简易温度计设计

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[Abstract]................................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.前言 (1)2.总体设计方案 (2)2.1数字温度计方案 (2)2.2总体设计方案及框图 (2)3.系统组成及工作原理 (4)3.1单片机的选择 (4)3.1.1 AT89C51主要特性： (4)3.1.2 AT89C51引脚功能介绍 (4)3.2数字温度传感器DS18B20 (6)3.2.1 DS18B20的主要特性 (6)3.2.2 DS18B20的内部结构 (7)3.2.3 DS18B20工作原理 (7)3.3 复位电路的设计 (8)3.4 功能键 (8)3.5数码管串口显示 (9)4.系统软件设计 (11)4.1软件设计流程 (11)4.2 DS18B20读取数据流程 (12)5.仿真、测试及结果分析 (13)结论 .................................................................................................................... 错误！未定义书签。

致谢 .................................................................................................................... 错误！未定义书签。

用NTC热敏电阻设计制作体温计设计制作体温计需要以下步骤：1.了解NTC热敏电阻的原理和特性：NTC热敏电阻是一种随温度变化而变化阻值的电阻器件。

随着温度升高，NTC热敏电阻的阻值会逐渐减小。

这种特性可以用来测量温度。

2.确定设计参数：首先，确定设计的温度范围。

然后，选择合适的NTC热敏电阻，其阻值应在所选温度范围内变化适当。

一般来说，常见的NTC热敏电阻有10K欧姆和100K欧姆等。

3.进行电路设计：根据所选的NTC热敏电阻和测量范围，设计一个合适的电路。

一种简单的电路方案是将NTC热敏电阻与一个固定的电阻器组成一个电压分压电路，并将其输出连接到一个模拟电压输入引脚。

好的设计应该考虑到温度的准确性、响应速度和电路可靠性等方面。

4.制作电路原型：根据设计的电路图，制作一个原型电路板。

可以使用普通的白板、面包板或PCB进行制作。

在制作过程中，要确保电路连接正确且紧凑。

5.进行实验验证：将体温计放入不同温度下进行测试，并记录每个温度下的电压输出。

校准温度和电压之间的关系。

为了提高准确性，可以使用一个标准温度测量设备进行参考。

6.编写程序：根据电路输出的电压值和预先校准的数据，编写一个程序来计算和显示温度值。

可以使用微控制器或单片机等进行编程。

7.制作外壳和显示：将电路和显示装置封装在一个合适的外壳中，使其便于使用。

可以选择液晶显示器、数码管或LED等显示温度值。

总结：设计制作体温计需要了解NTC热敏电阻的原理和特性，确定设计参数，进行电路设计，制作电路原型，实验验证，编写程序以及制作外壳和显示。

通过这个过程，就可以设计制作出一个简单但准确的体温计。

热胀冷缩原理-自制温度计一、设计原理热胀冷缩是物体的一种基本性质，物体在一般状态下，受热以后会膨胀，在受冷的状态下会缩小。

大多数物体都具有这种性质。

二、设计目的学生乐学，对科学学知识有强烈的求知欲，想学好，但由于受传统教育模式的影响，他们也呈现出许多缺陷。

如：思维不敏锐，不敢积极参与课堂，探索学习能力与实践能力较差，合作学习意识不够，自我主体意识不够等。

本教具通过直观的通过演示过程了解温度计的原理，通过观察分析学会制作简易温度计并能学会使用温度计。

三、配置说明中间打孔的橡皮塞玻璃瓶细玻璃管红色染料常温水开水冰块刻度尺记录笔粘贴纸四、使用说明1、在小瓶中装一些水并加入适量红色颜料，（水量在小瓶三分之二处即可）使之带有红颜色。

同时将插有细玻璃管的橡皮塞塞住瓶口。

简易温度计制成。

2、分别将温度计放入装有冷水和热水的烧杯中，观察玻璃吸管中红色水柱的变化情况，进而推知温度计的原理。

3、冰水混合物的温度是0℃，开水的温度是100℃，可以将温度计分别放入冰水混合物和开水中，记录两次水柱的位置，在冰水混合物中水柱位置标示0℃，在开水中水柱位置标示100℃，然后利用刻度尺将这段距离平均分成100等分，每一分度就是最小刻度值为1℃，按照玻璃管对应位置，将刻度打印于粘贴纸上，固定在玻璃管上，从而可以利用此温度计粗略测量温度。

