敏电阻的电阻值随温度变化而变化，根据电阻值的变化，可以计算出温度。
3. PT100测温原理：PT100是一种铂电阻温度传感器，其电阻值随温度变化而线性变化，通过测量电阻值，可以计算出温度。
四、实验步骤1. 实验一：热电偶测温实验（1）将热电偶插入电加热炉中，调整加热炉温度；（2）使用数字温度计测量热电偶冷端温度；（3）根据热电偶分度表，计算热电偶热端温度；（4）比较实验数据与实际温度，分析误差。
2. 实验二：热敏电阻测温实验（1）将热敏电阻插入电加热炉中，调整加热炉温度；（2）使用数字温度计测量热敏电阻温度；（3）根据热敏电阻温度-电阻关系曲线，计算热敏电阻温度；（4）比较实验数据与实际温度，分析误差。
3. 实验三：PT100测温实验（1）将PT100插入电加热炉中，调整加热炉温度；（2）使用数字温度计测量PT100温度；（3）根据PT100温度-电阻关系曲线，计算PT100温度；（4）比较实验数据与实际温度，分析误差。
五、实验结果与分析1. 实验一：热电偶测温实验实验结果显示，热电偶测温具有较高的准确性，误差在±0.5℃以内。
分析误差原因，可能包括热电偶冷端补偿不准确、热电偶分度表误差等。
2. 实验二：热敏电阻测温实验实验结果显示，热敏电阻测温具有较高的准确性，误差在±1℃以内。
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课程授课教案
一、实验目的和要求
1.掌握集成运算放大器的工作原理及其应用。
2.掌握温度传感器工作原理及其应用电路。
3. 了解双积分式A/D转换器的工作原理。
4. 熟悉213位A/D转换器MC14433的性能及其引脚功能。
5. 熟悉模拟信号采集和输出数据显示的综合设计与调试方法。
6. 进一步练习较复杂电路系统的综合布线和读图能力。
设计要求如下：
1. 设计一个数字式温度计，即用数字显示被测温度。
数字式温度计具体要求为：
①测量范围为0～100℃
②用4位LED数码管显示。
二、主要仪器和设备
1.数字示波器
2.数字万用表
3.电路元器件：
温度传感器 LM35 1片
集成运算放大器LM741 1片
集成稳压器 MC1403 1片
A/D转换器 MC14433 1片
七路达林顿晶体管列阵 MC1413 1片
BCD七段译码／驱动器 CC4511 1片
电阻、电容、电位器若干
三、实验内容、原理及步骤
1.总体方案设计
图1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随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。
图1 数字温度计原理框图
2. 温度传感器及其应用电路
温度传感器LM35将温度变化转换为电信号，温度每升高一度，大约输出电压升高10mV。
在25摄氏度时，输出约250mV。
图2（a）、(b)图为LM35测温电路。
（a）基本的测温电路(+2°C to +150°C) （b）全量程的测温电路（−55°C to +150°C）
图2（a）、(b)图为LM35测温电路
LM35系列封装及引脚参见下图 3。
图 3 LM35系列封装及引脚图
3.放大电路
放大器使用LM 741普通运放,作为实验用数字温度计，可以满足要求；如果作为长期使用的定型产品，可以选用性能更好、温度漂移更小的OP07等型号的产品，引脚与LM741兼容,可以直接替换使用。
此放大器的目的是通过提供合适的放大倍数及使用一定的参考电压，将线性输出变化的温度信号电压对应的LED数字变化与实际温度变化基本一致。
它实际上是一个增益和偏置可调的线性放大电路，调整可变电阻器R,可以改变增益，使温度显示变化和实际变化取得一致。
输入端所接的调零电阻，是调节偏置的，用来使显示温度数字和实际温度一致。
（参考227页）
4. A/D转换器
A/D转换器，采用MOTOROLA公司的产品MC14433。
A/D转换器MC14433的内部结构及其引脚图如下图4所示。
该芯片为本系统的核心电路，将模拟电压信号转换为数字信号，并分别输出数据信号和选通脉冲等。
