一种智能数字式温度计的设计
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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。
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器的数字温度计设计。
我们将详细介绍如何利用这两种核心组件,结合适当的硬件电路设计和软件编程,实现一个能够准确测量和显示温度的数字温度计。
This article aims to explore the design of a digital thermometer based on AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor. We will provide a detailed introduction on how to utilize these two core components, combined with appropriate hardware circuit design and software programming, to achieve a digital thermometer that can accurately measure and display temperature.我们将对AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器进行简要介绍,包括它们的工作原理、主要特性和适用场景。
然后,我们将详细阐述硬件电路的设计,包括微控制器与温度传感器的连接方式、电源电路、显示电路等。
We will provide a brief introduction to the AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor, including their working principles, main characteristics, and applicable scenarios. Then, we will elaborate on the hardware circuit design, including the connection method between the microcontroller and temperature sensor, power circuit, display circuit, etc.在软件编程方面,我们将介绍如何使用C语言对AT89C51微控制器进行编程,实现温度数据的读取、处理和显示。
智能温度表是一种可以测量环境温度并提供智能化功能的设备。
其设计原理通常包括以下几个关键部分:
1. 温度传感器
智能温度表的核心部件是温度传感器,用于检测环境的温度。
常用的温度传感器包括热敏电阻(PTC、NTC)、热电偶和数字温度传感器等。
传感器将温度信号转换为电信号,并输出给控制系统进行处理。
2. 控制系统
智能温度表的控制系统通常由微处理器或微控制器组成,负责接收和处理来自温度传感器的信号。
控制系统根据预设的算法对温度数据进行处理,并可以实现各种功能,如温度显示、报警功能、数据存储和通信等。
3. 显示模块
智能温度表通常配备有显示模块,用于显示当前环境温度和其他相关信息。
显示模块可以采用液晶显示屏、LED显示等,以直观方式展示温度数据给用户。
4. 电源管理
智能温度表需要稳定的电源供应以正常工作。
电源管理部分通常包括电池或外部电源接口,以及相关的电源管理电路,确保设备的正常运
行和节能管理。
5. 智能功能
除了基本的温度检测和显示功能,智能温度表还可能具备一些智能化功能,如温度数据记录、远程监控、温度趋势分析、报警提示等。
这些功能通过控制系统的智能算法实现,提升了设备的实用性和便捷性。
综上所述,智能温度表的设计原理主要包括温度传感器、控制系统、显示模块、电源管理和智能功能等关键部分,通过这些组成部分的协同工作,实现了智能温度表的准确测量和智能化功能。
数字温度计设计实验报告一、实验任务温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。
本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计,即用数字显示被测温度。
具体要求如下:(1). 测量范围-20,150度。
(2). 测量精度0.5度。
(3). 4位LED数码管显示。
通过温度传感器LM35采集到温度信号,经过整形电路送到A/D转换器,然后通过译码器驱动数码管显示温度。
