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数字温度计

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前言单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制，智能仪器仪表，机电一体化产品，家用电器等各个领域。

“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。

学生在课程设计，毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。

鉴于此，提高“单片机原理及应用”课的教学效果，让学生参与课程设计实习甚为重要。

单片机应用技术涉及的内容十分广泛，如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法，是一个很有价值的教学项目。

为此，我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计，锻炼学生的动脑动手以及协作能力。

单片机课程设计是针对模拟电子技术，数字逻辑电路，电路，单片机的原理及应用课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课设任务、软件设计，硬件设计，调试和编写课设报告等实践内容。

通过此次课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法，即学生根据设计要求和性能约束，查阅文献资料，收集、分析类似的相关题目，并通过元器件的组装调试等实践环节，使最终硬件电路达到题目要求的性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。

第三，培养学生勤于思考乐于动手的习惯，同时通过设计并制作单片机类产品，使学生能够自己不断地学习接受新知识（如在本课设题目中存在智能测温器件DS18B20，就是课堂环节中不曾提及的“新器件”），通过多人的合作解决现实中存在的问题，从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣，也提高了学生的动手能力，对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础。

任务书数字温度计的软件设计与硬件调试一．任务及要求：设计并制作一个数字温度计。

实现功能如下：1. 所设计实验装置以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计。

2. 所设计实验装置能够测试外界温度以及温度变化。

3. 所设计实验装置能够进行A-D转换。

4. 所设计实验装置能够利用LED直接显示出外界温度（个，十，百位三位显示）及温度变化。

5. 所设计实验装置利用新器件DS18B20智能测温。

6. 所设计实验装置测试外界温度误差范围在±0.5℃之间。

目录一．前言 (2)二．任务书 (4)三．方案论证 (7)3.1．整体设计思路 (7)（1）.软件设计流程图 (7)（2）.元器件的选取 (8)（3）.系统最终设计方案 (8)3.2. 整体电路设计 (9)（1）.硬件电路框图 (9)（2）.硬件电路概述 (10)3.3. 主要单元电路的设计 (10)（1）.单片机主控模块 (10)（2）.温度采集模块 (11)（3）.数据显示模块 (12)（4）.硬件电路的组装与调试 (13)四．系统的软件程序及硬件总图 (14)4.1．软件程序 (14)4.2．硬件电路 (17)五．总结与体会 (18)六．附录 (21)6.1. 系统电路所用元器件引脚图及其功能 (21)6.2. 系统设计原理图 (22)6.3. 元器件清单 (23)七．参考文献 (24)八．实物电路图 (25)三．方案论证3.1.整体设计思路：（1）温度计软件设计流程图： LED动态扫描程序框图：（2）元器件的选取：单片机芯片的选取：方案一.采用89C51芯片作为硬件核心，利用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

方案二:采用AT89C2051单片机与MCS-51系列单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪存，使程序的写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路的体积更小，且管脚数目为20个，与MCS-51相比减少一倍，使理解更容易。

综上所述：本课设中单片机芯片采用AT89C2051。

温度传感器的选取：方案一：采用热敏电阻传感器。

利用热敏电阻随温度变化而显著变化，能直接将温度的变化转换为能量的变化，进而制成温度计。

但是其测温传感器比较复杂，而且不易通过编制程序来控制测温精度，增大系统设计的难度。

方案二：采用DS18B20温度传感器。

DS18B20的内部3脚（或8脚）封装；使用特有的温度测量技术，将被测温度转换成数值信号；3.0～5.5V的电源供电方式和寄生电源供电方式；ROM由64位二进制数字组成，共分为8个字节；RAM由9个字节的高速暂存器和非易失性电擦写ROM组成。

综上所述：温度传感器选取智能测温器件DS18B20。

动态显示模块选取四位一体的共阴LED显示器。

本课设中选取型号为SM420564的显示器。

（3）系统最终设计方案：综上各方案所述,对此次课设的方案选定: 采用AT89C2051作为主控制系统;四位一体共阴LED显示器SM420564作为温度数据显示装置;而智能温度传感器DS18B20器件作为测温电路主要组成部分。