五、注意事项1、实验只能粗略的反映温度的变化情况。

2、玻璃管的长度和刻度的关系。

因为温度计是有量程的，所刻画的温度范围要根据玻璃管的长度而确定。

实验中所刻画的温度值范围不能反映实际的温度量程。

3、最小刻度值的的取得也不是固定的，根据需要最小刻度可根据需要而取得。

4、在实验的过程中，要让学生知道任何实验都是有误差的，这个误差既包括仪器本身带来的系统误差，同时也有在实验过程中出现的偶然误差，因此在实验中，定要严肃，认真对待每一次实验。

温度计的设计实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过设计一个温度计，学习温度计的工作原理，并验证其准确度和精度，掌握温度计的相关实验技巧。

二、实验仪器和材料
1.真空试管
2.水银
3.长尺子
4.玻璃导管
5.热水
三、实验原理
温度计的工作原理是由于温度的变化而造成热胀冷缩的作用，通过热胀冷缩的大小来反映温度的变化。

实验中，设计的温度计是基于水银的。

由于水银的热胀冷缩程度是很小的，而且温度计的刻度也比较细，所以常用于实验室的温度测量。

四、实验步骤
1.准备真空试管和玻璃导管。

2.将水银倒入玻璃导管中，直至它充满玻璃导管。

3.将真空试管倒立放置，让导管的一端伸进试管内。

4.将真空试管中装满热水，并不断加热，观察导管中的水银的
体积变化。

5.当导管中的水银体积变化到一定幅度时，记录下其热胀冷缩
的大小，温度计即可完成。

五、实验结果和分析
通过本次实验，我们得到了关于温度计设计和制造的实际经验，并成功地制造了一只温度计。

在实验中，我们观察到了随着温度
的变化，水银的体积增大或缩小，并且实验结果也表明该温度计
的准确度和精度都比较高，能够满足实验中对温度测量的要求。

六、实验结论
通过这个实验，我们成功设计并制造了一只温度计，并在实验
中得到了满意的实验结果。

温度计的设计和制造需要较高的实验
技术，并需要对温度计的工作原理有较深入的了解。

此次实验打
下了扎实的实验基础，对今后从事化学、物理等相关领域提供了基础的实验技巧和实验知识。

目录引言 (3)1功能要求 (4)2系统方案论证与比较 (4)2.1数字温度计设计方案论证 (4)2.1.1方案一 (4)2.1.2方案二 (6)2.2方案二的总体设计框图 (7)3系统主要元器件的选择及介绍 (8)3.1 单片机的选用及功能介绍 (8)3.1.1单片机简介 (8)3.1.2单片机的产生与发展 (9)3.1.3单片机的应用 (10)3.1.4MCS-51单片机引脚及功能介绍 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.2.1DS18B20 简单介绍 (14)3.2.2DS18B20 的性能特点和使用中的注意事项 (14)3.2.3DS18B20的引脚及内部结构 (16)3.2.4 DS18B20 的工作原理 (25)3.2.5DS18B20的单线协议和命令 (26)3.2.6温度数据的计算处理方法 (29)4系统硬件电路的设计 (32)4.1主板电路 (32)4.2显示电路 (32)4.3DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (33)5系统软件算法分析 (34)5.1主程序 (34)5.2读出温度子程序 (35)5.3温度转换命令子程序 (36)5.4计算温度子程序 (37)5.5显示数据刷新子程序 (38)6调试及性能分析 (39)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)附录一原理图 (44)附录二控制源程序清单 (48)基于单片机的数字温度计的设计指导教师：宗文军2006级机电专业学号 20060279 姓名胡雄飞摘要随着时代的进步和发展，人类不断的需求，科技不断的进步。

