基于单片机的数码管显示的K型热电偶温度计的设计与仿真

基于单片机的数字温度计的设计与实现摘要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。

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。

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℃，使用七级数码管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;DS18B20 ; AT89C51Design of Digital Thermomer Based on SCMABSTRACTControlled by single-chip microcomputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring component thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively complex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to measure.-55~125 ºc temperature range, maximum resolution up to 0.0625 ºc. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-～+100℃,can set the warning limitation, the use of Seven digital tube seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Keywords：Temperature measurement ；DS18B20 ；AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 国内外现状 (1)1.1.2 课题背景及研究意义 (2)1.2 设计内容及性能指标 (2)1.3 系统概述 (3)1.3.1 系统方案论证与比较 (3)1.3.2 系统设计原理与组成 (5)第二章开发工具Proteus与Keil (6)2.1 Proteus软件 (6)2.1.1 Proteus简介 (6)2.1.2 4大功能模块 (6)2.1.3 Proteus简单应用 (8)2.2 Keil软件 (8)2.2.1 Keil软件简介 (8)2.2.2 Keil软件调试功能 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 单片机的选择 (10)3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (10)3.1.2 AT89C51单片机主要特性 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.3 硬件电路设计 (17)第四章系统软件设计 (20)4.1 各模块的程序设计 (20)4.2 Protues测温仿真 (25)4.3 系统调试 (28)4.4 结果分析 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 全部程序清单 (34)附录2 系统总体设计图 (41)第一章绪论1.1引言1.1.1 国内外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。

基于单片机的数显温度计的设计与实现1. 概述本文介绍一种基于单片机的数显温度计的设计和实现。

该温度计具有高准确度和实用性，并可根据实际需求进行扩展和改进。

其主要功能包括：采集温度信号、数字化处理、显示温度数值等。

2. 硬件设计该温度计的硬件设计主要包括采集电路、显示电路、控制电路等。

采集电路：采用热敏电阻TH35作为温度传感器，采集温度信号，并通过AD转换将模拟信号转换为数字信号。

可以选用单片机内置的AD转换模块，也可以采用外部AD转换芯片。

显示电路：采用数码管进行温度数值的显示。

可选用共阳数码管或共阴数码管，根据不同的驱动电路来驱动相应的数码管。

也可以采用液晶显示屏等其他显示方式。

控制电路：采用单片机控制整个温度计的工作。

主要包括单片机控制部分和电源部分。

单片机控制部分包括电路主频设置、AD转换控制、数码管显示控制等；电源部分包括稳压电路、滤波电路等。

3. 软件设计该温度计的软件设计主要包括单片机程序设计和上位机程序设计。

单片机程序设计：单片机程序设计包括AD转换程序、显示程序、控制程序等。

AD转换程序是将采集到的模拟信号转换为数字信号的程序，显示程序是将数字信号转换为温度数值并显示出来的程序，控制程序是整个温度计的控制程序，负责控制各个模块的工作以及对外部指令的响应等。

上位机程序设计：上位机程序设计是将温度计的温度数据通过串口传输到上位机，并在上位机上进行显示和处理。

通过上位机程序，用户可以方便地进行实时监测、数据记录、数据分析等操作。

4. 总结本文介绍了一种基于单片机的数显温度计的设计和实现。

该温度计具有高准确度和实用性，并且可根据实际需求进行扩展和改进。

其设计思路简单、结构清晰、功能齐全，适合广泛应用于各种需要温度监测的场合。

基于单片机的数字温度计设计与仿真盘桂云（吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首416000）摘要本课题以单片机为控制核心，设计了一款数字温度计。

