长安大学
电子技术课程设计
(温度测量与控制电路)
专业电气工程及其自动化
班级32040901
姓名李朝
指导教师田莉娟
日期2011年6月30日
前言
温度测量与控制电路广泛应用于生产生活中的各个方面，特别是在工业生产中，温度自动控制已经成为一个相当成熟的技术。本次课程设计给我们创造了良好的学习机会：一是查阅资料将自己所学的数字电子技术，模拟电子技术，以及传感器的相关知识综合运用，二是系统了解温度监测特别是工业上的温度控制的详细过程，为日后的学习和工作增长知识，积累经验。
在确定课设题目，经仔细分析问题后，实现温度的测量与控制方法很多，大致可以分为两大类型，一种是以单片机为主的软硬件结合方式，另一种是用简单芯片构成实现电路。由于单片机知识的匮乏，我们决定用后者实现。共同确定了总的电路结构，将设计分为三部分，李朝负责温度传感部分，谌新力负责温度显示和温度范围控制部分，肖阳负责温度控制执行电路和声光报警部分。温度传感部分由热电偶构成的温度传感器，数字显示和设定控制部分由模数转换器AD574A、281024 CMOS EEPROM、锁存器74LS175等组成，声光报警和温控加热降温执行电路主要用时基芯片555构成的多谐振荡器和单稳态电路组成。在确定了单元电路的设计方案后，我们在总结出总体方案框图的基础上，应用Multisim11.0仿真软件画出了各单元模块电路图，最后汇总电路图。
由于缺少实践经验，并且知识有限，所以本次设计中难免存在缺点和错误，敬请老师批评指正。
李朝
2010年6月20日
目录
温度测量与控制电路 (4)
摘要 (4)
一、系统综述和总体方案论证与选择 (5)
二、单元电路设计 (6)
（一）温度传感模块 (6)
（2）冷接点温度补偿方法的选择 (11)
（3）滤波方法的讨论 (16)
（4）电路的改进 (17)
（5）仿真模拟 (18)
（二）声光报警 (20)
（三）温度控制执行 (21)
三、结束语 (21)
四、参考文献 (22)
五、元器件明细 (23)
六、收获体会 (31)
七、鸣谢 (32)
八、【附录】 (32)
评语 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。
温度测量与控制电路
摘要
温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。总体设计中的主要思想：一、达到设计要求；
二、尽量应用所学知识；三、设计力求系统简单可靠，有实际价值。温度传感采用热电偶和温度补偿原理。大家共同商议共同确定了总的电路结构，将设计分为三部分，李朝负责温度传感部分，谌新力负责温度显示和温度范围控制部分，肖阳负责温度控制执行电路和声光报警部分AD转换部分使用集成芯片AD574A；二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现；显示译码部分用74LS48和数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用74LS160十进制加计数器和锁存器74LS175实现；温度的判断比较数值比较器74LS85的级联实现；通过使用74LS160和ADG508F实现了多路温度循环监测功能。声光报警加入了单稳态。温度控制执行部分采用555构成的单稳态电路，提高了加热系统与降温系统的稳定性和实用性。
关键词
温度传感器 A/D转换控制温度声光报警二进制转BCD 译码显示
技术要求
1、测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C；
2、被测量温度与控制温度均可数字显示；
3、控制温度连续可调；
4、温度超过设定值时，产生声光报警。
一、系统综述和总体方案论证与选择
方案A.
如图1-1所示，温度传感器部分将温度线性地转变为电压信号，经过滤波放大，一路输入A/D转换电路，经过译码进行数字显示，另一路与滑变分压经过电压比较器进行比较输出高低电平指示信号，温度控制执行模块和声光报警部分。
图1-1 总体方案A
方案B.
如图1-2所示，温度传感和A/D转换，译码显示，温控执行和报警均与方案A相同，不同处在于控制温度设定方式和温度超限判断方式。方案A的超限判断模块和控制温度设定主要使用模拟信号，该方案易受外界干扰如使用环境温度等因素，另外由滑变设定温度不易调节精确，实际中，若采用电池供电，电源电压的变化会影响其温控范围的准确性。方案B主要采用数字芯片逻辑控制实现，其工作的稳定性准确性和功能扩展性较强。
图1-2 总体方案B
二、单元电路设计
（一）温度传感模块
关于温度传感方法的选择
常用的具有传感功能的电路，有利用铂电阻，利用二极管，利用三级管，利用铂电阻，或直接利用现有的具有温度传感功能的芯片。
1利用铂电阻测温度
原理：铂电阻的组织随温度的变化而变化，通过电阻两端电压的变化来反映温度的变化。
把电阻两端电压变化的信号经过处理后，就可以和预设电压进行比较，并显示。
其电路如图1-1所示
图1-1 铂电阻测温电路的传感部分（其中R1为铂电阻）
排除理由：热电阻在一定的范围内，有良好的线性关系，但是这个范围很窄，达不到课题要求的范围。而如果进行电阻线性化，则电路更加复杂，而且由于测
温需要相对精确，为避免过多电路造成噪声等不利影响，将这个方案排除。
2 利用二极管测温度
原理：和铂电阻相似，但是利用的是二极管电压随温度变化而变化。使用中可以利用桥路将其连接（如图1-2所示），并用放大器放大后输出。这样的测温电路简易