温度计所给人类带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高。

由于老式温度计的精确度低，测量范围小，无法满足现代化生活:工业、教案、科研、旅游等等各个领域的需求。

随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，由于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,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，它属于多功能温度计。

河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：简易数字温度计的设计题目：简易数字温度计的设计一、设计任务与要求设计任务：设计出一个简易的数字温度计，用来测量0-100度之间的温度，使其度数显示在数字显示器上。

设计要求：1、制作出一个数字温度计。

2、画出整体电路图，写出课程设计报告。

3、同组同学的的设计不能雷同。

4、电路图中的图形必须本人亲自绘制。

5、每个同学必须有实物，并基本能工作。

二、方案设计与论证（1）方案一：本方案采用AD590单片集成两段式敢问电流源温度传感器对温度进行采集，采集的电压经过放大电路将信号放大，然后经过3.5位A/D转换器转换成数字信号，在进行模拟/数字信号转换的同时, 还可直接驱动LED显示器,将温度显示出来。

系统方框图如下：系统方案框图（2）方案二：使用数字传感器采集温度信号，然后将被测温度变化的电压或电流采集过来放大适当的倍数，进行A/D转换后，将转换后的数字进行编码，然后再经过译码器通过七段数字显示器将被测温度显示出来。

系统方案框图（3）方案三：使用温度频率转变电路，根据温度与频率的线性关系先将温度转变为频率，将转换的频率输入频率计中，频率计电路中通过放大整形电路、主门电路、计数器、锁存器、七段译码输出，在七段显示器中将频率显示出来，显示的频率即为对应的温度值。

方案的分析和比较方案一中的模数转换器ICL7107集A/D 转换和译码器于一体，可以直接驱动数码管，不仅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，AD590可以将温度线性转换成电压输出。

而方案二经过A/D 转换后，需要先经过编码器再经过译码器才能将数字显示出来。

方案三只经过温度频率转换就可把温度用相应的频率显示出来，成本较低，可操作性较强。

比较上述三个方案，方案三明显优越于前两个方案，它用热敏电阻采集温度信号，用NE555将温度转化为频率输入频率计中，用CD40110驱动数码管直接实现数字信号的显示，实现数字温度计的设计；省去了另加编码器和译码器的设计，所以线路更简单、直观； 即采用方案三.三、单元电路设计与参数计算通过热敏电阻对温度进行采集，通过温度与频率近乎线性关系，以此来确定输出频率与其对应的温度，不同的温度对应不同的频率值，故我们可以通过频率值的改变来判断温度值，再由数码管表示出来。

学习活动卡
活动1
观察和描述
观察实验室常用温度计，说出其结构
小制作
制作一支简易温度计。

提供器材有：透明玻璃管、带塞子的玻璃瓶、红墨水、冷热水等。

思考与讨论
如何在细管上标上数值呢？思考后完成温度计的定标。

活动2
用自制温度计测量液体的温度。

讨论有什么问题？（反映不灵敏，液体的热胀冷缩现象不明显）
得出：玻璃泡里面装有什么样的液体，得出利用的热胀冷缩的原理
活动3
实验目的：用常用温度计测量液体的温度，讨论使用温度计应注意的事项
实验器材：温度计水食用油酒精灯铁架台
实验步骤：1、讨论使用温度计应注意的事项
2、每隔1分钟测烧杯中液体的温度
3、把数据记录在表格中
4、描绘出液体随时间变化的曲线
讨论分析：交流其他组同学实验数据，分析相同质量的水和食用油温度变化曲线的差异。

下面是我本次课程设计的内容，报告还没有写，暂时上传仿真和程序啦！！简易数字温度计的设计利用数字温度传感器与单片机结合来测量温度。

利用数字温度传感器测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。

要求数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器采用单片机，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示。