该系统由51单片机、DS18B20温度传感器以及1602 LCD液晶显示屏等部件组成。

系统上电后进入实时温度显示状态，此时将DS18B20中的温度值读到单片机中并将其显示在LCD液晶显示屏上。

系统可以设置上下限报警温度值，当测得结果超过设定值时进行相应的报警，提供一个接口可以将温度值传送给其它控制器或计算机，测量准确且误差小，其误差在±0.02℃。

关键词：单片机；温度采集；LCD显示；温度传感器；数字温度计；Emluater and Design of Digital Thermometer Based onMicrocomputer ControlPanguiyun(College of Physics Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000)AbstractThis topic with the microcontroller as control core , and design a digital thermometer. It consists of 51 single -chip microcomputer, 18B20 temperature sensor and 1602 LCD screen display etc.After power on, the system into real-time temperature display state, then the temperature 18B20 will read in the single-chip microcomputer and displayed in the LCD screen.System can set upper temperature alarm, when the alarm measured results than the setting measured corresponding alarm, System can provide an interface which sends the temperature to other controller or computer. There is little measuring error, measuring error at ±0.02℃.Key words：Microcontroller;Temperature acquisition;LCD display;Temperatere sensor; Digital thermometer目录第一章绪论 (1)1.1 系统背景 (1)1.2 系统概述 (1)1.2.1 系统功能 (1)1.2.2 系统所用器件及其作用 (1)第二章系统总体设计2．1 系统硬件电路总体设计 (3)2．2系统软件的总体设计 (4)2．3主程序的流程设计与实现程序 (6)3.2.1 主程序的流程设计 (6)3.2.2 主程序的实现程序 (7)第三章主要器件介绍3．1 18B20温度传感器 (8)3．2 1602液晶显示器 (8)第四章系统详细设计厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

基于单片机的数字显示体温计设计摘要本文针对传统的测温仪器自身存在的诸多缺点以及在现实生活中所暴露的使用不便，缺少安全性等缺陷，提出了一种非接触式红外测温系统设计方案。

该系统是以STC89C52作为红外测温传感器数据传输和控制核心。

此外，还设计了液晶显示器、功能按键等外围模块。

该系统最大的创新之处在于实现基本的非接触式温度测量功能，它的安全性，方便性更有利于普通百姓的使用。

本次红外测温系统的设计简化了电路结构，提高了测温的稳定性及可靠性。

该系统的反应速度快、传输效率高、测量精度高、可靠性高等优点，将会在和传统测温仪器的竞争中脱颖而出，在不久的将来一定会具有广阔的市场前景。

关键词：STC89C52；红外测温；数字显示Digital Display Thermometer Design Dased on single chip microcomputerAiming at disadvantages of the traditional temperature measurement instrument own existence and exposure of difficult to use in real life, the lack of security, this paper proposes a non-contact infrared temperature measurement system design. The system is based on STC89C52 as infrared measuring temperature sensor data transmission and control core. In addition, design the function of liquid crystal displays, buttons and other peripheral modules. The biggest innovation in the system realizes the basic contactless temperature measurement function, its safety, convenience is more advantageous to the use of the common people. The infrared temperature measurement system is designed to simplify the circuit structure, improves the stability and reliability of measuring temperature. The system response speed, high transmission efficiency, high measurement precision, high reliability, etc. Will be in competition and the traditional temperature measurement instruments, in基于单片机的数字显示体温计设计the near future will have broad market prospects.Key words：STC89C52；Infrared Temperature Measurement；Digital Display目录1总设计方案论述 (6)1.1选题的背景及意义 (6)1.2 课题的研究现状与发展趋势 (5)1.2.1 研究现状 (5)1.2.2发展趋势 (6)2红外数字显示测温系统硬件电路设计 (7)2.1红外数字显示测温系统基本原理与构成 (7)2.1.1红外数字显示测温系统基本原理 (7)2.1.2红外数字显示测温系统构成 (7)2.2单片机的主控电路设计 (8)2.2.1STC89C52芯片简介 (8)2.2.2系统主控电路 (9)2.3红外温度传感器模块电路的设计 (10)2.3.1TN901红外测温模块 (10)2.3.2红外测温原理 (10)2.3.3红外测温模块的工作时序 (12)2.3.4 红外测温模块温度值计算 (12)2.3.5 红外测温模块电路 (12)2.4 LCD1602显示电路设计 (13)2.4.1 LCD1602显示器简介 (13)2.4.2 LCD1602显示电路 (14)2.5 按键电路的设计 (15)2.6系统其它硬件电路 (16)2.6.1系统的电源电路 (16)2.6.2系统晶振电路 (16)2.6.3复位电路的设计 (17)3系统软件设计 (18)3.1软件编译KeilC51开发环境 (18)3.2系统软件设计要求及任务 (18)3.3系统主程序流程图 (18)3.4系统子程序流程图 (19)3.4.1功能按键流程图 (19)3.4.2红外测温流程图 (20)参考文献 (21)致谢 (23)附录A (24)附录B (26)基于单片机的数字显示体温计设计1总设计方案论述1.1选题的背景及意义随着经济的发展，社会生活水平的提高，人们对自身身体情况愈来愈重视。