且实用。
排除理由：灵敏度不高，变化范围太窄，线性化不是很好。
3 利用三极管测温度
原理：利用了硅晶体管的基极和发射极之间的负温度系数，如图1-3所示。
图1-3三级管测温度电路图
排除理由：灵敏度不高，可以用作判断报警，但不宜用于测量温度。
4现有的温度传感芯片
原理：现有的芯片如LM335，AD590，LTC1052等。
排除理由：其工作电压范围最大为125℃，超过后虽然也有一定的线性关系，但若用于精度较高的测量温度电路就不太可行了。
5热电偶测温法
原理：如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫做测量端，接线端子叫做参比端，当两端存在温差时，就会在回路中产生电流，即塞贝克效应。热电
势的大小只与热电偶导体材质以及两端温度有关。与热电偶导体的长度和直径
无关。
热电偶测温电路是以热点偶为基础进行测温。
采用理由：热偶在很大范围内线性非常明显，且测温范围广，响应速度快，抗干扰性
强，所以最终选择了用热电偶组成传感电路。
（二）传感电路的整体思路说明
图2 传感电路（改进前）
设计思路框架图如下：
思路说明：K型热电偶作为主要的测温元件，其温度与电压的关系已知且稳定，线性化很好。由于点偶的特殊性，要对其进行冷接点补偿（详细内容在第四
部分说明）。由于补偿选择的方案会产生很小的一部分噪声，所以要滤波
（详细内容在第五部分）。由放大，加入另一电压信号，比例减法这三个
部分构成了运算电路，这个电路不是单纯的放大，而是根据K型热敏的
温度与电压的关系所设计的电路，这样就是把温度一比一地用电压表示
出来（详细内容在第三部分）。最后没有输出1 mV/℃的信号而是输出一
个23.84mV/℃的信号，是为了接下来的电路控制和显示电路的需要。（三）电路运算的说明
注意：这里的运算电路与热电偶本身温度与电压的关系函数互为反函数思路说明：对于热点偶，其电压与温度满足U=0.226T-0.707其中电压对应为第一级放大的输入电压，也就是进行过温度补偿之后的电压，单位为毫伏，T为热力学
温度。由于课题要求得到摄氏温度，所以进行换算得
U=0.226(t+273.5)-0.707.从温度经过热电偶转化成电压，就是利用了这个公
式。然后求这个函数的反函数，得到t=(100U-6100.4)/22.6.这个函数就是
运算电路所实现的函数。这样一来，测得的温度值比如是x,经过热偶的电压
与温度的关系式后，得到一个电压，设为y,满足y=f(x).再经过后面的运算
电路，又出现新的电压，此时运算后的电压（设为z）与运算前的电压满足
关系式z=g(y),f与g分别对应U=0.226(t+273.5)-0.707和
t=(100U-6100.4)/22.6，他们互为反函数，故x=z.这样就实现了把温度的单
位变成毫伏的转化，且每毫伏对应一度。如果把输出的电压直接接在毫伏表
上，上面显示的读数，就是温度，不用再做任何的换算。但是由于后面电路
对显示和判断的需要，进行了一次放大，放大到每摄氏度对应24.32mV（这
个数值是负责显示数据的同学提供的）。
根据得到的公式t=(100U-6100.4)/22.6，可以看出，需要进行放大，
减法，除法的运算。由此公式算出的数据单位为，1mV/℃,为了使最后输出为
23.84mV/℃，则还需一次放大。这样，运算电路的构成如下：首先用一个同
相比例电路，实现100倍的放大，再由滑动变阻器提供6100.4mV的电压，最
后减法运算，除法运算和乘法运算，用一个比例减法运算器一次完成。同相
比例运算满足：A=1+R4/R3,这里取R4=99千欧姆，R3=1千欧姆。提供电压用
的是200欧姆大小的滑动变阻器接在9V的电压上。然后两者进行比例减法运
算。对于比例减法运算电路，当R1=R2，R5=R6时，放大倍数为R6/R1（U2-U1），
U1为变阻器上取得的电压，U2为一级放大传来的电压。由公式可知，当比例
减法的比值为1:22.6时，得到1mV/℃的输出，而为了得到23.84mV/℃的输
出，则把比值调整为23.84:22.6.最终选择R1=R2=226欧，R5=R6=238.4欧。
总之，整个运算电路，把温度通过一个函数（热点偶的电压与温度关系函数）转变为电压信号，再通过这个函数的反函数（运算电路）把电压变
成温度对应的变压，可以说是通过整个电路，给温度换了单位，把摄氏度换
为毫伏，且1毫伏对应1摄氏度。最后为了显示和控制的需要，进行了一次
放大。
（2）冷接点温度补偿方法的选择
1冷接点补偿的原因：热电偶是两种不同材料组成在一起形成的。如果热电偶的两端
放在不同的温度区域中，会产生一定的电势。热偶输出的是两个端口温度差的函数。通常温度到的一端成为热端（或工作端），温度低的那端称为冷端（或自由端），则输出电压为U=f(T2-T1)若冷端为0，则输出电压为测试温度（热端）的单值函数。但实际中，冷端的温度不为零，则要进行补偿，是其在相应的温度下的电压为零度时的电压。如果精度要求不高时，可以近似忽略，但是精度要求高时，必须进行冷接点补偿。
2冷接点补偿的总体思路：查资料得知，K点偶所需的补偿电压为41.269μV/℃,可使其两端电压变为0℃时两端的电压大小，从而达到补偿的效果
3冷接点补偿的具体方法的选择：常见的补偿方法有：冷端恒温法，补偿导线法，数字补偿，查表法，不平衡电桥法，计算法，传感器温度补偿法。
（1）冷端恒温法
原理：把冷端泡在冰水混合物中，使其温度稳定在0℃.