图一仿真时，数码管会出现闪烁，修改程序没有作用。

猜测是软件问题，换用图二数码管，正常程序仿真通过，下面是程序：#include "reg52.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code tab[]={0x81,0xcf,0x92,0x86,0xcc,0xa4,0xa0,0x8f,0x80,0x84,0xff};//0-9,正值uchar Tem[3]={0}; //存储温度uchar tempL,tempH;uchar Neg; //负值标志sbit DQ = P2^3; //DS18B20数据口unsigned int temp;void Delay_50ms(unsigned int t);void Delay(uint t);void Reset(void);void WriteByte(uchar dat);uint ReadByte(void);uint ReadTemp(void);void Display(void);/********************************************************************延时50ms,精确***********************************************************************/void Delay_50ms(unsigned int t){unsigned int j;for(;t>0;t--)for(j=6245;j>0;j--){;}}/********************************************************************延时函数约位10us***********************************************************************/void Delay(unsigned int i){while(i--);}/********************************************************************定时器初始化***********************************************************************/void timer_init(void){TMOD = 0x01; //定时器0工作在模式1，16Bit定时器模式TH0 = (65536-50000) / 256;TL0 = (65536-50000) % 256;TR0 =1; //开定时器ET0 =1;//开启定时器和中断}/********************************DS18B20复位函数********************************/void Reset(void){DQ=1; //DQ先置高Delay(4); //延时sec=0.00047400DQ=0; //发送复位脉冲 sec=0.00052600Delay(60); //精确延时大于480us sec=0.00052700DQ=1; //拉高数据线 sec=0.00108300Delay(30); //等待（15~60us)这里是等待DS18B20做出回应，如果回应DQ将变低，//MCU是在DQ拉高后开始监视DQ的值的。

摘要随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，它具有独特的单线总线接口方式。

本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。

关键词：DS18B20 温度传感器STC89C51目录第一章绪论 (3)1.1 课题背景及研究意义 (3)1.2 国内外的现状 (3)1.3 设计的目的 (4)1.4 设计实现的目标 (4)1.5 数字温度计简介 (4)第一章绪论1.1 课题背景及研究意义随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。

温度是工业对象中的一个重要的被控参数。

然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。

本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。

静态控制精度为2.43℃。

本设计使用单片机作为核心进行控制。

单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。

自制简易温度计
取一个外壁涂黑的小玻璃瓶 ,瓶口用插有弯成直角的细玻璃管的软木塞塞紧。

在玻璃管的水平局部装进一滴红色的水 ,管外壁附一把刻度尺 ,记住水滴开始的位置(即原点) ,以便观察红色水滴移动的情况。

这就是一个简单的验热计。

把验热计放在火炉附近 ,红色水滴就会离开原点向外移
动 ,说明验热计接收到了辐射热 ,使瓶内的空气受热膨胀 ,推动水滴移动。

如果让验热计在以火炉为中心的一个圆周上移动 ,就会发现红色水滴的位置是不变的 ,也就是说红色水滴离开原点
的距离是一样的;如果把验热计从靠近火炉的地方向外移
动 ,逐渐增大验热计跟火炉之间的距离 ,你将发现红色水
滴逐渐向内移动 ,这说明瓶里的温度逐渐降低。

当验热计移到相当远的位置 ,红水滴就回到原点了。

再把验热计放在火炉附近 ,在火炉和验热计之间挡一块木板 ,过一会儿 ,你就会发现水滴又回到了原点。

这个实验向我们说明 ,辐射是以热源为中心向四周发出的;在跟热源距离相等的圆周位置上 ,辐射的强度相同;辐射的强度跟离开热源的距离有关系 ,也就是说 ,离热源越远 ,
辐射越弱 ,离热源越近 ,辐射越强;木板能挡住辐射热 ,说明热辐射是直线前进的 ,一般穿不过不透明的障碍物。

第 1 页。

简易设计基于单片机的语音温度计1. 引言1.1 背景介绍目前市面上的温度计大多为数字显示，用户需要亲自查看温度数据，较为繁琐。

而语音温度计的出现，不仅可以通过语音输入快速获取温度信息，还可以实现语音交互，提高了用户的体验感。

设计一个简易的基于单片机的语音温度计具有重要的实用意义和研究价值。

本文基于单片机的语音温度计的设计将结合硬件设计、软件设计和语音识别算法的技术，在实际系统测试中验证其可行性和准确性，最终得出实验结果，并结合总结和展望对这一技术的未来发展进行探讨。