ICL7107集A/D转换和译码器于一体,可以直接驱动数码管,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,LM35本身就可以将温度线性转换成电压输出。
综上所述,采用LM35采集信号,用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。
故采用基于LM35与ICL7107的数字温度计设计方案。
二、原理框图传感器数码管驱A/D转化温度显示温度采集动三、电路原理及其电路组成数字温度计的设计原理图见附录1。
它通过LM35对温度进行采集,通过温度与电压近乎线性关系,以此来确定输出电压和相应的电流,不同的温度对应不同的电压值,故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D转换器和译码器,再由数码管表示出来。
1、传感电路LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。
因而,从使用角度来说,LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处,LM35无需外部校准或微调,可以提供?1/4?的常用的室温精度。
LM35具有以下特点:(1)工作电压:直流4,30V;(2)工作电流:小于133μA(3)输出电压:+6V,-1.0V(4)输出阻抗:1mA 负载时0.1Ω;(5)精度:0.5?精度(在+25?时);(6)漏泄电流:小于60μA;(7)比例因数:线性+10.0mV/?;(8)非线性值:?1/4?;(9)校准方式:直接用摄氏温度校准;(10)封装:密封TO-46 晶体管封装或塑料TO-92 晶体管封装;(11)使用温度范围:-55,+150?额定范围电压输出采用下图接法:2、A/D转化器ICL7107是高性能、低功耗的三位半A\D转换器,同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。
DS18B20数字温度计设计西南大学工程技术学院,重庆 400716摘要:本文介绍了利用美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感DS18B20和ATMEL公司生产的AT89C2051,结合四位共阳型LED,采用动态显示的方法实现室内温度的检测和读数。
本文设计的数字温度计基于DS18B20单线总线结构,与单片机的接口电路简单无须外部电路,同时由于DS18B20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,因而使得整体设计思路简单,可以实现-55~+125゜C的温度测量,精度误差在0.1゜C以内。
本文给出了具体的硬件电路和软件设计。
关键词:单片机DS18B20智能温度传感器DS18B20 DIGITAL THERMOMETER DESIGNLI XuejianCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract:This paper presents the method for a digital thermometer design made of DS18B20,a newly-product of advaced Programmable Resolution 1-Wire® Digital Thermometer(DALLAS),and AT89C2051 (ATMEL).This design adopts dynamic dispay method with four LED to measu re room temperature.This digital thermometer is based on the one wire configuration of DS18B 20, and no external circuit is required.Since the measured temperature can be directly read by DS18B20 and 9-12 digits reading can be implemented through simple programming, the overall design concept is simple. Temperature within -55~+125゜C can be measured with an error of +/-0.1゜C. Detailed circuits and softwaredesign are given here.Key Words:single-chip computer DS18B20 smart temperature sensor文献综述自动控制领域中,温度检测与控制占有很重要地位。
