基于热敏电阻数字温度计课程设计
热敏电阻温度计的设计方案
热敏电阻温度计的设计方案一、整体思路。
咱要做个热敏电阻温度计呢，就像给温度这个调皮的小怪兽做个探测器。
这个温度计的核心就是热敏电阻啦，它可神奇了，温度一变，它的电阻值就跟着变，就像个超级敏感的小卫士。
我们就利用这个特性，把温度这个看不见摸不着的东西转化成能看明白的数值，显示在屏幕上或者其他啥地方。
二、所需材料和工具。
1. 热敏电阻：这是咱的主角，就像电影里的超级英雄一样重要。
要选那种对温度变化反应灵敏的，不然这个温度计就成了个小迷糊，测不准温度啦。
2. 电源：得给这个小系统供电呀，就像给超级英雄补充能量一样。
可以是电池，方便携带，要是做个固定在某个地方的温度计，接个电源适配器也不错。
3. 微控制器（比如单片机）：这就像是温度计的大脑，负责处理热敏电阻传过来的信号，把电阻值的变化换算成温度值。
它可聪明啦，能按照我们设定好的程序进行复杂的计算。
4. 显示屏：这是温度计的脸蛋，把温度值显示出来给我们看。
可以是液晶显示屏（LCD），清楚又节能；要是想酷一点，用个OLED显示屏，显示效果那叫一个酷炫。
5. 其他小零件：像电阻、电容这些小零件也不能少，它们就像是超级英雄身边的小助手，帮助电路稳定运行，保证各个部分能和谐共处。
6. 工具方面：电烙铁是必须的，用来焊接那些小零件，就像厨师用锅铲做菜一样熟练地把各个零件连接起来。
还有万用表，用来检测电路是否正常，就像医生给病人做检查一样，找出电路中的毛病。
三、设计步骤。
1. 电路设计。
把热敏电阻接入电路。
可以设计一个简单的分压电路，让热敏电阻和一个普通电阻串联，然后接到电源两端。
这样，随着温度变化，热敏电阻的电阻值改变，它两端的电压也会跟着变，就像跳舞的小伙伴，随着音乐（温度）改变步伐（电压）。
接着，把这个电压信号接到微控制器的模拟输入引脚。
微控制器就像一个好奇的小侦探，时刻准备着接收这个信号并进行分析。
2. 微控制器编程。
在微控制器里，我们要写程序啦。
这个程序就像给小侦探（微控制器）一本秘籍，让它知道怎么根据接收到的电压值算出温度。
(完整版)基于热敏电阻的数字温度计
基于热敏电阻的数字温度计专业班级：机械1108组内成员：罗良李登宇李海先指导老师：**日期： 2014年6月12日1概述随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计种类繁多，应用范围也比较广泛，大致可以包括以下几种方法：1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2)利用热电效应技术制成的温度检测元件3)利用热阻效应技术制成的温度计4)利用热辐射原理制成的高温计5)利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。
将输出的微弱电压信号放大，将放大后的信号输入AD转换芯片，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。
2设计方案2.1设计目的利用51单片机及热敏电阻设计一个温度采集系统，通过学过的单片机和数字电路及面向对象编程等课程的知识设计。
要求的功能是能通过串口将采集的数据在显示窗口显示，采集的温度达一定的精度2.2设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其温感效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来。
3系统的设计及实现3.1系统模块3.1.1 AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
热敏电阻数字温度计的设计与制作.