排除理由；制作麻烦，时间长了还要对冰水混合物进行维护，如更换。而且一般的恒温容器，
大小都有限制，这样热偶的大小也有了限制。这种方法只适合在实验室里采用，不用于实际
当中。
（2）补偿导线法
原理：将热电偶的参考端经过补偿导线与仪表的输入端相连接，其补偿导线的热电特性与热电偶本身相似。
排除理由：精度不高，而且自己对这个方法没有完全理解，所以排除此方法。
（3）数字补偿法
原理：如图4-3-3所示，集成温度传感器与热电偶的冷端置于同一温度中，集成温度传感器将冷端转换为电信号，通过放大调整成0至5V的电压，然后经A/D转换送入单
片机。同时把点偶的输出电压经过放大和A/D转换后也送入单片机。将两个信号相加，实现
温度补偿。
图4-3-3 数字补偿法原理图
排除理由：用到了传感器和单片机，虽然精度很高，结构过于复杂，成本也相应增加，适用
于精度要求很高的测温，而在一般条件下使用则没有必要，所以将这个方案排除。
（4）查表法原理：将热电偶的热电势与温度之间的函数关系用表格形式存入计算机，把热点偶的热电
势与温度传感器测得的冷端环境温度对应的电势叠加后查表，并转化为相应得温度值。可以借助计算机完成，或是人工完成，取决于精度的要求和实效性的要求
。
图 4-3-4 查表法程序流程图
排除理由：若以上程序由计算机控制，则成本过大，如果不是特殊用途，则不必要；
若是由人工完成，则实效性很差，只能用于单纯的测温，不可能实现
实时监控或者报警。所以将这个方案舍弃
（5）利用不平衡电桥
原理：串联一个不平衡电桥，当参考端随温度上升或下降时，不平衡电桥对应进行补偿。具体电路如图4-3-5所示。其中R1，R2，R3为同种材料，具有相同的温度系数，而R4的温度系数比他们的都大。当温度为零度时，R1R2=R3R4.变化时，由于R4变化大，导致电桥两端的电压变化，从而进行温度补偿。
图4-3-5利用不平衡电桥温度补偿原理图
排除理由：虽然电路简单，但是在参数的确定上十分复杂，而且不会像传感器那样灵敏。最主要的是根据资料，电桥补偿适用的温度范围很小，所以将这个方法排除。
（6）计算法
原理：将在冷接端产生的温度带入相应函数式中计算所需补偿的电压，并与测得的输出电压叠加。然后再进行修正，计算。
排除理由：缺点查表补偿法相似，都是因为运算复杂，如果计算机实施，投入过大，如果人实施，时效性差。所以将这种方法排除。
（7）传感器温度补偿
原理：温度传感器会根据温度的变化，其自身两端的电压或电流也相应发生变化，可由此对热电偶冷接点进行补偿，有电压电流两种传感器，因而也有两种补偿方法。
1、电压型模拟集成电路冷端补偿法：
图4-3-7-1电压型模拟集成电路冷端补偿法
说明：LM335的温度系数为+10mV/K,输出电压经R2和R3分压后，得到补偿电压，通过选择
R2和R3的大小，使电压和温度的关系变为达到温度补偿作用（如图4-3-7-1）
2、电流型模拟集成电路冷端补偿法：
说明：AD590是电流型模拟温度传感器，产生的电流在电阻上产生电压，通过滑动变阻器的调整，使补偿电压达到41.269μV/℃
图4-3-7-2电流型模拟集成电路冷端补偿法
说明：1在整体测温方案论证里面，曾经排除了用传感器直接测温的方法，主要是因为其温度变化范围不够，一般到125℃,事实上，通过对其温度和电压或电流的观察可以看出，超过125℃之后，还是有一定的线性程度。但是如果用于测量温度的话，会对测量产生明显的影响，所以没有选择传感器直接测温度这种方法。但对于热电偶来说，由于每升高一度，电压变化相对比较大，所以作为温度补偿的模拟传感器线性化不是特别强时，造成的影响其实是可以忽略的。相对于其它方法，热电偶和温度传感器一起使用的优势就在于，有很大的温度变化范围，而且线性化强，所以最终选择了这一方法。
2在确定使用集成温度传感器进行冷接点温度补偿后，又发现了更适合的芯片LT1025.由于要求精度高，通过电阻分压后要达到很精确的数字。这也要求电阻不随温度变化，但是电阻随温度都有一定程度的变化，这样会产生误差，所以要尽可能地减少使用电阻。LT1025的1，6,7,8端口能分别直接提供60.9μV/℃,6μV/℃,40.6μV/℃,51.7μV/℃.相差0.669μV/℃，非常小的相差，完全可以忽略，这样电路就变得简单，而且排除了温度对电阻不利影响。
3由于决定最后输出的因素非常多，所以要进行校准，即利用已有的数据进行调整，通过对实验中的滑动变阻器的调整，达到校准的目的，如果还有很大偏差，则对电阻进行更换。
4整个补偿电路中的导线，尽量不要使用随温度变化太大的材料，不然会对冷接点补偿造成影响，而且也要控制导线的长度，并用绝热性强的材料来包裹导线，尽量减少金属自身的热电动势的产生。
5 利用温度传感器时，会产生一定的噪声干扰，所以要进行滤波（详细部分在第五部分说明）。（3）滤波方法的讨论
1滤波的原因：从传感器的资料说明上发现LT1025会产生0.1-10Hz的噪声，所以要设置滤波环节。
2滤波方法的选择：滤波方法有很多，这里滤波的最终效果是要尽可能把交流信号去掉，所以没必要用带阻滤波电路，只要让滤过的最大值小于0.1Hz即可。下面是几种滤波电路的比较。
一阶有源滤波电路：
图5-2-1 一阶有源滤波电路
说明：RC低通电路与负载之间插入一级同相比例放大电路，为一阶RC低通滤波器，由于同相比例放大器的输入电阻大，输出电阻小，隔离了负载对滤波器的影
响，而且还能起放大作用。
二阶有源滤波电路：
图5-2-2二阶有源滤波电路
说明：它是由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点。
后来考虑了一种简单的方法，就是直接在输出电压时并联一个接地，这样就可以把大部分的交流信号滤过。选4.7μF是通过和类似电路的比较，而且这个数值的电容电解电容就可以做到，体积大小也合适。而且对于一阶二阶有源滤波电路的参数设定，非常复杂，所以没必要在这里采用精度很大的这种滤波电路，因为毕竟产生的噪声不是很大。
还有一种方法。由于0.1Hz非常小，滤去不是很容易，所以考虑把这里的直流信号，通过一个开关信号，变成交流信号。在一个三极管，基极加入方波信号，然后在发射极输入信号，在集电极输出信号，通过改变方波信号的频率，等于将直流信号变成交流信号。这样只要把得到的交流信号的频率以下的频率滤去即可。
（4）电路的改进
发现了一种不用接直流电压就可以工作的放大器，这样使电路更加简单，改进后的如图6-1
图6-1温度传感总电路图（改进后）
（5）仿真模拟
模拟图见下一页
说明：1、由于热敏电阻和冷接点补偿无法模拟，这里只是运算电路的模拟，当输入电压为100mV时，根据函数t=(100U-6100.4)/22.6，乘以23.84后运算得4.114V，与显示值相比较。由于模拟时滑动变阻器只能5%变化，而对于这个函数，变阻器分压取得的电压值对结果影响很大，此时取得的本应为6100.4的值应该为9000*65%=5858.