至此，系统最终方案确定。

3.2．整体电路设计（1）硬件电路框图：（2）硬件电路概述：本电路是由AT89C2051单片机为控制核心，具有与MCS-51系列单片机完全兼容，程序加密等功能，带2KB字节可编程闪存，工作电压范围为2.7～6V，全静态工作频率为0～24MHZ；显示电路由4位一体的共阴LED显示器提供，任取其中三位作为所读取的外界温度个位，十位，百位显示，该器件较之单个LED显示器具有引脚个数少，便于连线，出错机率低，查找方便等优点；温度传感器电路主要由DS18B20测温器件构成，该器件主要功能有：采用单总线技术；每只DS18B20具有一个独立的不可修改的64位序列号；低压供电，电源范围为3～5V；测温范围为-55℃～+125℃，在-10℃～85℃范围内误差为±0.5℃；可编程数据为9～12位，转换12位温度期间为750ms 等；复位电路由1uf电解电容和10K电阻构成。

3.3.主要单元电路的设计：（1）单片机主控模块：AT89C2051单片机芯片采用DIP-20封装形式，与80C51芯片进行比较，减少了两个对外端口（P0口和P2口），P3.6口在内部已与片内比较器输出相连，外端引脚并不显示，其P1口为8位双向I/O 引脚，P3.0～P3.5与P3.7口为7个带内部上拉的双向I/O引脚。

单片机的最小系统如下图所示,4引脚和5引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第1引脚为复位输入端,接上电容,电阻构成上电复位电路,20引脚为电源端,10引脚为电源端. 主控电路如下：其中：P1口的P1.0～P1.6为显示器的段选信号；P3口中的P3.4，P3.5，P3.7口为位选控制端，分别对应数据中的百位，十位，个位。

P3.2口为温度传感器DS18B20的信号端。

（2）温度采集模块：采用数字式温度传感器DS18B20，它是单总线智能传感器，具有微型化，低功耗，高性能，抗干扰能力强，易于与微处理器接口等优点，适合于各种温度测控系统。

该器件将半导体温敏器件，A/D转换器，存储器等做在一个很小的集成电路芯片上，传感器直接输出的就是温度信号数字值。

该器件仅需要一条数据线进行数据传输，使用P3.2与DS18B20的DQ口连接加一个上拉电阻,VCC接5V电源,GND接地。

测温电路如下：（3）数据显示模块：采用4位一体共阴LED显示器。

本课程设计中，显示器型号选取SM420564。

在采用动态扫描方式时，要使得LED显示的比较均匀，又有足够的亮度，需要设置适当的扫描频率，根据课设任务所要求的功能确定。

显示电路如下：其中：A～G管脚与P0口的P1.0～P1.6相连，确定显示器被选中数据位的段码；2，3，4管脚分别于P3口的P3.4，P3.5，P3.7相连，确定显示器的位码，分别对应于数据的百位，十位和个位。

（4）硬件电路的安装与调试电路的安装与调试是我们这次课程设计的主要任务之一，也是整个过程的最难阶段。

在整个过程中，开始的时候我和我们组的组员们都信心百倍，一切进展顺利，直到硬件连接完毕接上5V电源时，第一个问题摆在我们面前，显示器示数存在却不发生变化，甚至在外界温度变化比较大时也一样，开始我们怀疑是硬件连线有问题，可是经过反复检查，并不断对照资料上各个元器件管脚图及其相应功能，并没发现连线方面的错误。

之后，有的组员怀疑是程序有问题，可是也有的组员提出系统仿真并没有出现类似问题，所以不应该是这样。

最后经过讨论，我们一致决定检查程序。

因为软件为硬件服务，硬件出现了问题，也不能完全说程序一定正确。

可是经过重新确认，检查程序漏洞，并没有发现任何错误，大家开始感觉有点烦了，不过好在大家的信心并没有丧失，我们开始查找资料而且向身边的同学虚心求教，最终我们把目标锁定在温度传感器DS18B20器件和显示器SM420564上，确认是两者可能存在问题。