数字温度计系统详细设计报告一设计要求1.1.系统功能要求对于设计的数字温度计系统,主要是以AT89C51(AT89C52)单片机为控制核心,采用高精度的传感器(DS18B20)对需要测量的周围温度进行周期性的测量,并用简单的通信技术,数码管显示技术,误差修正等技术,以最新的DS18B20温度传感器作为测量元件,构成一个较简单的温度测量系统。
并最终能实现对周围环境中的温度数据的精确采集,加以处理后显示在由数码管组成的显示器上。
1.2.其他要求:该测量系统尽量做到体积小、精度较高、数据传输可靠性高、功耗低、功能易扩展,对周围环境的适应性要强。
另外从经费方面除了特殊元件外,本着一切在能实现功能的基础上从简选择的原则。
2.1方案论证与选择该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成,实现的方法有很多种,下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案(1)温度采集电路方案一采用热电偶温差电路测温,温度检测部分可以使用低温热偶,热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成,热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。
通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压,便可推断出检测结点的温度。
数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,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。
热电偶的优点是工作温度范围非常宽,且体积小,但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点,并且这种设计需要用到A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。
系统主要包括对A/D0809 的数据采集,自动手动工作方式检测,温度的显示等,这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。
此外还有复位电路,晶振电路,启动电路等。
故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片,处理芯片为51 芯片,执行机构有4 位数码管、报警器等。
51单片机数字温度计的设计与实现温度计是一种广泛使用的电子测量仪器,它能够通过感知温度的变化来提供精准的温度数值。
本文将介绍如何使用51单片机设计并实现一款数字温度计。
一、硬件设计1. 采集温度传感器温度传感器是用来感知环境温度的关键器件。
常见的温度传感器有DS18B20、LM35等。
在本次设计中,我们选择DS18B20温度传感器。
通过电路连接将温度传感器与51单片机相连,使51单片机能够读取温度传感器的数值。
2. 单片机选型与连接选择适合的51单片机型号,并根据其引脚功能图对单片机进行合理的引脚连接。
确保温度传感器与单片机之间的数据传输通畅,同时保证电源和地线的正确连接。
3. 显示模块选型与连接选择合适的数字显示模块,如数码管、液晶显示屏等。
将显示模块与51单片机相连,使温度数值能够通过显示模块展示出来。
4. 电源供应为电路提供稳定的电源,保证整个系统的正常运行。
选择合适的电源模块,并根据其规格连接电路。
二、软件设计1. 温度传感器读取程序编写程序代码,使用单片机GPIO口将温度传感器与单片机连接,并通过相应的通信协议读取温度数值。
例如,DS18B20采用一线制通信协议,需要使用单总线协议来读取温度数值。
2. 数字显示模块驱动程序编写程序代码,通过单片机的GPIO口控制数字显示模块的数码管或液晶显示屏进行温度数值显示。
根据显示模块的规格,编写合适的驱动程序。
3. 温度转换算法将温度传感器读取到的模拟数值转换为实际温度数值。
以DS18B20为例,它输出的温度数值是一个16位带符号的数,需要进行相应的转换操作才能得到实际的温度数值。
4. 系统控制程序整合以上各部分代码,编写系统控制程序。
该程序通过循环读取温度数值并进行数据处理,然后将处理后的数据送到数字显示模块进行实时显示。
