一种新型数字温度计的设计
数字电路温度计设计
数字电路温度计设计
数字电路温度计设计涉及许多不同的技术和组件。
以下是一个基本的设计流程，这有助于创建一个基于数字电路的温度计：
1. 温度传感器选择：选择一个合适的温度传感器，例如热敏电阻、DS18B20温度传感器等，它们能够将温度转换为可被数字电路处理的信号。
2. 信号调理电路：设计一个信号调理电路来处理从温度传感器获取的信号。
这个电路可能包括一个电压跟随器、运算放大器（用于信号放大或减小的功能）等。
3. 模数转换器（ADC）：模数转换器将模拟信号转换为数字信号，以便微控制器或数字信号处理器可以处理。
选择一个适合你应用需求的模数转换器。
4. 微控制器或数字信号处理器：选择一个微控制器或数字信号处理器来读取和处理来自模数转换器的数字信号。
这可能涉及到编写或获取一个固件/软件程序，用于读取模数转换器的输出并显示温度值。
5. 显示接口设计：选择一种方式来显示温度值。
这可能涉及到使用七段显示器、液晶显示屏（LCD）或其他类型的显示技术。
你可能需要设计一个驱动电路或接口来连接微控制器和显示器。
6. 电源和封装：为温度计设计一个合适的电源和封装。
这可能涉及到使用电池、电源适配器或其他电源方案，并考虑将所有组件集成到一个适合应用的封装中。
7. 校准和测试：在设计过程中进行充分的校准和测试，确保温度计在预期工作范围内具有足够的准确性和可靠性。
这只是一个基本的框架，具体的设计细节将取决于你的应用需求和所选择的组件。
在设计和实施过程中，你可能需要使用电子设计自动化（EDA）工具、电路板布局软件、编程语言等工具和技术。
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。
一种新型数字温度计的设计
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复位 电路等 ＿ １ －
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Ｄ １ Ｂ ０温 度 传 感 器 的 内部 存 储 器 还 包 括 一 个 高 速 暂 存 Ｓ８ ２ Ｒ ＡＭ 和一 个 非 易 失 性 的 可 电 擦 除 的 Ｅ Ｒ Ｅ ＡＭ 。系 统 对
Ｄ １ Ｂ ０的各 种 操 作 按 协 议 进 行 。 操 作 协 议 为 ： 使 化 Ｓ８ ２ 初 Ｄ １ Ｂ ０发 复位 脉 冲 ） 发 Ｒ Ｍ 功 能 命 令 一 发 存 储 器 操 Ｓ８ ２（ 一 Ｏ
感 器 Ｄ ＩＢ ０的新 型数 字 温 度 计 的 软 件 及 硬 件 设 计 过 程 ， 对 硬 件 原 理 图 和 程 序 流 程 图作 了描 述 。 Ｓ８ ２ 并
关键词
单片机； 温度传感器； 动态扫描
文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０９ １３（０８０－０４－０ １０－ ０３２０）２ ０４ ３
维普资讯
２０ ０ ８年 第 ２期 （ 总第 ５ ０期 ）
桂林 航 天工 业高 等专科学 校学 报 Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ ＵＩＩ Ｏ Ｌ Ｇ ＦＡ Ｒ Ｓ Ａ ＥＴ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ 信 息与 电子 工程 Ｏ Ｒ Ａ ＦＧ ＬＮ Ｃ Ｌ Ｅ ＥＯ Ｅ Ｏ Ｐ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ
与传 统 的 热 敏 电 阻 测温 电路 、 温 度 数据 显 示 电路 以 及 外 围 电 源 、 钟 电路 新推 出 的一 种 改 进 型 智 能 温 度 传 感 器 ， ４位 时 等 测 温 元 件相 比 ， 能 直接 读 出被 测 温 度 ， 且可 根据 实 际 它 并 等组 成 。温 度 计 电 路设 计 总体 设 计 框 图如 图 １所 示 。 要求 通 过 简 单 的 编 程 实 现 ９ １ ～ ２位 的 数 字 值 读 数 方 式 。
一种数字温度计的设计
一种数字温度计的设计摘要：温度测量实质上都是根据温度与某个宏观物理量之间的对应关系，对其进行定标，这样就可以实现对温度的测量。
本设计采用数字温度传感器DS18B20，利用温度—频率间接转换的原理，通过频率间接测量温度，结合单片机STC89C51的芯片处理形式，实现温度的监测。
本数字温度计的硬件系统结构主要包括单片机最小系统、振荡电路模块、显示模块、通信模块，以及电源模块等主要组成部分。
该温度计具有较好的使用价值。
关键词：温度测量;温度传感器DS18B20;单片机STC89C510 引言温度是表征物体冷却程度的物理量，也是一种基本的环境参数，它是日常生活和生产过程中非常广泛的参数之一。
常用的温度测量方法，主要是采用热电偶、热敏电阻或铂电阻等温度传感器作为感温器件，通过测量传感器两端的电势差，间接测量温度值。
本设计采用数字传感器DS18B20测量温度，较对传统温度计的性能单一、使用周期短暂、可靠性低效等问题，可以做到温度测量更加精确，且快速简洁，具有更好的实用价值。
1、系统设计本装置由三模块部分组成：主控制器（芯片进行指令处理）、测温电路（温度数据采集处理）、显示电路（数值化显示实际温度）。
1.1单片机选择本设计选择STC公司生产的STC89C52RC芯片，如图1所示。