所以最后得到的值应为t=(100U-5858)/22.6再乘以23.84，最后得到数值再比较。
2、如果U的值从0开始，则出现负值，所以选择测试电压时要注意使它的值，使输出结果为正。
（二）数字显示与温度范围控制模块
数字显示模块与温度范围控制模块将温度传感器部分传来的模拟信号转变为数字信号，并在数码管上进行显示。
设置控制温度时，将“温度监测\控制温度设置”开关拨至“控制温度设置档”，再通过“百位设定”“十位设定”“个位设定”“小数位设定”四个按钮设定控制温度范围（数码管上会有数字显示），并通过“锁定温度上限”“锁定温度下限”来锁定温度限值。
“关闭\开启报警与温控执行系统”开关控制报警系统和温控执行系统的关闭和开启，打开仪器前，应先将其拨至“关闭”档，设置温度完毕后，再拨至“开启”。
通过“循环监测\单路监测”开关，可选择两种监测模式，数码显示管U98会实时显示当前所监测的温度线路序号。
通过“监测线路切换频率调整”旋钮可调节，温度线路的切换频率(5~10s)，如需延长，可将电阻R2的换为阻值更大的电阻。（具体电路图见附件1）
（二）声光报警
如图3所示，当输入信号为低电平时，报警电路不工作。当有高电平信号输入时，模拟开关闭合，多谐震荡电路开始工作。发光二级管闪烁，并发出蜂鸣报警。报警时蜂鸣的频率和发光二极管闪烁的频率均为2Hz,作用的占空比为58.3%。
图3 声光报警电路图
单片机原理与应用 课程设计报告 课程设计名称：温度报警器设计 专业班级：13计转本 学生姓名：张朝柱肖娜 学号：20130566140 20130566113 指导教师：高玉芹 设计时间：2016-11—2017-12 成绩： 信电工程学院
摘要 2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作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AT89C52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。 关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
目录 1绪论 (1) 1.1温度报警器简介 (1) 1.2温度报警器的背景与研究意义 (1) 1.3温度报警器的现状及发展趋势 (1) 2 系统整体方案设计 (2) 2.1 设计目标 (2) 2.2系统的基本方案 (2) 2.2.1 系统方案选择 (2) 2.2.2 各模块方案选择 (3) 2.3主要元器件介绍 (3) 2.3.1 STC89C52的简介 (3) 2.3.2 DS18B20的简介 (4) 3 系统的硬件设计与实现 (5) 3.1 系统硬件概述 (5) 3.2主要单元电路的设计 (5) 3.2.1键盘扫描模块电路的设计 (5) 3.2.2单片机控制模块电路的设计 (5) 3.2.3报警模块电路的设计 (6) 3.2.4 LCD1602显示模块电路的设计 (7) 4 系统的软件设计与实现 (8) 4.1 KEIL软件介绍 (8) 4.2系统程序设计流程图 (8) 4.2.1 主程序软件设计 (8) 4.2.2 按键软件设计 (9) 4.2.3 密码设置软件设计 (9) 4.2.4 开锁软件设计 (10) 5 系统仿真设计 (12) 5.1 Proteus 软件介绍 (12) 5.2 Proteus 仿真图 (12) 5.3 硬件调试 (13) 5.4 调试结果 (13) 6 结论 (14)
河北农业大学 毕业论文﹙设计﹚开题报告 题目智能型温度测量控制系统-开题报告 学生姓名学号 所在院(系)信息工程学院 专业班级通信工程2010140 指导教师 2014年02月23日
题目基于单片机的温度控制系统设计 一、选题的目的及研究意义 温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用，是工业对象中主要的被控参数之一。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路，并将其连接到系统中去。提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。 当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色，大到工业冶炼，物质分离，环境检测，电力机房，冷冻库，粮仓，医疗卫生等方面，小到家庭冰箱，空调，电饭煲，太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。应用领域非常的广泛，①冷冻库，粮仓，储罐，电信机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域。 ②轴瓦，缸体，纺机，空调等狭小空间工业设备测温和控制。③汽车空调，冰箱，冷柜以及中低温干燥箱等。④太阳能供热，制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量等。温度是一种最基本的环
第１章绪论 1.1 引言 温度检测在自动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的，系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测，并根据温度条件的变化进行必要的处理，如：补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。因此，对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的，尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。良好的设计可以准确的提取系统的真实温度，为系统的其他控制提供参考；而相对不完善的电路设计将给系统留下极大的安全隐患，对系统的正常工作产生非常不利的影响。本文结合实践经验给出两种在实际应用中验证过的设计方案。 1.2 设计要求 1.确定设计方案画出电路图 2.完成所要求的参数计算 3.对电路进行焊接与组装 4.对电路进行调试 5.写出使用说明书 1.2.1 设计题目和设计指标 设计题目：温度检测电路 技术指标：1. 量程：0-30摄氏度 2. 两位数码管显示 1.2.2 设计功能 1. 温度检测
2. 信号调理 3. 数码显示 1.2.3 硬件设计 1.传感器可选择LM35（因为热敏电阻的精度不高）。 2.模数转换，译码可选择集成芯片ICL7107芯片。 3.显示电路可以选择数码管三位显示室温。 1.3 需要做的工作 1.器件选型 2.原理图绘制 3.各个流程设计 4.仿真之后做出实物
第２章电路的方框图 2.1 数字温度计电路原理系统方框图 数字温度计电路原理系统方框图，如图1-1所示。 图1-1 电路原理方框图 2.2 方框图工作流程介绍 通过温度传感器采集到温度信号，经过放大电路送到A/D 转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。在温度采集过程中我们选择多种传感器进行比较，但我们最终选择LM35温度传感器，因为它校准方式简单，使用温度范围适中。在A/D转换和译码的过程中，我们选择了ICL7107芯片，因为他集模数转换与译码器于一体，使得外围电路简单，易于焊接，而且抗干扰能力强。
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息教研室
