基于单片机的多功能温度测量仪表的设计

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基于单片机的多功能温度检测系统的设计翻译

基于单片机的多功能温度检测系统的设计一、引言随着社会的发展和技术的进步，人们越来越注重温度检测与显示的重要性。

温度检测与状态显示技术与设备已经普遍应用于各行各业，市场上的产品层出不穷。

温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。

本课题就是一个温度检测及状态显示的监控系统。

二、系统方案本系统采用AT89S52 作为该系统的单片机。

系统整体硬件电路包括，电源电路，传感器电路，温度显示电路，上下限报警电路等如图1 所示。

图中报警电路可以在被测温度不在上下限X围内时，发出报警鸣叫声音。

温度控制的基本原理为:当DSl8B20 采集到温度信号后，将温度信号送至AT89S52 中处理，同时将温度送到LCD 液晶屏显示，单片机根据初始化设置的温度上下限进行判断处理，即如果温度大于所设的最高温度就启动风扇降温;如果温度小于所设定的最低温度就启动报警装置。

温度控制器的原理图二三、系统硬件设计1.单片机AT89S52 的介绍AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 可编Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash 允许程序存储器在系统编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案[5]。

AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节Flash，256 字节RAM，32 位I/O 口线,看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

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。

基于单片机和K型热电偶的温度测量仪表设计

1.概述1.1题目名基于单片机和K 型热电偶的温度测量仪表设计1.2功能和技术指标要求（1）温度测量范围：室温~200℃；（2）温度检测元件：K 型分度号热电偶；（3）具有热电偶冷端温度自动补偿功能；（4）温度测量精度：1℃±FS*2%；（5）温度显示：LED 或LCD 数字显示，显示分辨率0.1℃（6）具有温度上限、下线设置功能，当温度测量值越限时，进行声光报警；（7）电源：电网AC220V , 要求在电网电压变化±15%范围内能够正常工作。

1.3国内外相关情况概述温度的测量的历史：第一个温度传感器是伽利略做出来的。

而温度测量的里程碑是由法勒海特设计的水银温度计。

1740年瑞典人摄氏提出在标准大气压下，把冰水混合物的温度规定为0度，而水的沸腾度为100度。

温度测量在保证产品的质量，节约能源，安全生产起到至关重要的作用。

技术现状有点到线，线到面温度分布的测温技术；由表面到内部的测温技术。

发展趋势是由于环境的多样化，复杂化，测温对象的多样化，智能检测成为现在温度测试的趋势。

所以要加强新工艺的开发；向着智能化发展。

2.技术方案2.1温度测量的基本方法与原理常见的温度测量方法和测温原理有：接触式，原理是热胀冷缩，这种方法测温方便。

液体式（如毛细管，水银温度计），原理是受热，液体膨胀系数变大，从而液体上升。

这种方法测温比较准确。

2.2总技术方案温度测量仪表功能结构先读取环境温度，热电偶测得温度经过ADC转换器变成数字，测得冷端温度，用补偿法再计算出温度值，送到显示器显示。

如果温度超过上限设置，下限设置则蜂鸣器报警，且LED 灯变红。

3.硬件设计3.1热电偶放大器设计冷端补偿专用芯片MAX6675的温度读取芯片MAX6675采用标准SPI串行外设总线与MCU接口，MAX6675只能作为从设备。

温度值与数字对应关系为:温度值=1023.75×转换后的数字量/40953.2热电偶冷端温度补偿方法及电路冷端补偿法：测冷端温度补偿法再计算出温度值送到显示器（循环）LCD显示（循环）ASC码电路：3.3ADC电路由MAX6675完成AD转换。