该芯片具有外围电路简单，不需要使用昂贵的石英晶体振荡器提供时钟信号，片内可以自己产生显示所需的选通脉冲和刷新信号等特色，仅需少量外围电路配合，就能实现LED的数字显示功能。
图4 MC14433的内部结构及其引脚图
5.显示电路
为了节省资源，使用LED的动态显示方式。
被测直流电压VX经A / D转换后以动态扫描形式输出，数字量输出端Q0 Q1 Q2 Q3 上的数字信号(8421码)按照时间先后顺序输出。
位选信号DS1, DS2，DS3，DS4通过位选开关MC1413分别控制着千位、百位、十位和个位上的四只LED数码管的公共阴极。
数字信号经七段译码器CC4511译码后，驱动四只LED数码管的各段阳极。
这样就把A / D转换器按时间顺序输出的数据以扫描形式在四只数码管上依次显示出来，由于选通重复频率较高，工作时从高位到低位以每位每次约300μS的速率循环显示。
即一个4位数的显示周期是1.2ms，所以人的肉眼就能清晰地看到四位数码管同时显示三位半十进制数字量。
位选信号DS1的真值表如下表1所示。
最高位（千位）显示时只有b、c二根线与LED数码管的b、c脚相接，所以千位只显示1或不显示，用千位的g笔段来显示模拟量的负值（正值不显示），即由MC14433的Q2 端来控制g段。
MC1413是显示驱动专用电路，内部为达林顿晶体管阵列，在步进电机驱动、发光LED显示等场合使用广泛，可以替代多组分离的三极管，线路简单，可靠性好。
其引脚和内部电路如图5所示。
译码器4511把MC14433输出的8421BCD码信号，转化为七段显示码，供LED显示，引脚排列如下图6所示。
其真值表如下表2所示。
表1 位选信号DS1的真值表
图5 MC1413引脚和内部电路
图6 译码器4511引脚排列
表2译码器4511真值表
6.基准电压
MC1403基准电压芯片的引脚排列如下图7所示。
图7 MC1403的引脚排列
7.内容及步骤
（1）根据设计任务，本系统由四部分组成。
按照要求设计各部分电路，确定元器件型号和参数。
（2 ）按照参考电路图（附录在后）设计制作电路，检查无误后通电，V DD=+5V，Vee=-5V，Vss=接地。
(3 )逐级安装，逐级调试。
a 用手指捏住温度传感器，观察线性输出变化的温度信号电压（即放大电路输出电压），适当调节电位器R4，使输出与真实变化大体相似。
b 测量零电压。
输入电压VI与V AG短接，仪表读数应为“0000”。
c 用示波器观测MC14433第11脚的时钟脉冲频率CLK0的波形应有时钟脉冲输出，观测第6脚C1的输出，应为具有最大摆幅且不失真的锯齿波形，否则应调整积分电阻R1的值。
(4) 改变温度，检查控制是否符合要求，LED显示是否正确。
限于实验室条件，本实验不进行仔细的标定和校准工作。
四、实验数据记录和分析
五、实验预习要求
1．预习实验，了解常用的音频集成电路的结构、类型、性能参数，并选择实验方案。
2．了解NE5532集成运算放大器的电气参数。
3．应写好设计步骤（参数计算）和实验步骤。
六、实验报告要求
1 原理电路的设计，内容包括：设计方案论证；每一级主要参数的计算过程及器件的选择。
2 整理各项实验数据，画出CC4511译码器1、2、6、7各引脚处的波形，以及LED显示驱动器MC1413的1、2、3、4引脚的波形，体验分时驱动显示的概念。
3 观察LED显示结果，是否满足设计要求。
4 对实验数据和电路工作情况进行分析，得出结论。
5 说明在整个调试过程中所遇到的问题以及解决的方法。
回答思考题。
6 论述收获体会。
作业、讨论题、思考题：
1.本设计还有哪些不完善的地方？如何改进？
2.设计报警点路：当温度低于10或者高于40时，用发光二极管示警。
参考资料（含参考书、文献等）
普利斯曼 (Abraham I.pressman)、比得斯 (Keith Billings)、莫瑞 (Taylor Morey)、王志强.开关电源设计(第3版).北京：电子工业出版社，2010.
教学反思：
条形显示的温度计的设计？
附录：设计参考电路原理图1
有兴趣可以自行设计条形显示的温度计。
附录图2。