评分：大学物理实验设计性实验实《用热敏电阻改装温度计》实验提要设计要求⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。
实验仪器惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯等实验所改装的温度计的要求（1）要求测量范围在40℃~80℃。
（2）定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。
（3）改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度，同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值），绘制出校正曲线。
提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求电子版。
用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。
思考题如何才能提高改装热敏温度计的精确度？用热敏电阻改装温度计实验目的：1．了解热敏电阻的特性；2．掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法；3．进一步掌握惠斯通电桥的原理及应用。
实验仪器：惠斯通电桥，电阻箱，热敏电阻，水银温度计，滑动变阻器，微安表，加热电炉，烧杯等实验原理：1．惠斯通电桥原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时，B，D之间的电势相等，桥路电流I＝0，B,D之间相当于开路，则U B=U D;I1=I x,I2=I0;于是I1R1=I2R2,I1R X=I2R0 由此得R1/R X=R2/R0或R X=R0R1/R2 （1）（1）式即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量电阻的原理公式。
欲求R X，调节电桥平衡后，只要知道R1,R2,R0的阻值，即可由(1)式求得其阻值。
2.热敏电阻温度计原理热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。
热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计
热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计摘要：热敏电阻的基本特性是它的温度特性，许多材料的电阻随温度的变化而发生变化，纯金属和许多合金的电阻随温度增加而增加，它们貝有正的电阻温度系数。
另外像炭、玻璃、硅和错等材料的电阻随温度的增加而减小，其有负的电阻温度系数。
在半导体中原子核对价电子的约束力要比金属中人，因而口由戟流子数少，故半导体的电阻率较人而纯金属的电阻率较小。
由于半导体中载流子数目是随着温度的升高而按指数规律急剧增加，载流子越多，导电能力越强，电阴率就越小，因此半导体热敏电阻的阻值随着温度的升高电阻率将按指数规律减少。
关键词：热敏电阻，电桥，温度特性，数字温度计引言：我们所熟知的实验室温度计大多是水银温度计，这样的温度计测温范圉非常有限，并且精度也不是很高。
热敏电阻的阻值会随着温度的变化而呈现出规律性变化，这样我们可以利用热敏电阻的电阻•温度特性曲线制成数字温度计，测温范围由热敏电阻的特性决定，并且精度大大提高。
2、热敏电阻温度特性研究测量原理实验表明，在一定温度范圉内，半导体材料的电阻率13和绝对温度T 的关系可农7F为：p =aoexp ( b/T)其中a。
、b为常数，仅与材料的物理性质有关。
由欧姆定律得热敏电阻的阻值Rx =p aexp(b/T) (1)对上式取对数有InR二b/T+a,改变被测样品的温度，分别测出不同的温度T以及对应的Rx值，然后用图解法、计算法或最小二乘法求出a、b值即可得到该热敏电阻的温度特性关系式。
1.2.惠斯通电桥测电阻原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时B、DZ间的电势相求得该热敏电阻的温度特性为InR 二102.3/T+3.9107等，桥路电流1 = 0, B 、DZ 间相当于开路，则由惠斯通电桥特性知:把热敏电阻接在图1所示的电桥愕中，图中检流计用50微安的微安表，R0为电阻箱，取R1 = R 乙即取倍率为1。
欲求Rx,调节电桥平衡 后，只要知道Rl,R2,R0的阻值，即可由上式（2）求得其阻值。
利用型热敏电阻设计温度计
3
三、实验原理
热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质
我们可以将热敏电阻作为一个感温原件以阻值的变化来体现环境温度的变化。但是阻值的 变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差，因此要将其转化为一个对外部条件变 化更加敏感的物理量；本实验中选择的是电流，通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电 流（电压）的变化
为了减小温度测量误差，需要对NTC热敏电阻进行温度补偿。一种常见的温度补偿方法是使用一个电阻网 络和一个稳定的电源电压，通过改变电阻网络中的电阻值来补偿NTC热敏电阻的电阻-温度特性
具体原理为：在NTC热敏电阻电路中，将NTC热敏电阻与一个固定的电阻串联，并以稳定的电源电压为电 路供电。当电路中有电流通过时，根据欧姆定律，电阻越大，电流越小。通过改变串联电阻的取值，可 以调整整个电路的总电阻值，从而得到所需要的电流值
PART 4
四、实验步骤
4
四、实验步骤