基于单片机的多功能数字温度计设计

1.2设计内容及性能指标
本设计主要是介绍了单片机控制下的温度检测系统，详细介绍了其硬件和软件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：
1、利用温度传感器（DS18B20）测量某一点环境温度
2、测量范围为-55℃～＋99℃
3、用数码管进行实际温度值显示和时间显示
4、能够根据需要方便设定上下限报警温度
P3口：P3口是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流.当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入.作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故.
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：
P3口管脚备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
摘
本课题设计了一种基于单片机控制的数字式多功能温度计.该温度计以51单片机为主控器，通过温度传感器DS18B20来检测温度，并通过四位共阴极LED数码管来进行数据的显示，可以方便的实现温度采集和显示.同时可以根据需要设置上下限报警温度，当温度不在设置范围内时可以报警.同时还具有时钟显示的功能，当需要进行时间显示的时候可以进行快速切换显示.具有使用方便，精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点.适用于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块嵌入其它系统中作为其他主系统的辅助扩展.DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景.
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入.
XTAL2：来自反向振荡的输出.[7]
各引脚功能简单介绍如下：
VCC：供电电压.
GND：接地.

毕业设计单片机温度计

毕业设计单片机温度计毕业设计单片机温度计一、引言随着科技的发展，单片机在各个领域的应用越来越广泛。

其中，温度计作为一种常见的测量仪器，也逐渐得到了广泛的应用。

本文将介绍一种基于单片机的温度计的设计方案。

二、设计原理本设计方案采用DS18B20数字温度传感器作为温度检测元件，通过单片机进行数据采集和处理，并通过数码管显示当前的温度数值。

设计的主要原理如下：1. 温度传感器DS18B20是一种数字温度传感器，具有精确度高、体积小、接线简单等特点。

它采用单总线接口进行通信，可以直接与单片机相连。

2. 单片机本设计采用常用的51单片机作为控制核心，通过单总线协议与温度传感器进行通信。

单片机负责采集传感器的数据，并对温度数值进行处理。

3. 数码管显示为了方便用户观察温度数值，本设计采用了数码管进行显示。

通过单片机的IO 口控制数码管进行数值的显示。

三、硬件设计本设计的硬件部分主要包括传感器接口电路、单片机电路和数码管显示电路。

1. 传感器接口电路传感器接口电路主要负责将传感器的信号与单片机连接。

通过对传感器引脚的接法，实现数据的传输和通信。

2. 单片机电路单片机电路主要包括单片机的供电电路和与传感器的通信电路。

通过连接电源和接口电路，实现单片机对传感器的控制和数据采集。

3. 数码管显示电路数码管显示电路主要包括数码管的供电电路和控制电路。

通过连接电源和单片机的IO口，实现数码管的数值显示。

四、软件设计本设计的软件部分主要包括单片机的程序设计和数据处理。

1. 程序设计通过编写单片机的程序，实现与传感器的通信和数据采集。

程序中需要包括对传感器的初始化、数据读取和数据处理等功能。

2. 数据处理通过单片机对传感器采集到的温度数据进行处理，可以实现对温度数值的转换和计算。

同时，可以根据需要对数据进行滤波和校准，提高测量的准确度。

五、实验结果经过硬件和软件的设计，本设计方案成功实现了温度的测量和显示。

实验结果表明，该温度计具有较高的精确度和稳定性。

毕业设计-单片机---多功能温度计

摘要本论文介绍的是基于AT89S51单片机数字钟和数字温度计设计，体现模块化设计思想。

论文重点阐述了硬件模块——MCU模块、温度的感应模块、时钟模块、控制模块、显示模块的设计。

软件同样采用模块化设计，软件模块——中断模块、温度转化模块、时间调整模块的设计。

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。

在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。

温度控制在生产过程中占有相当大的比例。

温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。

传统的测温元件有热电偶和二电阻。

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，温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。