三、实现步骤1. 硬件连接按照前文所述的硬件设计,将温度传感器、51单片机和数字显示模块进行正确的连接。
确保连接无误,并进行必要的电源接入。
单片机智能体温计课程设计一、引言体温是人体健康状况的重要指标之一,准确、便捷地测量体温对于疾病的诊断和预防具有重要意义。
传统的体温计在使用上存在一些不便,如测量时间长、读数不直观等。
随着单片机技术的发展,智能体温计应运而生。
本课程设计旨在利用单片机技术,设计一款功能实用、操作简便的智能体温计。
二、设计要求1、测量范围:350℃ 420℃,精度为 01℃。
2、测量时间短,能够快速显示测量结果。
3、具备存储功能,能够记录多次测量数据。
4、具有温度报警功能,当测量温度超过设定的阈值时发出警报。
5、采用直观的显示方式,如液晶显示屏(LCD)。
三、硬件设计1、温度传感器选择数字式温度传感器,如 DS18B20。
它具有体积小、精度高、接口简单等优点,能够直接将温度转换为数字信号输出,方便与单片机进行通信。
2、单片机选用常见的 51 系列单片机,如 STC89C52。
它具有丰富的资源和成熟的开发环境,能够满足本设计的需求。
3、显示模块采用 1602 液晶显示屏,能够清晰地显示测量的温度值、时间等信息。
4、报警模块由蜂鸣器和发光二极管组成。
当测量温度超过设定的阈值时,蜂鸣器发声,发光二极管闪烁,提醒用户。
5、存储模块选用 EEPROM 芯片,如 AT24C02,用于存储测量数据。
四、软件设计1、主程序流程系统初始化,包括单片机端口设置、传感器初始化、显示初始化等。
读取温度传感器的数据,并进行数据处理和转换。
将测量的温度值显示在液晶显示屏上。
判断温度是否超过阈值,若超过则触发报警。
将测量数据存储到 EEPROM 中。
2、温度传感器驱动程序按照 DS18B20 的通信协议,发送指令读取温度数据。
对读取的数据进行校验和处理,得到准确的温度值。
3、显示程序编写驱动 1602 液晶显示屏的程序,实现字符和数字的显示。
4、报警程序当温度超过阈值时,控制蜂鸣器发声和发光二极管闪烁。
5、存储程序按照 EEPROM 的读写协议,将测量数据写入存储芯片。
数字温度计的设计与定标(终稿)
数字温度计是一种温度测量工具,它通常可以支持各种量程及温度校准方式,提供较
高数据精度及较高测量稳定性,主要用于现场和实验室等环境温度控制环境下的测量。
本
文面向数字温度计的设计与定标,介绍其设计实现及定标过程。
首先采用标准温度源作为定标的依据。
温度源的精度可以通过表示形式来确定,例如
可以采用PT100和温度互感器作为标准测量元器件,它可以根据需要采取不同的量程。
定标过程分两步:误差检测和数据调整。
在这一步中首先将温度表测量温度源的温度,然后与实际已知的温度值进行比较,以确定数字温度计的误差。
其次,为了更准确的表示
温度,可以对非线性特性进行处理,系统中的热元件支持热桥与NTC阻抗来计算温度值的
恒定变化,以保证表示的温度准确显示。
此外,该系统还可以通过限制连接器的可用数量以节省成本,有助于减少线路设计时间,实现更加高效的调试。
另外,通过采用专用电路板设计,可以节约空间,使得该温度
测量系统变得更小而节能。
总之,本文介绍了数字温度计的设计与定标。
首先,采用标准温度源作为定标依据,
然后在定标步骤中进行温度测量,以及热效应的调整。
其次,通过采用专用连接器和电路
板设计等技术,以实现更加安全高效的温度测量。
新型数字温度计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解新型数字温度计的工作原理与构造,掌握其使用方法。
2. 学生能描述温度的物理意义,并运用温度单位进行换算。
3. 学生了解新型数字温度计与传统温度计的区别及各自的优势。
技能目标:1. 学生能够正确使用新型数字温度计进行温度测量,并准确读取数据。
2. 学生通过实验操作,培养动手能力和观察分析能力。
3. 学生能够运用所学知识解决实际生活中的温度测量问题。
情感态度价值观目标:1. 学生对物理学产生兴趣,认识到物理知识与日常生活的紧密联系。
2. 学生在实验中培养合作意识,学会分享与交流,增强团队协作能力。
3. 学生在探索新型数字温度计的过程中,培养创新意识和科学探究精神。
本课程针对初中生设计,结合学生好奇心强、动手能力逐步提高的特点,注重理论知识与实践操作的相结合。
通过学习新型数字温度计的知识,使学生能够更好地理解物理学科,提高科学素养,同时培养其解决实际问题的能力。
教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探索,激发学生的学习兴趣和积极性。