摘要 在工、农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域：消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备之过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械等设备温度过热检测。温度检测系统应用十分广阔。 DS18B20是一种高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。 关键字：温度测量；单总线；数字温度传感器；单片机
目录 第1章绪论 (1) 1.1系统背景 (1) 1.2系统概述 (1) 1.3系统设计方案 (1) 第2章硬件设计 (3) 2.1单片机系统设计 (3) 2.2显示电路设计 (4) 2.3键盘电路设计 (4) 2.4报警电路设计 (5) 2.5通信模块设计 (6) 第3章软件设计 (7) 3.1软件实现 (7) 3.1.1温度测量程序流程图: (7) 3.1.2键盘程序设计 (8) 第4章系统设计与分析 (10) 4.1系统原理图 (10) 4.2系统原理综述 (10) 第5章设计总结 (11) 参考文献 (12) 附录Ⅰ：整体电路图 (13) 附录Ⅱ：器件清单 (14) 附录Ⅲ：程序清单 (15)
第1章绪论 1.1系统背景 在工、农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域：消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备之过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械…等设备温度过热检测。温度检测系统应用十分广阔。 1.2系统概述 本设计运用主从分布式思想，由一台PC微型计算机，单片机多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用 RS-232串行通讯标准，通过PC机控制单片机进行现场温度采集。温度值既可以送回主控PC进行数据处理，由显示器显示。也可以由单片机单独工作，实时显示当前各点的温度值，对各点进行控制。 单片机采用的是基于数字温度传感器DS18B20的系统。DS18B20利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量，轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合。如粮食仓储系统、楼宇自动化系统、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械等。 1.3系统设计方案 本设计方案以DS18B20为传感器、AT89C51单片机为控制核心组成多点温度测试系统，该系统包括传感器电路、键盘与显示电路、串口通信电路组成。采用美国Dallas半导体公司推出的数字温度传感器DS18B20，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器。它具有独特的单总线接口，仅需要占用一个通用I/O端口即可完成与微处理器的通信。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书
目录 摘要 (3) 1 引言 (3) 1.1课题背景 (3) 1.2研究内容和意义 (5) 2 芯片介绍 (5) 2.1 DS18B20概述 (5) 2.1.1 DS18B20封装形式及引脚功能 (6) 2.1.2 DS18B20内部结构 (6) 2.1.3 DS18B20供电方式 (9) 2.1.4 DS18B20的测温原理 (10) 2.1.5 DS18B20的ROM命令 (11) 2.2 AT89C52概述 (13) 2.2.1单片机AT89C52介绍 (13) 2.2.2功能特性概述 (13) 3 系统硬件设计 (13) 3.1 单片机最小系统的设计 (13) 3.2 温度采集电路的设计 (14) 3.3 LED显示报警电路的设计 (15) 4 系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.1 流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.2 温度报警器程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4.3 总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 5总结 (20)
摘要 随着时代的进步和发展，温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为了一种非常重要的事情，因此设计一个温度测试的系统势在必行。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的数字温度报警器系统。详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要任意上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合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潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度报警系统，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。 关键词：单片机；温度检测；AT89C52;DS18B20; 1 引言 1.1课题背景 温度是工业对象中主要的被控参数之一，如冶金、机械、食品、化工各类工业生产中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的温度处理要求严格控制。随着科学技术的发展，要求温度测量的范围向深度和广度发展，以满足工业生产和科学技术的要求。 基于AT89C51单片机提高了系统的可移植性、扩展性，利于现代测控、自动化、电气技术等专业实训要求。以单片机为核心设计的温度报警器，具有安全可靠、操作简单方便、智能控制等优点。 温度对于工业生产如此重要，由此推进了温度传感器的发展。温度传感器主要经过了三个发展阶段[1]： （1）模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、
北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)
一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。