STC公司生产的芯片可直接使用串口下载，而Ateml公司生产的芯片则需要专用下载器才能下载程序到单片机中，为了方便下载程序，所以本设计选择STC公司生产的STC89C52RC芯片。
本设计的下载需要配合RS232转TTL下载器下载，单片机的RXD与下载器的TXD相连，单片机的TXD与下载器的RXD相连，单片机的VCC与下载器VCC相连，单片机的GND与下载器的GND相连，再通过ISP在线下载器把程序下载到单片机中。
下载电路如图2所示。
图1 STC89C52RC引脚图图2 RS232转TTL下载器1.2温度采集电路设计DS18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。
数字温度计设计方案
数字温度计设计方案数字温度计是一种利用数字显示温度值的仪器，目前已广泛应用于家庭、实验室、医疗等领域。
为了设计一个稳定、可靠的数字温度计，以下是一个初步设计方案。
1. 传感器选择温度传感器是数字温度计的核心部件，常用的有热敏电阻、热电偶、半导体传感器等。
在设计中，我们可以选择适用范围广、精度高的数字温度传感器，如DS18B20。
该传感器具有数字接口、高精度、高稳定性等特点。
2. 微控制器选择微控制器是数字温度计的处理器，负责监测温度传感器的数据，并将其转化为数字信号。
在设计中，我们可以选择具有足够计算能力、低功耗的微控制器，如STM32系列中的STM32F103C8T6。
该微控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设等特点，适合用于数字温度计的设计。
3. 电路设计在电路设计中，可以采用数字传感器和微控制器之间的串行通信方式，使用一对引脚（数据引脚和电源引脚）实现数据的传输和供电。
同时，需要添加稳压电路和滤波电路，保证电路的稳定性和抗干扰能力。
4. 数字显示模块选择数字显示模块是数字温度计的输出设备，负责将测得的温度值以数字形式显示出来。
在设计中，可以选择7段LED数码管，该数码管具有明亮的显示效果、低功耗、容易驱动等优点。
5. 电源选择数字温度计需要稳定的电源供电，可选择直流电源供电，电压范围5V。
在设计中，可以添加电源管理电路，包括稳压电路、过压保护、短路保护等，以增加设备的安全性和稳定性。
6. 程序设计程序设计是数字温度计的重要环节，需要编写相应的程序实现温度的测量、显示、存储等功能。
在程序设计中，可以使用C 语言或者嵌入式开发平台进行编程，实现温度测量值的读取、温度值的转换、温度值的显示等功能。
总之，以上是一个基本的数字温度计的初步设计方案，通过选择合适的传感器、微控制器、显示模块，并进行稳压电路和滤波电路的设计，再加上适当的程序编写，可以设计出一个稳定、可靠的数字温度计。
当然，具体的设计方案还需要参照实际需求进行调整和优化。
数字温度计的设计与实现
数字温度计的设计与实现一、实验目的１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。
２．利用DS18B20数字式温度传感器和微机实验平台实现数字温度计。
二、实验内容与要求采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。
用数码管直接显示温度值，微机系统作为数字温度计的控制系统。
１．基本要求：(1)检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率 0.5℃。
(2)用4位数码管来显示温度值。
(3)超过警戒值（自己定义）要报警提示。
２．提高要求(1)扩展温度范围。
(2)增加检测点的个数，实现多点温度检测。
三、设计报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、数字温度传感器DS18B20由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。
它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。
1.DS18B20性能特点DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM ，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
2. DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH 和TL,高速暂存器。
64位光刻ROM 是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。
64位ROM 结构图如图2所示。
不同的器件地址序列号不同。
DS18B20的管脚排列如图1所示。
图1 DS18B20引脚分布图图2 64位ROM 结构图 DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示：以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的RAM 中，二进制中的前面5位是符号位。
数字温度计的设计与制作实验报告
数字温度计的设计与制作实验报告数字温度计的设计与制作实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计与制作数字温度计，深入理解温度测量原理及实现方式，锻炼电路设计与验证实验能力。
二、实验原理数字温度计是通过测量热敏电阻（PTC或NTC）的电阻值来计算温度的。