后又分开检测两者之一，经过软件程序的单独处理，我们得出最终结论，我们所领取的元器件DS18B20是劣质品。

我们重新申请领取了一个DS18B20，用其替换了原来的那个，发现一切运行正常，经过测试各方面的性能，而且反复检查了几遍，一致认定硬件电路的性能完全符合我们的任务要求指标。

直到这时，大家才松了一口气，每个人都很兴奋，完全没有了之前的烦闷。

至此，装调工作结束。

四．系统的软件程序及硬件总图4.1.软件程序如下：（流程图已在第7页中给出，在此给出根据确定任务要求所设计程序主体）ORG 0000HTEMPER_L EQU 41HTEMPER_H EQU 40HFLAG1 EQU 38HA_BIT1 EQU 31HB_BIT1 EQU 32HD_BIT1 EQU 35HDQ EQU P3.2MOD7: MOV SP, #60HLCALL GET_TEMPERLCALL TEMPCOVLCALL DISPLAYAJMP MOD7TEMP0: INC AAJMP TEMP1TEMPCOV: MOV A, TEMPER_LMOV B, #16DIV ABJB B.3, TEMP0TEMP1: MOV 34H, AMOV A, BMOV B, #10MUL ABMOV B, #16DIV ABMOV 30H, AMOV A, TEMPER_HMOV B, #16MUL ABADD A, 34HMOV B, #10DIV ABMOV 31H, BMOV B, #10DIV ABMOV 32H, BMOV B, #10DIV ABMOV 35H, BMOV A, TEMPER_H MOV 33H, #10HJB ACC.7, EXIT7 MOV 33H, #00HEXIT7: RETINIT_1820: SETB DQ NOPCLR DQMOV R1, #3TSR1: MOV R0, #107 DJNZ R0, $DJNZ R1, TSR1SETB DQNOPNOPNOPMOV R0, #25HTSR2: JNB DQ, TSR3 DJNZ R0, TSR2LJMP TSR4TSR3: SETB FLAG1 LJMP TSR5TSR4: CLR FLAG1 LJMP TSR7TSR5: MOV R0, #117 TSR6: DJNZ R0, TSR6 TSR7: SETB DQRETGET_TEMPER: SETB DQ LCALL INIT_1820JB FLAG1, TSS2RETTSS2: MOV A, #0CCH LCALL WRITE_1820 MOV A, #44HLCALL WRITE_1820 LCALL DISPLAY LCALL INIT_1820 MOV A, #0CCHLCALL WRITE_1820 MOV A, #0BEHLCALL WRITE_1820LCALL READ_18200RETWRITE_1820: MOV R2, #8 CLR CWR1: CLR DQMOV R3, #6DJNZ R3, $RRC AMOV DQ, CMOV R3, #23DJNZ R3, $SETB DQNOPDJNZ R2, WR1SETB DQRETREAD_18200: MOV R4, #2 MOV R1, #TEMPER_LRE00: MOV R2, #8RE01: CLR CSETB DQNOPNOPCLR DQNOPNOPNOPSETB DQMOV R3, #9RE10: DJNZ R3, RE10 MOV C, DQMOV R3,#23RE20: DJNZ R3, RE20 RRC ADJNZ R2, RE01MOV @R1, ADEC R1DJNZ R4, RE00RETDISPLAY: MOV DPTR, #TAB MOV R0, #4DPL1: MOV R1, #250 DPLOP:MOV A, 31HMOVC A,@A+DPTRMOV P1, ACLR P3.7ACALL D1MSSETB P3.7MOV A, 32HMOVC A,@A+DPTRMOV P1, ACLR P3.5ACALL D1MSSETB P3.5MOV A, 35HMOVC A,@A+DPTRMOV P1, ACLR P3.4ACALL D1MSSETB P3.4MOV P1, #00HDJNZ R1, DPLOPDJNZ R0, DPL1RETD1MS: MOV R7, #0FFHDJNZ R7, $RETTAB: DB 3FHDB 06HDB 5BHDB 4FHDB 66HDB 6DHDB 7DHDB 07HDB 7FHDB 6FHEND4.2.硬件电路图如下：注：此图为仿真软件proteus7.4中的仿真电路截图，所以单片机主控部分未曾给出晶振控制部分（需要通过系统设置为12MHZ）以及AT89C2051芯片的电源VCC引脚和地端GND 引脚的相应连线（表示已默认二者正常连线）。