题目名称：基于NTC热敏电阻的温度测量与控 制系统设计 摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D和D/A转换，单片机STC89C51为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。该系统能够测量范围为0~100℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。 关键词： NTC TL431 温度线性转换 Abstract: The system is composed of TL431 as precise voltage,the temperature acauisition circuit with NTC thermistors (MF-55), the transform circuit of A/D and D/A, the core of the minimum control system with STC89C51, 1the display circuit usingLCD1602, etc. Get the temperature of the linear transformation by the software method. The range of the measure system is 0 ~ 100 ℃, measurement accuracy + 1 ℃.It can record 24 hours of each interval temperature by per 30 minutes selected of temperature.The time can be calculated and real-time display within 24 hours of the average temperature, maximum temperature and minimum temperature, maximum value, and each temperature sensor has more all the way limit alarm function. Due to the two cement resistance as temperature control components, the more effective increase the temperature control function. Keyword: NTC TL431 temperature linear conversion
实验三十二温度传感器温度控制实验 一、实验目的 1.了解温度传感器电路的工作原理 2.了解温度控制的基本原理 3.掌握一线总线接口的使用 二、实验说明 这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。 1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20测量温度围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C围,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 DS18B20部结构 DS18B20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、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接 着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验 码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样 就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 232221202-12-22-32-4 Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 262524这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的
大庆石油学院课程设计 2009年 6 月29 日
石油学院课程设计任务书 课程电子技术课程设计 题目NTC温度监测及控制电路 专业自动化连会学号 5 主要容： 运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路。 基本要求： （1）、检测电路采用热敏电阻Rt（NTC）作为测温元件。 （2）、用100Ω/2W的电阻元件作为加热装置。 （3）、设计温度检测电路和温度控制电路。 （4）、具有自动指示“加热”与“停止”功能。 （5）、写出完整的设计及实验调试总结报告。 参考资料： [1] 淑燕，青.电子技术教学实践指导书[M].：中国电力，2005.10. [2] 润华,立山.模拟电子技术[M].:石油大学,2003. [3] 廖先芸，郝军.电子技术实践教程[M].:石油工业,1998.5. [4] 汪学典.电子技术基础实验[M].:华中科技大学,2006.8. [5] 介华.电子技术课程设计指导[J].:高等教育,1997. 完成期限2009.6.29至2009.7.3 指导教师 专业负责人 2009年 6 月27 日
目录 1 设计要求 (1) 2方案设计 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2总体方案方框图 (1) 2.3基本原理 (2) 3总体方案的选择和设计 (2) 3.1 PTC温度控制电路 (2) 3.2 NTC温度监测及控制电路 (3) 4单元电路的设计 (3) 4.1含有热敏电阻的桥式放大电路 (3) 1、测温电桥 (3) 2、差动放大电路 (4) 4.2 滞回比较器 (5) 4.3 输出警报和控制电路 (6) 4.4元件参数的计算及选择 (6) 1、差分放大电路 (6) 2、桥式测温放大电路 (7) 3、滞回比较器 (7) 5总电路图 (8) 6总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)
温度控制报警器第一章：序论 1.1温控警报器的原理 1.2温控警报器的广泛运用 1.3温控警报器的主要功能介绍 第二章：主要元器件的介绍 2.1温度传感器的原理 2.2温度传感器的发展及运用 2.3单片机的选用及其功能介绍 2.3.1单片机引脚介绍 2.3.2单片机工作原理 2.4 DS18B20温度传感器的介绍 2.4.1引脚介绍 2.4.2DS19B20的内部结构 2.4.3DS18B20的工作原理 2.4.4DS18B20的测温原理 2.4.5DS18B20的ROM命令 2.5四位数码管工作原理 第三章：温控警报器系统硬件主要模块 3.1单片机的最小系统 3.2温度采集模块 3.3温度显示模块 3.4键盘输入控制模块 3.5输出报警模块 第四章：单片机程序设计 4.1温度采集程序 4.2温度显示程序 4.3键盘输入程序 4.4输出报警程序 总结 致谢 参考文献 附录A 总电路图 附录B 元器件清单 附录C 温控报警器总程序