目录1、绪论 (3)2、方案选择2.1、主控芯片选择 (3)2.2、显示模块 (3)2.3、温度检测模块 (4)3、系统硬件设计3.1、51单片机最小系统设计 (4)3.2、电源供电电路设计 (5)3.3、LCD显示电路设计 (6)3.4、温度检测电路设计 (7)4、系统软件设计4.1、温度传感器数据读取流程图 (9)4.2、系统程序设计 (10)5、编程和仿真5.1、Keil编程软件 (11)5.2、proteus (11)5.3、仿真界面 (11)6、总结 (12)7、附录附录1、原理图 (12)附录2、程序清单 (13)1、绪论在信息高速发展的21世纪，科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。

我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的一个主流，广泛地深入到研究和应用工程的各个领域。

温度和人们的生活息息相关，温度的测量也就变得很重要。

2、系统方案选择2.1 主控芯片选择方案一：STC89C52RCSTC89C52RC是采用8051核的ISP在线可编程芯片，最高工作时钟频率80MHz，片内含8KB的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，器件兼容MCS-51指令系统及8051引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash 存储单元，具有在线可编程特定，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。

STC89C52RC系列单片机是单时钟周期、高速、低功耗的新一代8051单片机。

方案二：ATmega8ATmega8是ATMAL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高档单片机。

在AVR家族中，ATmega8是一种非常特殊的单片机，它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备AVR高档单片机MEGA系列的全部性能和特点。

但由于采用了小引脚封装（为DIP28和TQFP/MLF32），所以其价格仅与低档单片机相当，再加上AVR单片机的系统内可编程特性，使得无需购买昂贵的仿真器和编程器也可进行单片机嵌入式系统的设计和开发，同时也为单片机的初学者提供了非常方便和简捷的开发环境。

基于单片机的数字温度计设计1引言随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现．能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。

传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。

热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。

与传统的温度计相比，这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。

选用AT89C51型单片机作为主控制器件，DSl8B20作为测温传感器通过4位共阳极LED数码管串口传送数据，实现温度显示。

通过DSl8B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在0℃~100℃最大线性偏差小于0.1℃。

该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。

另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。

2 系统硬件设计方案根据系统功能要求，构造图1所示的系统原理结构框图。

图1 系统原理结构框图2.1单片机的选择AT89C51作为温度测试系统设计的核心器件。

该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术，具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS—51的CMOS产品。

不仅结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征，而且继承和扩展了MCS —48单片机的体系结构和指令系统。