课程目标的设定旨在让学生在学习过程中获得具体、可衡量的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 新型数字温度计的原理与构造- 温度测量的基本概念- 数字温度计的工作原理- 新型数字温度计的构造及功能特点2. 温度单位与换算- 摄氏度、华氏度等温度单位- 温度单位之间的换算方法3. 新型数字温度计的使用方法- 新型数字温度计的操作步骤- 正确读取温度数据的方法- 注意事项及安全操作规范4. 实践操作与数据分析- 实验室温度测量实践- 数据记录与处理- 分析新型数字温度计与传统温度计的优缺点5. 温度测量在生活中的应用- 生活中常见的温度测量场景- 新型数字温度计在实际应用中的优势教学内容依据课程目标,紧密结合教材,按照以下进度安排:第一课时:新型数字温度计的原理与构造,温度单位与换算第二课时:新型数字温度计的使用方法,实践操作与数据分析第三课时:温度测量在生活中的应用,总结讨论教学内容注重科学性和系统性,结合实验操作,使学生在实践中掌握新型数字温度计的相关知识,提高学生的实际操作能力。
基于单片机的数字温度计设计
基于单片机的数字温度计设计可以包括以下几个步骤:
1. 选择合适的单片机:根据项目需求选择一款适合的单片机,常用的有8051、PIC、AVR等。
2. 温度传感器的选择:选择一款合适的温度传感器,如
DS18B20、LM35等。
这些传感器通常具有数字接口,方便与单片机通信。
3. 连接和布线:根据传感器和单片机的接口要求,进行连接和布线。
通常需要连接传感器的电源、地线和数据线。
如果需要更长的传输距离,可以考虑使用一些传感器扩展模块,如
DS18B20模块。
4. 编程:使用单片机编程语言,如C语言,编写代码来实现与传感器的通信和温度的测量。
通常需要使用单片机提供的GPIO口或者串口来与传感器进行数据交互,读取传感器输出的数字温度值,并将其转换为实际温度。
5. 显示和输出:根据项目要求,选择合适的显示设备来展示温度数值,如液晶显示屏、数码管等。
可以通过单片机的IO口来控制显示设备的输入。
同时,还可以根据需要选择合适的输出设备,如蜂鸣器、继电器等,实现温度超过或低于设定阈值时的报警或控制功能。
6. 测试和优化:完成代码编写和硬件连接后,进行测试,确保
温度计能够准确测量温度,并进行必要的优化和调试。
总结:
基于单片机的数字温度计设计主要涉及选择单片机、传感器、连线布局、编程、显示和输出设备的选择与控制,以及测试和优化。
通过以上步骤,可以实现一个简单的数字温度计。
数字温度计设计毕业设计(二)引言概述数字温度计是一种用于测量温度的电子设备,它通过传感器将温度转换为数字信号,然后显示在数字屏幕上。
本文将针对数字温度计的设计进行详细讨论,包括硬件设计和软件设计两个主要方面。
硬件设计部分将包括传感器选择、信号调理电路设计和数字显示设计;软件设计部分将包括嵌入式程序设计和用户界面设计。
通过本文的详细介绍,读者将能够了解到数字温度计的设计原理、设计流程和关键技术。
正文内容1. 传感器选择1.1 温度传感器类型1.2 温度传感器比较与选择1.3 温度传感器参数测试与校准2. 信号调理电路设计2.1 信号条件2.2 放大和滤波电路设计2.3 ADC(模数转换器)选型和使用3. 数字显示设计3.1 显示芯片选型和使用3.2 显示屏尺寸和分辨率选择3.3 显示内容设计和显示方式选择4. 嵌入式程序设计4.1 控制器选型和使用4.2 温度数据采集与处理4.3 温度数据存储和传输5. 用户界面设计5.1 按键和控制部分设计5.2 显示界面设计与实现5.3 温度单位与切换设计正文详细阐述1. 传感器选择1.1 温度传感器类型在数字温度计的设计中,可以选择多种温度传感器,包括热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器等。
本文将比较各种传感器的特点和适用范围,从而选择最合适的传感器。
1.2 温度传感器比较与选择通过比较热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器的精度、响应时间和成本等特点,结合设计需求和成本预算,选择最佳的温度传感器。
1.3 温度传感器参数测试与校准为了确保传感器的准确性,需要对其参数进行测试和校准。
本文将介绍传感器参数测试的方法和仪器,以及校准的步骤和标准。
2. 信号调理电路设计2.1 信号条件传感器输出的信号需要进行电平调整和滤波等处理,以便进一步处理和显示。
本文将介绍信号调理的基本原理和设计方法。
2.2 放大和滤波电路设计为了放大和滤波传感器输出的微弱信号,本文将介绍放大和滤波电路的设计原理和实现方法,包括运放、滤波器和滤波器的选型和参数设置。
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。