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数字温度计型号安全操作及保养规程

数字温度计型号安全操作及保养规程

数字温度计型号安全操作及保养规程数字温度计是一种广泛使用的电子测试仪器，它主要用于测量物体的温度。

由于数字温度计通常使用感应器来测量温度，因此使用时需要注意一些安全问题，以及定期对其进行保养。

本文将介绍数字温度计的安全操作规程和保养规程。

安全操作规程1. 使用前检查在使用数字温度计之前，应该仔细检查仪器是否正常工作。

检查事项如下：•确认电池电量是否充足；•确认感应器是否有损坏；•检查线缆是否有损坏。

2. 使用中的安全注意事项在使用数字温度计时，应该注意以下安全事项：•防止在潮湿环境下使用数字温度计；•防止在高温、低温、强磁场等恶劣环境下使用数字温度计；•防止擦洗数字温度计，以免磨损感应器表面。

清洁仪器的正确方法是用软布或纸巾轻轻擦拭感应器表面；•防止把数字温度计压死或损坏，使用时应该避免施加过大的压力；•避免强烈震动或摔打数字温度计以免损坏。

3. 使用后的清理使用数字温度计结束后，应该进行以下的清理工作：•把温度计关闭；•用软布或纸巾轻拭感应器表面；•把数字温度计放在存放盒子中，以防止碰撞或强力挤压；•防止露天存储，避免温度计受到恶劣环境的损坏。