DS18B20可以直接读出北侧温度值，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。

关键字：微控制器，数字控制；温度计，数字钟，AT89S51，DS18B20。

AbstractThis paper introduced the design of digital clock and digital thermometer based on MCU of AT89S51. the specific process of how the system hardware and software achieved were detailed description through the design of multifunction digital clock and digital thermometer. The modular design andproduction, which consisted of MCU module,temperature sensor module, clock module and the associated control module. As well as hardware designing，software design use the same method, consists suspension module，time adjust module and temperature conersion module.temperature is the production process and scientific experiments in general and one of the important physical parameter. In the production process, in order to efficiently carry out the production, to be its main parameters, such as temperature, pressure, flow control, etc... Temperature control in the production process of a large proportion. Temperature measurement is the basis of temperature-controlled, more mature technology. Traditional thermocoupl e and temperature components are the second resistor. The thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, and then replaced by the corresponding temperature, these methods are relatively complex, requiring a relatively large number of external hardware support. We use a relatively simple way to measure. We use the United States following DALLAS Semiconductor DS1820 improved after the introduction of a smart temperature sensor DS18B20 as the detection element, a temperature range of -55 ~ 125 º C, up to a maximum resolution of 0.0625 º C. DS18B20 can be directly read out the temperature on the north side, and three-wire system with single-chip connected to a decrease of the external hardware circuit, with low-cost and easy use.Key words ：AT89S51 microcontroller; digital control; thermometer; digital clock; DS18B20.目录第一章绪论 (4)第二章设计任务与要求 (6)2.1 设计任务 (6)2.2 设计要求 (6)第三章总体设计方案 (7)3.1 总体设计方案 (7)3.1.1方案一 (7)3.1.2方案二 (7)3.2 方案二的总体设计图 (7)3.2.1 主控电路设计 (8)3.2.2 显示电路设计 (8)3.2.3温度传感器DS18B20介绍 (8)3.3 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (12)3.4 系统整体硬件电路 (13)第四章系统软件设计 (15)4.1 源程序 (15)4.2 主程序 (24)4.3 读出温度子程序 (24)4.4 温度转换命令子程序 (25)4.5 计算温度子程序 (25)4.6 显示数据刷新子程序 (26)4.7 时钟显示子程序 (26)第五章调试过程 (27)第六章总结与体会 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论随着“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。

基于某单片机的多点温度测量系统设计

基于某单片机的多点温度测量系统设计设计需求及背景：在许多工业领域中，需要实时监测多点的温度数据，以确保系统的正常运行和生产过程的稳定性。

传统的温度测量系统通常使用多个独立的传感器连接到数据采集器，然后通过有线或无线的方式将数据传输到主控制系统。

这种设计方式存在布线繁琐、维护成本高等问题。

因此，我们需要设计一种基于单片机的多点温度测量系统，以实现简化布线、降低成本、提高系统可靠性等目的。

该系统需要能够同时测量多个点的温度，并将数据发送到中央控制系统进行处理和监控。

设计方案：1.硬件设计：- 选择一款适合的单片机作为系统主控制器，如Arduino或STM32等；-集成多个温度传感器，如DS18B20等，连接到单片机的GPIO口；-添加合适的电源管理模块，以确保传感器和单片机正常工作；-集成无线通信模块，如WiFi、蓝牙或LoRa等，以将数据传输至中央控制系统；-设计外壳和固定装置，以方便系统的安装和使用。

2.软件设计：-编写单片机上的程序，实现多路温度传感器数据的采集和处理；-设计通信协议，将采集到的数据封装成数据包，并通过无线通信模块发送至中央控制系统；-在中央控制系统上编写数据接收和处理程序，对接收到的数据进行解析和展示；-实现远程监控功能，可以通过手机或电脑实时查看系统各点的温度数据。

3.系统特点：-灵活布线：传感器可以分布在不同位置，无需固定布线，减少安装和维护成本；-高可靠性：采用单片机控制和无线通信，系统稳定性高，数据传输可靠；-高效监控：通过中央控制系统实现多点温度数据的集中管理和实时监控；-易扩展：可以根据需要增加更多传感器和扩展功能，满足不同的监测需求。

总结：基于单片机的多点温度测量系统设计，可以提高监测效率、降低成本并提高系统可靠性。

通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现多路温度数据的实时采集和传输，为工业自动化和生产管理提供有力支持。