第一章 1.1温控报警器的工作原理 本温控报警器由一个DS18B20温度传感器采集外部温度，然后将采集到的温度信息传送到单片机内，单片机通过处理，将信息输出到数码管上，使数码管显示当前温度传感器采集到的温度，我们通过外设键盘，可设置报警的温度范围，如果传感器采集到的温度高于设置的温度，或者低于设置的温度，单片机自动处理，输出一个警报信号，发出叫声并且红灯闪烁！ 1.2温控警报器的运用 温控警报器用于防火 在炎热的夏天或者是干燥的冬天，火灾都都是人们不可小视的灾难，因此预防火患可以提高人们生活的安全性，我们将温控报警器安置在恰当的位置，如果温度过高，温控报警器就自动报警，让人们知道哪里哪里可能即将发生火灾，人们好尽快的将火灾灭杀在襁褓之中，极大的减小了火灾的可能！ 温控警报器在电子产品上得运用 电子产品由于过于精密，很多电子产品只能工作于一定的温度条件下，如果环境温度高于或者是低于某个温度值，产品的性能就达不到最好，对于一些精密的测量，就会有很大的影响，反之，如果用温控警报器加以监控，就可以知道这些电子产品的工作是否正常，测量的值是否该加以修正，或者该去改变这些电子产品的工作环境！比如：温度通过影响电源中的电容和半导体元器件，进而影响到电源的性能：温度变化会引起输出电压变化，即通常讲的温飘。温度对AC/DC电源影响大是因为大部分AC/DC 电源都大量使用铝电解电容（如滤波电容、储能电容、启动电容），铝电解电容除了容量大、耐高压外无任何优点，若电脑电源使用质量差的铝电解电容，可能发生低温不启动、高温容易坏（铝电解电容中电解液干枯所致）。温度对DC/DC电源影响不大也是因为电容，DC/DC电源中不是使用铝电解而大多使用钽电容、瓷片电容等，当然他们的价格也不会是同一个档次。温度对电容的影响如下：一般情况下，电容的寿命随温度的升高而缩短，最明显的是电解电容器。一个极限工作温度为85℃的电解电容器，在温度为20℃的条件下工作时，一般可以保证180000小时的正常工作时间，而在极限温度
《电子技术》课程设计报告 题目温度测量与控制电路 学院（部）电子与控制工程学院 专业电子科学与技术 班级 学生姓名郭鹏 学号 13 指导教师（签字） 前言 随着数字时代的到来，人们对于温度的测量与控制的要求越来越高，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、精度不够高而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。于是我们提出，测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过放大器将温度传感器接收到的信号进行放大，放大到比较有利于我们测量的温度范围,然后利用A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,最后通过编程让FPGA实现8位二进制数与BCD码之间的转化,实现温度的显示；并利用比较器来实现对放大电压信号的控制，从而实现对温度的控制；再者还加载了报警装置，使它的功能更加完善，使用更加方便。
本设计是采用了温度的测量、信号放大、A/D转换、温度的显示、温度的控制、报警装置六部分来具体实现上述目的。 目录 摘要与设计要求 (4) 第一章：系统概述 (5) 第二章：单元电路设计与分析 (5) 1) 方案选择 (5) 2)设计原理与参考电路 (6) 1 放大电路 (6) 2 低通滤波电路 (7) 3 温度控制电路 (8) 4 报警电路 (9) 5 A/D转换器 (10)
6 译码电路 (11) 第三章：系统综述、总体电路图 (14) 第四章：结束语 (15) 参考文献 (15) 元器件明细表 (15) 收获与体会，存在的问题等 (16) 温度测量与控制电路 摘要： 利用传感器对于外界的温度信号进行收集，收集到的信号通过集成运算放大器进行信号放大，放大后的信号经过A/D转换器实现模拟信号与数字信号间的转换，再通过FPGA编程所实现的功能将转换后的数字信号在数码管上显示出来，实现温度测量过程。放大的信号可以与所预定的温度范围进行比较，如果超出预定范围，则自动实现声光报警功能，实现温度控制过程。 关键字：温度测量温度控制信号放大 A/D转换声光报警 设计要求： 1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调； 4. 温度超过设定值时，产生声光报警。
温度控制电路设计一、设计任务 设计一温度控制电路并进行仿真。 二、设计要求 基本功能：利用AD590作为测温传感器，T L 为低温报警门限温度值，T H 为高 温报警门限温度值。当T小于T L 时，低温警报LED亮并启动加热器；当T大于 T H 时，高温警报LED亮并启动风扇；当T介于T L 、T H 之间时，LED全灭，加热器 与风扇都不工作（假设T L ＝20℃，T H ＝30℃）。 扩展功能：用LED数码管显示测量温度值（十进制或十六进制均可）。 三、设计方案 AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1μA/K。AD590适用于150℃以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。 主要特性：流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度(K) 度数；AD590的测温范围为- 55℃~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30 V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710mΩ；精度高，AD590在-55℃~+-150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。 基本使用方法如右图。 AD590的输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准， 每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其 输出电流I out =（273+25）=298μA。 V o 的值为I o 乘上10K，以室温25℃而言，输出值为 10K×298μA=2.98V 。 测量V o 时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。 温度控制电路设计框图如下： 温度控制电路框图 由于Multisim中没有AD590温度传感器，根据它的工作特性，可以采用恒流源来替代该传感器，通过改变电流值模拟环境温度变化。通过温度校正电路得
基于单片机的温度测量控制系统设计
目录 1引言 (2) 1.1问题的提出…………………………………………………………… (2) 1.1.1什么是温度控制…………………………………………………………… (2) 1.2设计目的…………………………………………………………… (2) 2设计方案 (3) 2.1硬件设计方案…………………………………………………………… (3) 2.2软件设计方案…………………………………………………………… (3) 3硬件设计 (5) 3.1主控制部分AT89S51的设计方案 (5) 3.2温度采集模块…………………………………………………………… (7) 3.3显示模块…………………………………………………………… (7) 4软件设计 (9) 4.1温度采集…………………………………………………………… (9) 4.2键盘输入…………………………………………………………… (10) 4.3 LCD显
示…………………………………………………………… (11) 5总结 (12) 6参考文献 (15) 附录1设计原理图 (14) 附录2设计程序 (15)
1引言 1.1问题的提出 温度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。 1.1．1什么是温度控制 温度控制系统由温控器和热电偶组成，热电偶检测温度并转换成电信号传给温控器，温控器根据所设定的温度发出控制信号，温度高于设定温度上限停止加热系统或开启降温系统，低于设定温度下线停止降温系统或开启加热系统。 1.2设计目的 本设计以AT89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。由键盘输入预设温度，比较实际环境温度与预设温度再由单片机做出相应的处理已以达到温度控制的目的。