数字温度计设计课程设计引言数字温度计是一种用于测量温度的设备,它将温度转换为数字信号来表示。
在本课程设计中,我们将探讨数字温度计的设计原理和实现方法。
通过本设计,学生将能够理解数字温度计的工作原理,掌握数字信号的转换方式,并通过实际搭建一个数字温度计的电路来锻炼实践能力。
设计目标本课程设计旨在帮助学生达到以下目标:1.理解数字温度计的基本原理和工作机制;2.掌握数字信号的转换方式;3.学会使用模拟传感器完成温度测量;4.能够使用电路和编程工具实现数字温度计。
设计步骤步骤一:理解数字温度计的原理在本步骤中,学生将学习数字温度计的基本原理和工作机制。
他们需要学习关于传感器、模拟信号和数字信号的知识。
可以使用实验示意图、图表和实际温度计来帮助学生理解。
步骤二:选择传感器和电路元件在本步骤中,学生将学习如何选择合适的传感器和电路元件来实现数字温度计。
他们需要学习传感器的种类和特性,并选择合适的传感器来测量温度。
此外,学生还需要选择合适的电路元件来转换模拟信号为数字信号。
步骤三:搭建电路在本步骤中,学生将使用所选的传感器和电路元件来搭建数字温度计的电路。
他们需要按照电路图纸的指导,正确地连接电路,并确认电路的正常工作。
步骤四:测试和校准在本步骤中,学生将测试他们搭建的数字温度计的性能和准确性。
他们可以使用已知温度源来测试数字温度计的响应和精度,并根据需要调整传感器和电路的参数。
步骤五:实现数字温度显示在本步骤中,学生将使用数字信号转换器和显示设备来实现数字温度的显示。
他们需要学习如何将数字信号转换为合适的格式,并将其显示在合适的设备上。
步骤六:编写文档和报告在本步骤中,学生需要撰写关于数字温度计设计的文档和实验报告。
他们需要描述设计的原理、电路图纸、实验步骤和测试结果,并对设计中遇到的问题和解决方法进行讨论。
实验工具和材料•Arduino Uno开发板•温度传感器•电阻、电容和电路连接线•电脑和编程软件•调试工具:万用表、示波器等总结通过本课程设计,学生将能够理解数字温度计的工作原理,掌握数字信号的转换方式,并通过实际搭建一个数字温度计的电路来锻炼实践能力。
数字温度计的设计开题报告数字温度计的设计开题报告一、引言近年来,随着科技的不断发展和人们对健康的关注度日益增加,温度计作为一种常用的医疗设备,也在不断升级和改进。
传统的温度计存在使用不便、易碎、不精确等问题,因此,我们决定设计一种数字温度计,以提高测量温度的准确性和方便性。
二、背景在日常生活中,测量体温是一个常见的行为,特别是在疾病防控、医疗护理等领域。
传统的温度计通常采用玻璃柱或金属杆作为测量元件,通过温度的变化来显示体温。
然而,这种温度计存在易碎、使用不便、不精确等问题,且需要人工观察和读数,不够智能化。
三、目标我们的设计目标是开发一种数字温度计,具有以下特点:1. 高精度:能够准确测量体温,误差小于0.1°C。
2. 易使用:操作简单,无需人工观察和读数。
3. 实时监测:能够实时显示体温,并记录温度变化趋势。
4. 数据传输:能够将测量数据传输至手机或电脑等设备,方便用户查看和管理。
四、设计方案1. 传感器选择:采用高精度的温度传感器,如PT100或NTC热敏电阻,以确保测量的准确性。
2. 显示屏幕:选择高分辨率的液晶显示屏,能够清晰显示体温数据,并具有背光功能,方便夜间使用。
3. 数据处理:采用微控制器进行数据处理和存储,实现实时监测和温度记录功能。
4. 电源供应:使用可充电电池或电池组,以确保设备的长时间使用。
5. 数据传输:通过蓝牙或Wi-Fi等无线通信方式,将测量数据传输至手机或电脑等设备,用户可以随时查看和管理。
五、预期成果1. 设计出一款高精度、易使用的数字温度计原型。
2. 实现实时监测和温度记录功能。
3. 实现数据传输功能,方便用户查看和管理。
六、可行性分析1. 技术可行性:温度传感器、微控制器和无线通信技术等已经相对成熟,我们可以借鉴已有的技术和方案。
2. 经济可行性:数字温度计市场需求量大,且价格相对较高,具有一定的经济潜力。
3. 社会可行性:随着人们对健康的关注度增加,数字温度计作为一种便捷的健康监测工具,具有广阔的市场前景。
一种智能数字式温度计的设计
作者:石磊
来源:《中国科技纵横》2014年第10期
【摘要】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。
本文根据单片机的控制原理和DS18B20的温度检测原理,制作了智能数字式温度计。
具有读数方便、测温范围广、测温准确、输出温度数字显示等优点,同时可以设置报警阈值,能智能判断并报警。
【关键词】单片机智能温度计 DS18B20