未来，在不断优化和扩展的基础上，这种系统设计还可以应用到更多领域，并实现更多功能和特性的进一步发展。

基于单片机的温度测控系统的设计

基于单片机的温度测控系统的设计在现代的工业领域和生活中，温度测控系统被广泛应用，以监测和控制温度。

本文将介绍一个基于单片机的温度测控系统设计。

1.系统概述该系统的设计目标是能够测量和监控环境中的温度，并能自动调节温度以保持设定的温度。

该系统由传感器模块、数据处理模块和执行器模块组成。

2.传感器模块传感器模块用于测量环境中的温度。

在该系统中，我们可以使用温度传感器来实现温度测量。

常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。

传感器模块将温度数据传输给数据处理模块。

3.数据处理模块数据处理模块基于单片机来实现。

单片机通过接收传感器模块传输的温度数据，进行数据处理和判断，并决定是否需要调节温度。

数据处理模块还可以设置一个温度阈值，当环境温度超过或低于该阈值时，触发执行器模块进行温度调节。

4.执行器模块执行器模块是用来调节环境温度的关键。

在该系统中，我们可以使用电热器或制冷器来调节温度。

执行器模块会根据数据处理模块的控制信号来决定是否打开或关闭电热器或制冷器，以达到设定的温度。

5.界面设计为了方便用户的操作和监控，我们可以设计一个用户界面模块。

用户界面模块可以通过LCD显示屏展示当前环境温度和设定的温度，并提供一些按键用于设置温度阈值。

用户可以通过按键来设置温度阈值，同时可以看到当前温度和设定的温度。

6.系统工作流程系统的工作流程如下：-传感器模块测量环境温度，并将温度数据传输给数据处理模块。

-数据处理模块接收温度数据，并进行处理和判断。

-如果环境温度超过或低于设定的温度阈值，数据处理模块触发执行器模块进行温度调节。

-执行器模块根据数据处理模块的控制信号，打开或关闭电热器或制冷器，以调节环境温度。

-用户可以通过用户界面模块设置温度阈值，同时可以实时监控当前温度和设定的温度。

7.系统优化为了进一步优化系统的性能，我们可以考虑以下几个方面：-引入PID控制算法，以提高温度的稳定性和控制精确度。

-添加温度报警功能，当环境温度超过一定范围时，触发警报。

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ｐｐｒａｅ・
Ｋｅｒｓ：ｔｍｐｒｔｒａｔｅ； Ⅱｅｓｒｎｔｕｎ；ｓｎｌｈｐｃｍｐｔｒｙｗｏｄｅｅａｕｅｍｅｓｔｒｌｕｅｉｓｒｍｅｔｉｇｅｃｉｏｕｅａｌ
０引言
在工农业生产当中，常需要进行温度测量。经
ＵＵｅ．ｏｇ，ＳＮｎＷｉｄｎＵＨｏ
（．ａｂｌｔｃＰｗｒｑｉｎｏｐｒｔｎＨｒｉ５０６Ｃｉａ１ＨｒｉＥｅｒｏｅｕｍｅｔｒｏａｉ，ａｂ１１４，ｈ；ｎｃｉＥｐＣｏｎ３ｎ２ＣｍｐｔｒＣｎｒＨｒｉｎｅｓｙｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＨｒｉ０４，ｈｎ）．ｏｕｅｅｔ，ａｂＵｉｒｔｆｉｃｎｅｈｏｇ，ａｂｎ１００ＣｉａｅｎｖｉＳｅｏ５