测出所选择的热敏电阻Rt-t曲线（或由实验室给出） 将NTC热敏电阻和一个固定电阻串联进电路中，在基准温度下， 使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻的电阻值，并记录下 来 在其他温度下，同样使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻 的电阻值，然后使用串联电阻网络调整整个电路的总电阻值 使电流值保持在基准温度时的电流值，这样就实现了温度补偿， 使得NTC热敏电阻在不同温度下表现出稳定的电阻值 总之，NTC热敏电阻温度补偿原理是通过改变串联电阻的取值， 调整整个电路的总电阻值，使得NT样可以减小温度测量误差，提高测量精度
2.了解电阻的温度特性和伏安 特性
4.提高设计、创新能力
PART 2
二、实验仪器
2
二、实验仪器
实验所需仪器
DHT-2型热学实验仪、NTC热敏电阻、直流稳压电源（电压调节范围0-30V两路输出） 、电阻箱（阻值调节范围0-99999.9Ω、额定功率0.25W）、微安表、万用表、导线
数电课程设计数字温度计
1．设计务任和要求、大体范围-55℃——125℃、精度误差小于℃、LED 数码直读显示、能够任意设定温度的上下限报警功能2. 系统整体方案及硬件设计数字温度计设计方案论证2.1.1方案一由于本设计是测温电路，能够利用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度转变的电压或电流搜集过来，进行A/D 转换后，就能够够用单片机进行数据的处置，在显示电路上，就能够够将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
而且在对搜集的信号进行放大时容易受温度的阻碍从而显现较大的误差。
2.1.2 方案二考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是利用传感器，因此这是超级容易想到的，因此能够采纳一只温度传感器DS18B20，此传感器，能够很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且利用单片机的接口便于系统的再扩展，知足设计要求。
从以上两种方案，很容易看出，采纳方案二，电路比较简单，费用较低，靠得住性高，软件设计也比较简单，故采纳了方案二。
系统整体设计温度计电路设计整体设计方框图如下图，操纵器采纳单片机STC89C52，温度传感器采纳DS18B20，用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。
图有了整体设计方案后，下面确实是原理图的制作了。
原理图如以下图及图示。
将数码管电路与主操纵电路分开画，最后二者是用导线连接。
数码管位选接P20—P23，段选接P0口。
图数码管电路图单片机操纵电路模块简介系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。
2.3.1 主操纵器单片机STC89C52 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能够知足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计利用系统可用二节电池供电。
晶振采纳12MHZ。
复位电路采纳上电加按钮复位。
2.3.2 显示电路显示电路采纳4 位共阴极LED 数码管，P0 口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。
单片机课程设计热敏电阻测温显示系统
大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2012 年6 月29 日目录第一章摘要 (2)第二章总体设计 (4)2.1 理论分析 (4)2.2 过程分析 (4)第三章硬件电路设计 (5)3.1 传感器电路模块 (5)3.2 A/D变换电路模块 (9)3.3 八段数码管显示 (12)3.4 8051芯片介绍 (15)3.5 电源电路 (16)第四章压力传感器实验数据采集、显示及程序 (16)4.1 数据采集及显示 (17)4.2 程序设计................................... 错误!未定义书签。
第五章拓展DS18B20芯片测温显示系统 (23)第六章心得体会 (29)参考文献资料 (30)第一章摘要燕山大学课程设计说明书第2页共29页燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第3页 共29页 随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计按测使用的温度计种类繁多，应用范围也比较广泛，大致可以包括以下几种方法：1 利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2 利用热电效应技术制成的温度检测元件3 利用热阻效应技术制成的温度计4 利用热辐射原理制成的高温计5 利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
本文设计一个采用热敏电阻为敏感元件的温度测量显示系统，温度显示范围为0-100C ︒，显示分辨率为0.1C ︒。
通过热敏电阻温度传感器、A\D 模数转换器、LED 显示电路并利用汇编语言编写程序，最终实现温度测量系统。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于热敏电阻数字温度计课程设计
单片机应用系统（三级）项目设计说明书（2022/2022学年第二学期）
题目：
基于热敏电阻的数字温度计__专业班级：
电子信息工程学生姓名：
指导教师：
设计周数：
两周设计成绩：
2022年X月X日目录1实验设计目的22系统软件设计22.1软件总体流程设计22.2系统设计及主要程序32.2.1系统主函数32.2.2汉显lcd1286442.2.3时钟芯片DS130262.2.4ADC0832112.3上位机设计及主要代码142.3.1SerialPort组件142.3.2串口操作152.3.3数据的接收152.3.4保存数据与清空数据173系统硬件电路设计173.1恒温桥电路173.2信号放大电路183.3A/D转换电路183.4控制电路193.5显示电路204总结与展望20参考文献211实验设计目的随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。