单片机小系统的电路图如图2所示。

图2 单片机小系统电路AT89C51单片机的主要特性：(1)与MCS-51 兼容，4K 字节可编程闪烁存储器；(2)灵活的在线系统编程，掉电标识和快速编程特性；(3)寿命为1000次写/擦周期，数据保留时间可10年以上；(4)全静态工作模式：0Hz-33Hz ；(5)三级程序存储器锁定；(6)128*8位内部RAM ，32可编程I/O 线；(7)两个16位定时器/计数器，6个中断源；(8)全双工串行UART 通道，低功耗的闲置和掉电模式；(9)看门狗（WDT ）及双数据指针；(9)片内振荡器和时钟电路；2.2 温度传感器介绍DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C 。

基于热电偶的温度测试仪设计摘要：基于热电偶的温度测试仪，该仪器是以AT89C51单片机为核心，采用热电偶冷端补偿专用芯片max6675K对K型热电偶进行冷端补偿并对来自K 型热电偶的T-和T+端的输入信号进行放大、AD转换以及数字化处理最后经过spi串口传送给单片机，经单片机运算处理，转换成ROM地址，再通过二次查表法计算出实际温度值并调用相关的程序将此温度值送给4位共阳极LED数码管显示或超量程报警。

该热电偶测温仪的软件用C语言编写，采用模块化结构设计。

关键词：热电偶，冷端温度补偿，89C51单片机，max6675，数码管显示Abstract:Based on thermocouple temperature measurement instrument, the instrument is AT89C51 SCM as the core, the compensation of thermocouple dedicated chip max6675K of K type thermocouple cold junction compensation and from the K type thermocouple of T- and T+ input signal amplification, AD conversion and digital processing at last through the SPI serial transmitted to SCM the single chip computer, processing, conversion into ROM address, and then through a two look-up table method to calculate the actual temperature value and call procedures related to the temperature value to a total of 4 anode LED digital tube display or overrange alarm. The thermocouple temperature measurement instrument software using C language, uses the modular structure design.Key words: thermocouple cold end temperature compensation, single-chip computer, 89C51, MAX6675, digital tube display毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

自动化工程训练课程设计目录第一章............................................ 绪论第二章............................................ 方案论证2.1温度采集方案2.2显示界面方案第三章............................................ 系统整体设计3.1 系统总体分析3.2设计原理第四章............................................ 各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51单片机介绍4.2 K型热电偶简介4.3 MAX6675简介4.4 LCD12864简介第五章............................................ 各部分电路设计5.1温度采集电路5.2数据处理电路5.3温度显示电路5.4超限报警电路第六章............................................ 心得体会附录1 硬件仿真图与运行效果展示附录2 软件代码第一章绪论在工业生产中，需要检测工艺生产线的温度，而且这个温度范围还很大。

该系统采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心，由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。

AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的可编程／可擦除／只读存储器。

无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。

因此用来设计工业温度检测系统相当的合适。

在本文中，主要说明单片机与K型热电偶以及K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合，形成单片机的温度检测系统。

包括：如何针对系统的需求选择合适的温度检测器件，如何根据选择的器件设计外围电路和单片机的接口电路，如何编写控制温度检测器件进行数据传输的单片机程序，并简要介绍数字温度传感器MAX6675的应用。

基于单片机的热电偶温度测试仪程设计说明设计说明：基于单片机的热电偶温度测试仪一、设计目的和背景现代工业生产中，温度是一个非常重要的参数，对于各种设备和工艺的控制都有着重要的影响。

