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一种数字温度计的设计

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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STC89C51

0 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。采用温度传感器DS18B20可以在任意环境和位置下，进行实时数据采集。然后将采集的数值输送给控制单元，控制单元处理后，会得到一个比较稳定的数据值，将其送入主控单元，主控单元对其处理分析后，将处理的数据送给显示模块。DS18B20数字温度传感器及其引脚图如图3所示。温度采集器电路设计原理如图4所示。

图3 DS18B20数字温度传感器 图4 温度采集电路

1.3显示屏电路设计

LCD1602可作为用来显示字母、数字、符号的液晶模块，采用LCD1602显示所测得的信息。LCD1602显示电路图如图5所示。

图5 显示电路图

2、系统软件设计

本测温系统的软件设计包含主程序、读取温度子程序、温度转换子程序、温度计算子程序、显示刷新子程序等。主程序主要功能负责温度的实时采集与及显示输出刷新，读取并处理温度传感器DS18B20测量到的温度值。温度测量到的数值每隔1s刷新。流程图如图6所示。

图6 主流程图

3、Proteus软件仿真

整体电路系统上电，会有约1s的系统自检，然后开始进入程序初始化。DS18B20传感器进行温度的实时的数据采集，每隔1s进行刷新处理，预处理温度数据，进行转换，主程序读取来自传感器的数据，进行校验，然后发出读取指令，暂入到温度的缓存器中，数据装载入显示寄存器，进行显示输出。系统电路图如图7所示。

（a）系统电路图 （b）系统仿真图

图7 系统电路图

4、总结

本系统利用单片机和DS18B20传感器实现温度的测量。在0℃~100℃的温度范围内可以实现温度的精确测量，稳定性良好。

基金项目：2021年广东科技学院大学生创新创业训练计划项目：基于单片机的数字温度计设计（校2021012）

参考文献

[1] 高忠义, 雷春芳. 基于DS18B20的温度控制器[J]. 电子制作,

2020(2):3..

[2] 房毅卓, 陈亮. DS18B20温度传感器在地下盐湖遥测系统中的应用与改进[J]. 盐湖研究, 2022, 30(3):5.

[3] 杨宇. 基于单片机和DS18B20的温度监控系统设计[J]. 有色金属设计,

2022(049-002).

[4]皮大能, 党楠，齐家敏等.单片微机原理与应用[M] . 西北工业大学出版社, 2017.

[5] 胡向东.传感器与检测技术[M].北京.机械工业出版社.2018.

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数字温度计课程设计

数字温度计课程设计

Harbin Institute of Technology

课程设计说明书（论文）

课程名称：

课程设计

І

设计题目： 数字温度计的设计

院 系： 电子与信息工程学院

班 级：

设 计 者：

学 号：

指导教师：

设计时间：2011年4月15日至2011年6月6日

哈尔滨工业大学

2011年4月15日星期五

哈尔滨工业大学课程设计任务书

姓 名： 院 （系）：

专 业： 班 号：

任务起至日期： 2011年 4 月15 日至 2011 年 6月5日

课程设计题目：

数字温度计的设计

已知技术参数和设计要求：

根据给定主要功能要求和主要元器件，设计一个完整的数字温度计。

(1) 自制稳压电源

(2) 被测温度的范围在0至200°C

(3) 用4位数码管显示温度值

工作量：

1. 查找资料

2. 设计论证方案

3. 具体各个电路选择、元器件选择和数值计算

4. 具体说明各部分电路图的工作原理

5. 绘制电路原理图

6. 绘制印刷电路图

7. 元器件列表

8. 编写调试操作

9. 打印论文

工作计划安排：

1. 查找资料、设计论证方案具体各个电路选择、元器件选择和数值计算绘制电路原理图一周

2. 绘制印刷电路图、元器件列表一周

3. 编写调试操作、打印论文 一周

同组设计者及分工：每人一组单独完成

指导教师签字___________________

数字温度计的设计与制作-

数字温度计的设计与制作-

1

数字温度计的设计与制作

【摘要】

随着国民经济的发展，人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。

在日常生活以及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，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。在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中榨油相当大的比例。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。

我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

【关键词】 温度测量 DSI8B20 AT89C51

2 目录

一、 绪论 ................................................................................................................................................................. 6

DS18B20数字温度计设计实验报告(1)

DS18B20数字温度计设计实验报告(1)

题 目： DS18B20数字温度计

姓 名： 李成

学 号： 133010220

指导老师: 周灵彬

设计时间： 2015年1月

单片机原理及应用

课程设计报告书

目 录

1. 引 言 ............................................... 3

1.1。设计意义 3

1。2.系统功能要求 3

2。 方案设计 ............................................ 4

3。 硬件设计 ............................................. 4

4. 软件设计 ............................................. 8

5。系统调试 10

6. 设计总结 ............................................. 11

7. 附 录 ................................................ 12

8。参考文献 15

DS18B20数字温度计设计

1. 引 言

1.1. 设计意义

在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下:

● 硬件电路复杂；

● 软件调试复杂；

● 制作成本高。

本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为—55～125℃,最高分辨率可达0.0625℃.

DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的热点。

简易数字温度计的设计

简易数字温度计的设计

1

赣南师院

物理与电子信息学院

数字电路课程设计报告书

姓名：卢韦华

班级：电子信息工程09级

学号： 090802059

时间： 2011年 6 月10 日

2

论文题目 数字温度计的设计

课程论文

要 求

设计一个简易数字温度计，采用热敏电阻为检测器件，进行温度检测。用数码管直接显示温度值。

基本要求：

(1)检测的温度范围：0℃～50℃，检测分辨率0.5℃。

(2)用2位数码管来显示温度值

设计过程

一、 总体方案的选择

1. 拟定系统方案框图

（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：

图1.1 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。 温度采集

（AD590） 电压放大

数码管驱动

（译码器） LED显示器 A/D转换

3 图1.2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。

图1.3系统方案框图

2. 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。