温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
单片机具有集成度高、通用性好、可靠性高和使用方便等独特优点,传统的测温方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持[1]。
为此,在本文中我们设计出一款智能数字式温度计。
本文根据单片机的控制原理和DS18B20的温度检测原理,制作了智能数字式温度计。
本设计利用独立按键可以切换显示实时温度,进入设置模式可设定上下限报警阈值,当实时温度低于下限温度或是高于上限温度蜂鸣器报警。
本设计使用传感器检测与单片机处理器联系,加以控制显示单元,达到温度的数字检测显示报警。
1 系统总体设计
本设计以传感器与单片机为核心,加以控制显示单元,达到温度的数字检测、显示、控制和报警。
整个硬件电路设计可分为四个部分:温度采集、键盘输入、LCD1602液晶显示和蜂鸣器报警。
整个硬件设计电路系统框图如图1所示[2]。
1.1 系统工作原理
温度传感器DS18B20负责实时采集环境温度,采集信号送单片机,单片机采用动态扫描方式,送液晶LM1602显示器显示当前温度。
使用者可利用按键设置上、下限报警值(可以修改)。
单片机每两秒钟采集当前环境温度一次,把当前环境温度值和单片机内设定的上下限值进行比较。
当实时温度值超过上限值或者低于下限值时,蜂鸣器发声报警。
只有当修改超限的限值或是当前温度值在所设置的上、下限值之间时蜂鸣器才停止报警。
此外,修改上、下限值时,LM1602显示所设置的上下限值。
另外,当单片机上电时,蜂鸣器发声,显示蜂鸣器硬件良好,可以正常工作。
1.2 主要功能键(如图2)
本设计共有按键六个:一个电源开关按键(自锁按键),五个操作按键(普通按键)。
五个操作按键赋予它们的功能分别为:
第一个按键(复位按键):用于单片机的初始化或是还原初始状态的快捷键。
第二个按键(实时温度键):用于显示当前实时测得的温度值。
第三个按键(设置模式键):功能选择键,用于进入设置模式,可进行上下限温度的设定。
第四个按键(上限设定键):用于单片机的上限值数字的更改,每次按下,数字从0至100加1变化,当0加至100时再按一次变为0,依次循环。
第五个按键(下限设定键):用于单片机的下限值数字的更改,每次按下,数字从100至0减1变化,当100减至0时再按一次变为100,依次循环。
2 功能模块分析
2.1 采温模块
DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
温度测量范围为-55~+125摄氏度,可编程为9位~12位转换精度,测温分辨率可达0.0625摄氏度,分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中,掉电后依然保存。
温度采集选用了数字温度传感器DS18B20,省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路,简化了电路,缩短了系统的工作时间,降低了系统的硬件成本。
提高了系统的整体性能。
2.2 显示模块
LM01602液晶模块采用HD44780控制器,HD44780具有简单而功能较强的指令集,可以实现字符移动,闪烁等功能。
如图3所示,采用stc89c52的P0口作为数据线,用P3.5、
P3.6、P3.7分别作为LCD的E、R/W、RS。
其中E是下降沿触发的片选信号,R/W是读写信号,RS是寄存器选择信号。
2.3 控制模块
控制采用独立按键,因其按键接口电路配置灵活,软件结构简单,每个按键占用一根I/O 口线且按键其工作状态不影响其他I/O引脚,工作抖动采用软件消抖。
2.4 报警模块
报警采用无源蜂鸣器,利用三极管功率驱动放大,利用P3.4口输出驱动,低电平有效。
当环境温度高于上限值或者低于下限值则P3.4口低电平输出,蜂鸣器发声报警。
3 软件程序简介
整个系统程序由主程序、中断子程序、按键子程序、延时子程序DS18B20通信的子程序
和报警子程序组成[3]。
3.1 主程序流程图(图4)
3.2 DS18B20通信
1)、DS18B20初始化(图5所示);2)、第三步:写DS18B20时序(图6所示)。
4 结语
根据单片机STC89c52的控制原理和DS18B20的温度检测原理,基于LCD1602的显示制作了智能数字式温度计。
本设计能够实时显示现场温度,利用独立按键可以切换显示实时温度与设置模式,进入设置模式可设定上下限报警阈值,当实时温度低于下限温度或是高于上限温度蜂鸣器报警。
经过反复测试,达到了预期的各项功能。
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