将输出的微弱电压信号通过OP07放大，将放大后的信号输入AD转换芯片，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。
单片机显示模块电源模块测温模块信号放大模块AD转换模块图1-1系统框图2系统软件设计2.1软件总体流程设计软件设计采用c语言编程，运用模块化程序设计思想，对不同功能模块的程序进行分别编程，以便移植或调用，这样使软件层次结构清晰，有利于软件的调试修改。
2.3.3数据的接收数据接收大体有两种方案：1、主动定时读取；
2、事件响应驱动。
事件响应驱动这种方式是串口通信上位机制作的主要方式，其采用中断思想而成，当串口输入
缓冲区中的字节数据大于某个设定的个数时，触发串口输入中断，这时在中断程序中读取串口输入
缓冲区中的数据，具有实时性和灵活性，是个常用的较好的方法。
本程序也是采用这种方法来进行
串口输入缓冲区的实时数据读取。
.NET中封装了SerialPort类表示串行端口资源。
3.1恒温桥电路本次课程设计的测温电路为测温电桥，测温电桥的主要部分是热敏电阻。
本次设计采用的是正温度系数的热电阻PT100，它是最常用的温度传感器之一，它具有较好的长期稳定性，利用适当的数据处理设备就可以传输、显示并记录其温度输出。
因为热敏电阻的阻值和
温度呈正比关系，我们只需将已知电流流过该电阻就可以得到与温度成正比的输出电压。
Pt100是
电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流
等模拟信号，然后再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。
测温电路原理图如图3-1所示：
图3-1测温电路原理图电桥原理图如图3-2所示：
图3-2电桥原理图3.2信号放大电路本次课程设计，放大模块采用的是LM324放大集成电路。
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。
它的内部包含四组形式完全相
同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
3.3A/D转换电路此次课程设计的A/D转换电路，负责将放大后的模拟电压信号转化为可供单片
机识别的数字信号。
此次课程设计选用ADC0832芯片。
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。
其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。
芯片转换时间仅为
32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。
独立的芯片
使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。
通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功
能的选择。
正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。
但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。
电路原理图如图3-3所示：
图3-3A/D转换电路由于ADC0832是8位分辨率，返回的数值在0～255之间，对应模拟数值为0～5V，因此每一档对应的电压值约为0.0196V。
3.4控制电路AT89C51单片机最小系统由AT89C51单片机及其外围电路组成，是数字温度计系统的核心。
AT89C51单片机在高温环境中稳定性好，支持在线编程ISP，无需专用的编程器，方便调试.AT89C51单片机对很多嵌入式控制应用提供了一个高灵活有效的解决方案。
它的作用是控制
TLC2543进行模数转换、形成必要的时序、进行数据计算以及控制数码管显示。
AT89C51单片机各个引脚分布如图3-4所示：
图3-4AT89C51单片机引脚图3.5显示电路显示电路采用的是12864液晶显示模块。
带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；
其显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。
可以显示8×4行
16×16点阵的汉字.也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。
由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
4总结与展望本人在此次课程设计里主要负责串口通信、上位机设计与温度输出公式。
经过一个多星期的制作，我们的作品终于成功出炉。
这是继大二相对较简单的课程设计后一次真正的挑战。
当我们拿到题目时，便知道这与大二时的有着本质的区别。
题目的复杂程度远高于从前，虽然看起来需要实现的功能不多，但是要使温度严格达到要求的精度还是有相当的困难，这与电路图的设计，以及程序的写法上有很大的关系，稍有不慎，就会使最后得到的温度值不准确，并
且误差较大。
所以我们精心设计了原理图，还研究了多种热敏电阻的原理与适用范围，在多次修正与测试后才得到了现在相对较完美的结果。
为了体现我们与别人的不同，我们尽量使作品的功能齐全，并使用多种方式完成设计，并且易于操作与实现。
在完成基本功能的前提下，我们完成了上位机的设计，并尝试用查表法实现温度的输出（虽然查表法没有成功），尽管花费了很多时间与精力，但是看到最终所有的功能都实现了，我们都感到十分欣慰与欢喜。
特别是串口通信这里，由于是第一次接触，要将一个完全不懂的东西搞懂，实属不易。
C语言的学习与使用，使我进步了不少，这对于我来说是很重要的提高。