保养规程数字温度计的感应器十分敏感，随着使用时间的增加，其表面会逐渐受到磨损和污染。

因此，为了保证数字温度计的准确性和长期稳定性，需要对其进行定期保养。

1. 定期清洁数字温度计的感应器表面会受到污染，应该定期清洁。

清洁方法如下：•取下感应器或将热敏电阻棒从测温点摘下，然后用软布或纸巾擦拭干净；•用棉签或软毛刷小心地擦洗感应器表面。

2. 定期校准由于数字温度计的感应器会受到物理和化学的影响，其测量准确性可能会因此受到影响。

因此，建议使用者在使用数字温度计之前，至少每年一次对该仪器进行校准，确保它能够准确地测量温度。

3. 定期更换电池数字温度计使用电池作为电源，定期更换电池也是保养数字温度计的一项重要工作。

建议使用者至少每半年更换一次电池，以确保数字温度计能够正常工作。

数字温度计的原理和应用

数字温度计的原理和应用

数字温度计的原理和应用1. 引言数字温度计是一种广泛使用的测量温度的设备。

它采用数字信号来表示温度值，比传统的模拟温度计更精确和可靠。

本文将介绍数字温度计的原理和应用。

2. 数字温度计的原理数字温度计基于热电效应、电阻温度传感器、热电阻、测温芯片等原理工作。

2.1 热电效应热电效应是实现数字温度计的一种常用原理。

根据热电效应原理，当两种不同金属按特定方式连接在一起形成热电偶时，当两个接点之间温度差异存在时，将产生电势差。

该电势差与温度差直接相关，可以通过测量电势差来计算温度值。

2.2 电阻温度传感器电阻温度传感器是另一种常见的数字温度计原理。

它利用电阻的温度系数来测量温度。

电阻的阻值随温度的变化而变化，利用测量电阻来推算温度值。

2.3 热电阻热电阻是一种将温度转换为电阻值变化的传感器。

它利用材料的电阻随温度的变化而变化的特性。

通常会使用铂电阻作为热电阻材料，因为铂电阻具有良好的稳定性和线性特性。

2.4 测温芯片测温芯片包括一系列传感器和电子元件，用于测量温度并将其转换为数字信号输出。

测温芯片通常集成在数字温度计中，能够提供高精度和稳定的数字温度测量。

3. 数字温度计的应用数字温度计在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍几个常见的应用。

3.1 家庭使用数字温度计在家庭使用中被广泛应用于室内温度监测、温湿度测量、室外天气预报等方面。

用户可以通过数字温度计获取当前室内外温度，从而更好地调节室内温度，提高生活质量。

3.2 工业自动化在工业自动化领域，数字温度计被用于监测和控制温度。

它可以与控制系统集成，实现自动化的温度控制。

例如，数字温度计可以用于热处理行业，确保物体在特定温度下进行处理，提高效率并保证产品质量。

3.3 医疗领域医疗领域需要精确的温度测量，数字温度计具有高精度和灵敏度，在医院中广泛应用。

医生可以使用数字温度计在病人身上测量体温，快速准确地监测病人的健康状况。

3.4 环境监测数字温度计在环境监测中发挥着重要作用。

数显温度计工作原理流程和意义

数显温度计工作原理流程和意义

数显温度计工作原理流程和意义
数显温度计是一种能够将物体的温度转化为数字形式显示的温度测量仪器。

其工作原理流程如下：
1. 温度传感器：数显温度计通常采用热电偶或热敏电阻等温度传感器，将温度转换为电信号。

2. 信号处理：传感器输出的电信号经过放大、滤波等处理，以得到一个准确且稳定的温度信号。

3. A/D转换：将经过处理的模拟电信号通过模数转换器（A/D 转换器）转换为数字信号。

4. 数字处理：数字信号经过数字处理单元进行处理和计算，以得到最终的温度数值。

5. 数字显示：将计算得到的温度数值以数字形式显示在数显温度计的显示屏上。

数显温度计的意义主要体现在以下几个方面：
1. 精确度高：数显温度计通过一系列的信号处理和数字计算，可以提供更高的测量精确度，较少受到环境干扰和传感器固有误差的影响。

2. 易读性好：数显温度计采用数字显示屏，温度数值直接以数字形式显示，直观清晰，减少了读数误差和解读的困难。

3. 快速响应：数显温度计具备较快的响应速度，能够在较短的时间内反映物体温度的变化，适用于需要快速、准确测量温度的场合。

4. 自动记录能力：部分数显温度计具备数据记录和存储功能，可以记录多个温度测量结果，满足需要记录历史数据的需求。

5. 对多个测点的适应性：数显温度计通常可以连接多个温度传感器，能够同时测量多个测点的温度，适用于需要同时监测多个位置温度的场合。

数字温湿度计使用方法

数字温湿度计使用方法

数字温湿度计使用方法
1. 打开数字温湿度计：首先，找到数字温湿度计，检查是否有电池或其他电源支持，完成连接适当电源后，把开/关旋钮调至"ON"位置，即可启动温湿度计。

2. 选择温度单位：操作数字温度计时，要先设定单位，一般有摄氏度Celsius(°C)、华氏度Fahrenheit(°F)、开氏度Kelvin(K)三种单位可选择，请按右键选择温度单位，
按下"CONFIRM"确认单位设定。

3. 开始测量温湿度：当温度单位选择完毕后，把温湿度计放置到要测量的空气中，
大概几秒钟后，就可以得到温湿度的数值。

确认完温湿度后，可点击右键选择下一个模式，作下一步测量操作，如果要结束测量，调至"OFF"位置即可。

4. 清洁温湿度计：使用完毕后，建议将数字温湿度计除去电池，清洗内部和外部传
感器，再用清洁布擦拭，使得温湿度计可以保持良好的精度及使用寿命。

5. 读取数值：首先读取下方温度显示数值，它反映的就是测量的温度，然后在右边
观察湿度的显示百分比，它的值一般是0％～100％，最后观察上方的日期，以辅助判断温度及湿度的变化趋势，方便多次测量病比较日期数据。

6. 更换电池：如果显示的温湿度数值不准确，检查数字温湿度计内部，看是否有松
动现象，然后查看电池是否耗尽，如果需要，可以将电池更换，更换完毕后，重启温湿度计，即可进行正常的测量操作。