当温度升高时，热敏电阻的电阻值也会升高，反之亦然。
该实验利用了热敏电阻的这一特性，通过将热敏电阻串联到一定电路中，便可测量到其电阻值的变化，从而得到温度值。
此外，数字显示器可以根据电路中的控制信号对电阻值进行计算和显示，以数字形式直观显示温度。
三、实验器材与耗材器材：热敏电阻、AD转换芯片、单片机、数字显示器、蜂鸣器、键盘、面包板、杜邦线等。
耗材：焊锡、铜线、电池、电阻等。
四、实验步骤1.接线。
将热敏电阻串联到一个电路中，连接到AD转换芯片的AIN0输入端，并将AIN1连接到参考电压源。
2.编写单片机程序。
通过查询AD转换器的输出值，计算出热敏电阻的电阻值，并转换为温度值。
然后将温度值显示在数字显示器上，并输出报警信号到蜂鸣器。
3.测试验证。
使用温度计紧贴测试物体表面，观察数字显示器和蜂鸣器的反应，逐步校准温度计并记录数据。
五、实验结果实验结果表明，数字温度计的设计与制作成功，能够准确地测量环境温度，并可进行实时数字化显示和警报功能。
六、实验心得在本次实验中，我们对数字温度计的设计及制作有了更加深入的理解和认识。
了解电路原理、编写单片机程序、进行电路调试与验证等一系列实验操作，培养了我们的理论知识和实践能力，加强了我们对电路与信号处理的认识和理解。
通过实验，我们认识到数字温度计在生产生活中的重要性，为未来的实际工作奠定了扎实的基础。
基于ds18b20的数字温度计设计报告
基于ds18b20的数字温度计设计报告
一、引言
随着科技的进步，温度的测量和控制变得越来越重要。
DS18B20是一款数字温度传感器，具有测量准确度高、体积小、接口简单等优点，广泛应用于各种温度测量场合。
本报告将介绍基于DS18B20的数字温度计设计。
二、DS18B20简介
DS18B20是一款由美国Dallas公司生产的数字温度传感器，可以通过数据线与微处理器进行通信，实现温度的测量。
DS18B20的测量范围为-55℃～+125℃，精度为±0.5℃。
三、数字温度计设计
1.硬件设计
数字温度计的硬件部分主要包括DS18B20温度传感器、微处理器、显示模块等。
其中，DS18B20负责采集温度数据，微处理器负责处理数据并控制显示模块显示温度。
2.软件设计
软件部分主要实现DS18B20与微处理器的通信和控制显示模块显示。
首先，微处理器通过数据线向DS18B20发送命令，获取温度数据。
然后，微处理器将数据处理后发送给显示模块，实现温度的实时显示。
四、测试结果
经过测试，该数字温度计的测量精度为±0.5℃，符合设计要求。
同时，该温度
计具有测量速度快、体积小、使用方便等优点，可以广泛应用于各种温度测量场合。
五、结论
基于DS18B20的数字温度计具有高精度、低成本、使用方便等优点，可以实现高精度的温度测量和控制。
随着科技的发展，数字温度计的应用将越来越广泛，具有广阔的市场前景。
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一种新型数字温度计的设计
莫禾胜*
李精华
(桂林航天工业高等专科学校 电子工程系,广西 桂林 541004)
摘 要 单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,对各种测量仪器、
测量装置的测量精度要求也越来越高,尤其是对温度的测量非但要准确,而且需读取数值更直观更方便。
文章介绍了一款基于AT 89S51单片机和温度传感器DS18B20的新型数字温度计的软件及硬件设计过程,并对硬件原理图和程序流程图作了描述。
关键词 单片机;温度传感器;动态扫描
中图分类号:T H811 文献标识码:A 文章编号:1009 1033(2008)02 0044 03
随着单片机技术的不断发展,单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,温度传感器DS18B20具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点,广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。
传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点,下面介绍一款基于A T 89S51单片机和温度传感器DS18B20的新型数字温度计的设计过程,其电路简单,软硬件结构模块化,易于实现。
1 系统功能原理及硬件组成
该数字温度计利用DS18B20集成温度传感器来完成温度的测量,然后送到单片机AT 89S51中进行处理变换,最后将温度值显示在D3、D2、D1共3位七段码L ED 显示器上。
系统以A T 89S51单片机为控制核心,加上DS18B20测温电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。
温度计电路设计总体设计框图如图1
所示。
图1 总体设计方框图
1.1 主控制器
AT 89S51是一个低功耗,高性能CM O S 8位单片机,片内含4k 可反复擦写1000次的F lash 只读程序存储器,器件采用AT M EL 公司的高密度、非易失性存储技术制
造,兼容标准M CS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP F lash 存储单元,功能强大的微型计算机的AT 89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