整个系统不易取得较高的性能价格比２Ｊ。本文提。
出了一种由单片机控制的集测量与变送一体化的多
１硬件组成及软件设计
便携式多功能数字温度测量仪表的硬件由温度
功能数字温度测量仪表，它将温度测量元件和温度指示仪表以及变换发送单元集成在一起，采用便携式结构。该测温仪本身就是一个完整的温度测量系统，它不仅可以将代表被测温度值的电信号转换成
目前使用最广泛的温度测量系统一般由温度测量元件、变送器和温度指示仪表三个部分组成口。温度】
这种结构存在着两个方面的缺点：一是三个部分相互分离，不便于随身携带和进行临时性的测量；二是
测量元件，信号放大和处理器件全部采用低功耗ＣＯ器件，ＭＳ信号的线性化校正采用软件实现，数值显示采用液晶器件，电电源采用二线制＋２ＶＣ供４Ｄ或电池供电，因此，个系统具有较高的性能价格整比、较好的灵活性和适应性，因而也具有较广泛的应用范围和较好的实用价值Ｈ。Ｊ
摘要：介绍了一种基于单片机控制的集测量与变送一体化的多功能数字温度测量仪表。该测温仪将热电偶和温度指示仪表以及变换发送单元集成在一起，采用便携式结构。它不仅可以就地安装，用作温度测量的指示与变送单元，而且，还可以随身携带，用作普通温度测量仪表。现详细介绍其软硬件组成和工作原理。关键词：温度测量；测量仪表；单片机
ｍｅｕｎｔｍｅｔＩｆａｅａｄｈｒｗｒｏｏｅｔｎｏｋｐｉｃｐｅｗｌｂｔｄｃｄｉｅｉｉｉｓｅａｒｉｓｕｎ．ｔｓｔｒｎａｄａｅｃｍｐｎｎｄｗｒｒｉｌｉｌｅｉｒｕｅｄｔｌｎｔｓｒｓｏｗａｎｎｏｎａｈ
ｔｅｒｔｅ￣ｅｍｐａｕｒ
ｕ＇ａｄｔｆｍａｉｎｓｎｉｇｕｉ，ｕｌａｅｃｒｅ，ｓｄａｏ／ｏｅｅｒｔｒ／ｍｍｏｔｅｄｎｎｔｂｔａｓｃｎｂａｒｄｕｅｓｔｍｎｎｔｅｎｒｏｏｉｍｐａｕｅ
Ａｂｓｒｃ：Ａａｕｉｇａｄｔａｓｔｎｕｆｅｔｍｐｒｔｒａｕｉｇｉｔｍｎｎｔａｅｏｓｎｌｃｉｔａｔｍｅｓｒｎｎｒｎｍｉｉｇｎｉｄｅｅａｕｅｍｅｓｒｎｎｓｒｅｂｓｄｎｉｇｅｈｐｔｉ
ｔｍｐｒｔｒｎｔｍｅｔａｄｔｎｓｏｍａｉｎｓｎｉｇｕｔＩＣｏｎｙｂｏａｎｔｌ，ｓｄａｎｔｕｔｎｏｅｅａｅｉｓｒｕｕｎｒｆｒｔｅｄｎｎｉ．ｔａｎｔｏｌｅｌｃｌｉａｌｕｅｓｉｒｃｉｆｎａｏｎｓｄｅｓｏ
２１年第３００期
中图分类号：Ｐ７Ｔ２３文献标识码：Ａ文章编号：０９５２２１）３０４２１０ —２５（０００ —０９ —０
基于单片机的多功能温度测量仪表的设计
刘卫东，孙宏
（．哈尔滨电力设备总厂，哈尔滨１０６２１５４；．哈尔滨理工大学计算中心，哈尔滨１０００５４）０
Ｄｅｉｎｏｕｔ－ｕｃｉｎｔｍｐｒｔｒｅｓｒｎｓｇｆｍｌｉｆｎｔｏｅｅａｕｅｍａｕｅｃｉｏｐｔｒｎｔｕｎａｅｎｓｎｌｈｐｃｍｕｅ
ｃｍｐｔｒｉｇｖｎｉｈｓｐｐｒＴｅｔｅｍｏｔｒｗｔｏｔｌｔｃｒ，ｎｅｒｔｓｔｅｈｒｃｕｌ，ｏｕｅｓｉｎｔｉａｅ．ｈｈｒｍｅｅｉｐｒｂｅｓｕｔｅｉｔｇａｅｔｅｍｏｏｐｅｅｈａｒｕｈｓ
温度值并显示出来，且还将处理后的温度数值转而换为４～２Ｍ电流或０Ｖ电压信号输出，０Ａ～５以供计算机或其它仪表使用，即完成温度变送器的功能。该测温仪采用优质的快速双铂铑热电偶为温度