【字数：205】1.2 研究目的研究目的: 本文旨在利用单片机和语音识别技术结合，设计一个简易的语音温度计。

通过构建硬件和软件系统，实现温度的感知和语音反馈，提供用户友好的温度测量和显示方式。

我们还将探讨不同的语音识别算法在温度检测中的应用，并通过系统测试和实验结果验证设计的可行性和性能。

通过本研究，我们希望进一步探索单片机在智能温度测量领域的应用，为未来智能家居和物联网设备的发展提供一定的参考和借鉴。

通过对语音识别和温度计的结合应用，优化用户体验，提高智能设备的交互性和智能性，为人们的生活带来更多便利和舒适。

2. 正文2.1 硬件设计硬件设计是整个语音温度计系统中最基础的部分。

在硬件设计中，我们主要包括了传感器模块的选取、单片机的选择以及语音模块的集成等方面。

传感器模块的选取是至关重要的。

我们选择了一款精度高、响应快的温度传感器作为主要的数据采集器。

这款传感器能够准确地测量环境的温度，并将数据传输给单片机进行处理。

单片机的选择也是需要仔细考虑的。

我们选择了一款性能稳定、功耗低的单片机作为主控制器。

这款单片机具有足够的计算能力和存储空间，可以满足我们的系统需求。

在硬件设计中，我们还集成了语音模块。

这个模块能够实现语音输入和输出功能，用户可以通过语音指令来查询温度信息，从而提高系统的用户友好性和便利性。

通过以上的硬件设计，我们成功地搭建了一个基于单片机的语音温度计系统。

. . . . . . . 优质资料 . . 唐 山 学 院

单片机原理 课 程 设 计 题 目 简易数字温度计 系 (部) 智能与信息工程学院 班 级 姓 名 学 号 指导教师

2017 年 1 月 2 日至 1 月 6 日 共 1 周 2017年1月4日 . . . . .

. . 优质资料 . . 《单片机原理》课程设计任务书 一、设计题目、容及要求 设计题目：简易数字温度计 设计容： 所设计数字温度计应具有以下功能： 1.可以测量-50到110摄氏度的温度。 2.在液晶上显示当前温度，分别为百位、十位、个位和小数点后一位。 3.测量精度误差在正负0.5摄氏度以。 设计要求： 1.根据题目要求进行系统总体设计。 2.完成系统硬件电路的设计。 3.系统程序的设计。 （1）程序流程图；（2）完整源程序；（3）正确仿真运行。 4.撰写设计说明书（符合格式要求）。 二、设计原始资料 PROTEUS软件，WAVE/KEIL软件，实验箱 三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等） 设计结果能正确仿真演示 课程设计说明书一份（要求有硬件设计原理图，仿真结果图，源程序代码） 四、进程安排 1.2日-1.3日上午 查阅资料，设计电路原理图、编写程序 1.4日下午-1.5日 中心机房调试程序 1.6日 课程设计答辩 五、主要参考资料 [1]肖看.群芳.单片机原理、接口及应用，清华大学.2010.9 [2]楼然苗.单片机课程设计指导.:航空航天大学.2002. [3]育才主编，MCS-51系列单片微型计算机及其应用.东南大学 指导教师（签名）： 教研室主任（签名）： . . . . . . . 优质资料 . . 课程设计成绩评定表

出勤 情况 出勤天数

缺勤天数 成 绩 评 定

出勤情况及设计过程表现（20分） 课设答辩（20分） 设计成果（60分） 总成绩（100分） 提问 （答辩） 问题 情况

摘要随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，它具有独特的单线总线接口方式。

本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。

关键词：DS18B20 温度传感器 STC89C51目录第一章绪论31.1 课题背景及研究意义31.2 国内外的现状31.3 设计的目的41.4 设计实现的目标41.5 数字温度计简介4第一章绪论1.1 课题背景及研究意义随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。

温度是工业对象中的一个重要的被控参数。

然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。

本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。

静态控制精度为2.43℃。

本设计使用单片机作为核心进行控制。

单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。

1.2 国内外的现状温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。