而温度测试仪作为一个常用的传感器设备，用于测量环境中的温度，具有广泛的应用范围。

本设计旨在基于单片机实现一个热电偶温度测试仪，以满足工业生产对于温度测量的需求。

二、系统设计方案本设计采用基于单片机的方式来实现热电偶温度测试仪。

系统主要包含以下几个部分：1.热电偶传感器：用于测量环境中的温度。

热电偶是一种常用的温度传感器，其工作原理是利用热电效应，通过测量两个不同材料的接触处产生的电压来确定温度。

2.单片机：负责采集和处理热电偶传感器测得的温度数据，并将数据显示在LCD屏幕上。

在本设计中，采用AT89C51单片机作为主控制器。

3.信号放大模块：由于热电偶传感器的输出信号较小，需要经过一定的放大处理才能被单片机采集和处理。

信号放大模块采用运放电路实现。

4.电源模块：为整个系统提供稳定的电源，使用直流电源供电。

5.显示模块：将温度数据显示在LCD屏幕上，提供直观的温度信息。

6.按键模块和控制模块：通过按键来设置测试仪的参数和工作模式，并实现对测试仪的控制。

三、系统原理和工作流程1.系统原理：系统的工作原理是通过热电偶传感器测得温度信号，经过信号放大模块放大后，通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号，并通过单片机处理和显示。

2.工作流程：首先，热电偶传感器将环境中的温度转换为电压信号，并经过信号放大模块放大后输出。

电压信号经过AD转换器转换为数字信号，单片机通过读取AD转换器的数值来获取温度数据。

通过按键模块设置参数，例如温度单位（摄氏度或华氏度）、温度报警阈值等。

单片机根据这些参数进行温度数据的处理，并将结果显示在LCD屏幕上。

四、硬件设计系统的硬件设计主要包括以下几个方面：1.热电偶传感器的选取和电路连接：选择合适的热电偶传感器，并通过电路连接到信号放大模块。

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---英文摘要 (2)1 绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2国内外研究现状 (3)1.3研究主要内容 (4)2 基于K型热电偶的温度测量系统总体设计 (6)2.1设计要求 (6)2.2总体方案 (7)2.3功能介绍 (6)3 基于K型热电偶的温度测量系统硬件设计 (8)3.1核心控制系统设计 (8)3.2温度采集系统设计 (9)3.2.1K型热电偶传感器 (9)3.2.2 ADC转换模块 (11)3.3LCD显示系统设计 (12)3.4电源模块电路设计 (14)4 基于K型热电偶的温度测量系统软件设计 (15)4.1主程序流程 (15)4.2温度采集流程 (16)4.3显示程序流程 (16)4.4软件仿真 (17)4.4.1仿真环境 (17)4.4.2工作流程 (18)4.4.3仿真结果 (19)5 结论 (21)谢辞 (22)参考文献 (23)基于K型热电偶的温度测量系统设计摘要：K型热电偶不接触被测物中，目的是避免热平衡状态的变化，测量的敏感，响应速度快，良好的响应特性，常用于检测1000℃以上运动中的高温物体。

该测温系统结合单片机，设计以K型热电偶为温度传感器的温度测量系统。

其测量系统的测量温度可以分为三个档位，分别是高温档（500℃以上）中温档（100-500℃）低温档（100℃以下），使用前先预估待测物体温度选择合适的档位测量以提升测量精度。

通过温度传感器DS18B20在STM32L476芯片控制下进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度。

关键词：单片机；热电偶；温度测量系统Design of temperature measurement system based on K-type thermocoupleAbstract：Non-contact temperature measurement will not be in contact with the measured object. It avoids changing the thermal equilibrium state of the object. It is sensitive when measuring. The response speed is fast and the response characteristics are good. It is usually used to detect high temperature objects in the movement of 1000°C and above. This text combines the advantage of the one-chip computer, design based on 51 one-chip computer non-contact temperature measurement system. Based on 51 single-chip non-contact temperature measurement system, the measurement temperature is divided into three gears, which are high temperature file (above 500°C), medium temperature file (100-500°C), low temperature file (below 100°C), and the object to be measured is estimated before use. Temperature Select the appropriate gear measurement to improve measurement accuracy. By using the STM32L476 chip to control the temperature sensor DS18B20 for real-time temperature detection and display, it is possible to quickly measure the ambient temperature.Keywords:single chip microcomputer; non-contact; temperature measurement; design基于K型热电偶的温度测量系统设计1 绪论1.1研究背景及意义当今社会，随着科学技术发展迅猛，社会生活水平也快速提高，企业对生产也有了更高的要求:信息化、科学化、自动化。