A T 89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes F lash 片内程序存储器,128by tes 的随机存取数据存储器(RA M ),32个外部双向输入/输出(I/O )口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(W DT )电路,片内时钟振荡器。
1.2 显示电路
显示电路采用3位共阳L ED 数码管,利用动态扫描方式,从P0口输出段码,P2口的P2.5、P 2.6、P2.7输出位控制码。
1.3 温度传感器
D S18B20温度传感器是美国DA L LA S 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它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。
D S18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存R AM 和一个非易失性的可电擦除的EERA M 。
系统对D S18B20的各种操作按协议进行。
操作协议为:初使化D S18B20(发复位脉冲) 发RO M 功能命令 发存储器操作命令 处理数据。
分别说明如下:
(1)初始化 单总线的所有处理均从初始化开始。
初
始化过程是主机通过向作为从机的DS18B20芯片发一个有时间宽度要求的初始化脉冲实现的。
初始化后,才可进行读写操作。
(2)存储器操作命令 总线主机检测到DS18B20的存在,便可以发出RO M 操作命令,这些命令见表1:
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*
作者简介:莫禾胜(1966 ),男,广西桂林人,桂林航天工业高等专科学校电子工程系教师,工程师,讲师。
主要研
究方向:电子技术应用。
表1 存储器操作操作命令
指令代码指令
代码Read ROM (读ROM )[33H ]Write Scratchp ad (写暂存存储器)
[4EH ]Match
ROM
(匹配ROM)
[55H ]Read Scratchpad(读暂存存储器)
[BEH ]Sk ip ROM (跳过ROM][CCH ]Cop y Scratchpad (复制暂存存储器)
[48H ]Search ROM (搜索ROM)[FOH ]Con vert T emperatu re(温度变换)
[44H
]Alarm search (告警搜索)
[ECH ]
Recall EPROM (重新调出)
[B8H]Read Pow er supply(读电源)
[B4H]
1.4 硬件电路设计
系统整体硬件电路主要由传感器数据采集电路、温度显示电路、上下限报警调整电路、电源电路以及单片机主控电路构成如图2所示。
图2中有四个独立式按键可以分别调整温度计的上下限报警设置,可以任意调整报警上下限。
图中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时,发出报警鸣叫声音。
L ED 数码管显示被测温度的数值,从而测出被测的温度值。
按健复位电路是上电复位加手动复
位,使用比较方便,在程序跑飞时,可以手动复位,这样不用再重启单片机电源,就可以实现复位。
显示电路是采用P0口输出段码至L ED,P2口控制位选通的动态扫描显示方式,三只数码管用N PN 型三极管驱动,这种显示方式的最大优点是显示清晰,软件设计简单。
图2 硬件电路图
2 系统软件设计与编程
系统程序主要包括主程序、温度转换子程序、按键子程序、报警子程序和显示数据刷新子程序等。
2.1 主程序
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值,温度测量每1s 进行一次。
这样可以在一秒之内测量一次被测温度,其程序流程见图3所示。
2.2 温度转换子程序
温度转换子程序主要包括温度数据的读出和数据转换两个主要功能。
温度数据的读出主要是读出D S18B20中RA M 的9字节,在读出时需进行CRC 校验,校验有错时不进行温度数据的改写。
其程序流程图如图4所示。
温度数据转换主要是发温度转换开始命令,当采用12位分辨率时转换时间约为750ms,在本程序设计中采用1s 显示程序延时法等待转换的完成。
温度转换命令子程序流
图3 主程序流程图
程图,如图5所示。
同时要注意的是要对DS18B20的RA M 中读数进行BCD 码的转换运算,并进行温度值正负的判定,其程序流程图如图6所示。
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2.3 L ED 数码显示子程序
十进制转换调整后的数据送到寄存器R5、R4中,然后通过P1口把数据输出给D4、D3、D 2、D1四个数码显示器中,从而最终把测得的温度显示出来。
显示子程序流程图略。
3 结束语
文章对数字温度计的硬件和软件流程图作了较为详细得说明,所设计的数字温度计与传统的温度计相比,温度计系统易于实现、功能稳定、读数方便、测温范围广、测温准确。
可用于人们日常生活和工、农业生产中的各种温度测
量。
图4
读出温度子程序流程图
参考文献
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(责任编辑 李卫华)
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