大庆石油学院课程设计 2009年 6 月 29 日
石油学院课程设计任务书 课程电子技术课程设计 题目 NTC温度监测及控制电路 专业自动化连会学号070601140215 主要容： 运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路。 基本要求： （1）、检测电路采用热敏电阻Rt（NTC）作为测温元件。 （2）、用100Ω/2W的电阻元件作为加热装置。 （3）、设计温度检测电路和温度控制电路。 （4）、具有自动指示“加热”与“停止”功能。 （5）、写出完整的设计及实验调试总结报告。 参考资料： [1] 淑燕，青.电子技术教学实践指导书[M].：中国电力，2005.10. [2] 润华,立山.模拟电子技术[M].:石油大学,2003. [3] 廖先芸，郝军.电子技术实践教程[M].:石油工业,1998.5. [4] 汪学典.电子技术基础实验[M].:华中科技大学,2006.8. [5] 介华.电子技术课程设计指导[J].:高等教育,1997. 完成期限 2009.6.29至2009.7.3 指导教师 专业负责人
2009年 6 月 27 日 目录 1 设计要求 (1) 2方案设计 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2总体方案方框图 (1) 2.3基本原理 (2) 3总体方案的选择和设计 (2) 3.1 PTC温度控制电路 (2) 3.2 NTC温度监测及控制电路 (3) 4单元电路的设计 (3) 4.1含有热敏电阻的桥式放大电路 (3) 1、测温电桥 (3) 2、差动放大电路 (4) 4.2 滞回比较器 (5) 4.3 输出警报和控制电路 (6) 4.4元件参数的计算及选择 (6) 1、差分放大电路 (6) 2、桥式测温放大电路 (7) 3、滞回比较器 (7) 5总电路图 (8) 6总结 (8) 参考文献 (10) 附录 (11)
温湿度控制器设计报告 本设计研究单片机数字温湿度控制器，通过全数字型温湿度传感器测量宽范围的温湿度数据，用来满足恒温湿车间控制、大棚温湿度控制等工农业生产领域需要，要求温湿度测量响应时间快、长期稳定性好，抗干扰能力强，具有较高的应用价值。 一、性能特点 ●配用全数字型温湿度传感器DHT11，温度测量范围0℃--100℃，湿度测 量范围0%RH—90%RH，可以满足一般需要。若要求更宽测量范围，只需 更换温湿度传感器型号，硬件电路及软件程序全兼容。 ●温湿度测量响应时间快、长期稳定性好。 ●采用先进的专用微处理器芯片STC89C52，可靠性高，抗干扰能力强。 ●配用EEPROM芯片A T24C04，使存储的温度上下限和湿度上下限可以 掉电永久保存。 ●可以通过四个按键方便地实现温湿度上下限的调整。 ●当温度或湿度超限后，报警信号点亮相应报警灯。 ●配用三极管和继电器，可以通过驱动继电器打开或切断风机、加热器等 外部设备。 二、功能说明 1、实时测量当前温度值和湿度值，在液晶屏动态显示。 2、可以显示当前允许温度范围，在液晶屏显示，如“20-45”表示允许温度范围为20摄氏度至45摄氏度。 3、可以显示当前允许湿度范围，在液晶屏显示，如“15-60”表示允许湿度范围为15%至60%。 4、当温度低于温度下限时，低温报警灯亮，控制继电器动作。 5、当温度高于温度上限时，高温报警灯亮，控制继电器动作。
6、当湿度低于湿度下限时，低湿报警灯亮，控制继电器动作。 7、当湿度高于湿度上限时，高湿报警灯亮，控制继电器动作。 8、可以通过键盘调整温度上下限和湿度上下限，具体方法是连续按设置键直至温度下限、温度上限、湿度下限、湿度上限相应的位置闪烁，再通过Up键和Down键调整数值，调整完毕继续按设置键进入正常状态。 9、可以保存设置参数至EEPROM中，具体方法是按保存键，此时当前设置参数存盘，重新上电显示新的设置值。如果不按保存键，所调整的设置参数只在此次运行有效，关电后恢复原先设定值。 三、硬件设计 1、设计框图 本研究设计的温湿度控制器框图如图1所示。 图1 温湿度控制器方框图 图中STC89C52单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。 液晶屏上同时可以显示温湿度上下限值，该上下限设置值保存外外部EEPROM存储器中，掉电不失，并且可以通过四只按键上调或下调。 当温度或湿度值超过上下限值时，报警信号点亮相应报警灯。同时该报警信号通过三极管驱动继电器，以控制外部风机或加热器。
课程实训报告 《单片机技术开发》 专业：机电一体化技术 班级： 104201 学号： 10420134 姓名：杨泽润 浙江交通职业技术学院机电学院 2012年5月29日
目录 一、DS18B20温度测量与控制实验目的…………………… 二、DS18B20温度测量与控制实验说明…………………… 三、DS18B20温度测量与控制实验框图与步骤…………………… 四、DS18B20温度测量与控制实验清单…………………… 五、DS18B20温度测量与控制实验原理图………………… 六、DS18B20温度测量与控制实验实训小结………………
1.了解单总线器件的编程方法。 2.了解温度测量的原理，掌握DS18B20 的使用。
本实验系统采用的温度传感器DS18B20是美国DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。DS18B20测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然 保存。 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、配置寄存器。 DS18B20 的管脚排列如下: DQ 为数字信号输入/输出端；GND 为电源地；VDD 为外接 供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM 中的64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以 看作是该DS18B20 的地址序列码。64 位光刻ROM 的排列是： 开始8 位（28H）是产品类型标号，接着的48 位是该DS18B20 自身的序列号，最后8 位是前面56 位的循环冗余校验码 （CRC=X8+X5+X4+1）。光刻OMR 的作用是使每一个DS18B20 都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目 的。 DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量，以12 位转化为例:用16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S 为符号位。 这是12 位转化后得到的12 位数据，存储在18B20的两个8 比特的RAM 中，二进制中的前面5 位是符号位，如果测得的温度大于0，这5 位为0，只要将测到的数值乘于0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于0，这5 位为1，测到的数值需要取反加 1 再乘于0.0625 即可得到实际温度。