温度报警器仿真要点

九年级物理温度报警器设计原理以下是一个简单的九年级物理温度报警器设计原理：
1.传感器：使用一个温度传感器，例如热电偶或热敏电阻，来测量环境温度。

传感器将温度转换为电信号，通常是一个模拟电压或电流。

2.比较器：将传感器的输出与一个参考电压进行比较。

这个参考电压可以是一个固定的值，或者可以根据你想要触发警报的温度设定。

3.报警器：当比较器检测到传感器的输出超过参考电压时，它会触发一个报警器，例如一个喇叭或一个闪光灯。

4.电源：为整个电路提供电源，可以使用电池或交流电源。

这个设计的基本原理是，当环境温度超过设定的阈值时，传感器的输出将超过参考电压，比较器将触发报警器，以提醒用户温度过高。

请注意，这只是一个简单的设计原理，实际的温度报警器可能会使用更复杂的电路和传感器，以提高准确性和可靠性。

XXXXXXXXXXXX学院实训报告项目温度报警器系别电气系班级检测与质量控制学号 XXXXXXXXXXX姓名 XXXXXXXX ~ XXXX 年第 X 学期项目一：温度报警器一、实训目的熟悉DS18B20温度传感器的使用，掌握一线式数据传输的控制原理。

二、实训内容读取温度传感器的温度值并用7段发光数码管显示温度值，当温度值高于50度时红色发光二极管亮，温度值低于5度时黄色发光二极管亮，其它情况两个发光二极管都是灭的。

当测试不到温度时显示‘ER-1’。

三、实训器材安装有Proteus软件的计算机 1 台。

四、实训步骤1）在Proteus仿真环境下，绘制实现功能的原理图，原理图及仿真图如下图所示。

2）编写程序，程序实现的功能为: 每个数码管显示一个数字，并且黄色发光二极管和红色发光二极管是灭的。

3）编写程序。

程序实现的功能为: 读取温度传感器的温度值并在显示温度值，当温度值高于50度时红色发光二极管亮，温度值低于5度时黄色发光二极管亮，其它情况两个发光二极管都是灭的。

当测试不到温度时显示‘ER-1’。

实训中所要用到的元件如表所示。

元件名称搜索关键词元件序号数值备注电阻Resistor R1 10k电阻Resistor R1-12 0．5K电解电容器MINELECT1U63V C1 4.7μ陶瓷电容器CERAMIC22P C2、C3 22p晶振CRYSTAL X1 12MHz单片机AT89C2051 U14位八段数码管7seg-mpx4-cc VFD1温度传感器DS18B20 DS1发光二极管LED-RED D1发光二极管LED-GREEN发光二极管LED-YELLOW五、DS18B20简介DS18B20是DALLAS半导体公司最新单线式数字温度传感器，具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少、系统的抗干扰能力强等优点，适合于恶劣环境的现场温度测量,如环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。

R11.0kΩR21.0kΩR32kΩKey=A30%R42kΩKey=A70%R5510ΩR6510ΩR85kΩKey=A 32%C10.1µF V112 VR95.1kΩR103.3kΩR11220kΩR12100kΩC34.7µFU1OPAMP_5T_VIRTUALU2OPAMP_5T_VIRTUALU3OPAMP_5T_VIRTUALLED1LED2R75kΩKey=A82%C20.1µFXLV1Input探针1V: I:探针2V: I:1.电路设计及原理分析1.1设计任务通过Multisim 软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。

1.2技术指标a.当温度在设定范围内时报警电路不工作；b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警；c.上下限低于报警led 用不同颜色；d.上下限可调；e.控温精度度 1℃f.监测范围 0.5℃1.3电路原理图图表 1 电路原理图1.4基本原理本课设选用热敏电阻作为温度感应元件。

热敏电阻的基本特性是温度特性。

由于热敏电阻是由半导体材料制成的，其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的。

载流子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热敏电阻的电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。

这和金属中自由电子的导电机制恰好相反，金属中的电阻值是随着温度的上升而缓慢增大的。

热敏电阻有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之分，本实验所用的为负温度系数的热敏电阻,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，可表示为RT=αeTβ式中，RT 为温度为T 时的电阻值，α与β为与半导体性能有关的常数，T 为热敏电阻的热力学温度。

本课设用的比较器器件是LM324，这是一个带有四个运算放大器的芯片，其管脚如图所示。

一、实训目的通过本次实训，使学生掌握温度报警器的设计原理、电路搭建、程序编写和调试方法，提高学生动手能力和实际应用能力。

具体目标如下：1. 理解温度报警器的工作原理和电路结构。

2. 掌握使用DS18B20温度传感器测量温度的方法。

3. 学会编写单片机程序实现温度采集、显示和报警功能。

4. 提高电路调试和故障排除能力。

二、实训器材1. 单片机开发板（例如：51单片机开发板）2. DS18B20温度传感器3. 数码管显示模块4. 蜂鸣器报警模块5. 电源模块6. 导线、电阻、电容等电子元器件7. Proteus仿真软件8. 编译器（例如：Keil uVision）三、实训内容1. 温度报警器电路设计2. DS18B20温度传感器驱动程序编写3. 单片机程序编写4. 电路调试和故障排除5. Proteus仿真验证四、实训步骤1. 电路设计根据温度报警器的工作原理，设计电路原理图。

电路主要包括以下部分：单片机主控模块：负责温度采集、显示和报警控制。

DS18B20温度传感器模块：负责测量环境温度。

数码管显示模块：用于显示当前温度。

蜂鸣器报警模块：用于发出报警信号。

2. DS18B20温度传感器驱动程序编写DS18B20是一款数字温度传感器，其驱动程序需要实现以下功能：初始化DS18B20传感器。

读取温度数据。

转换温度数据为摄氏度。

3. 单片机程序编写单片机程序主要包括以下功能：初始化单片机系统。

读取DS18B20温度传感器数据。

将温度数据显示在数码管上。

判断温度是否超出设定范围，如果超出则触发蜂鸣器报警。

4. 电路调试和故障排除搭建电路后，进行以下调试步骤：检查电路连接是否正确。

使用示波器或万用表检测电路关键点的电压和波形。

编译程序并烧录到单片机。

运行程序，观察数码管显示和蜂鸣器报警情况。

根据实际情况调整程序参数，解决故障。

5. Proteus仿真验证使用Proteus软件对电路进行仿真，验证电路和程序的正确性。

一、实训目的本次实训旨在通过设计和制作温度计报警器，掌握以下技能和知识：1. 熟悉温度传感器的工作原理和特性；2. 掌握单片机编程及外围电路设计方法；3. 学会使用常用电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等；4. 培养实际动手能力和团队合作精神。

二、实训内容本次实训主要内容包括：1. 温度传感器的选择与连接；2. 单片机最小系统搭建；3. 温度采集与处理；4. 报警电路设计；5. 温度计报警器组装与调试。

三、实训步骤1. 温度传感器的选择与连接本次实训选用DS18B20数字温度传感器，具有高精度、高可靠性等特点。

将DS18B20传感器连接到单片机的数据线上，确保连接可靠。

2. 单片机最小系统搭建以STC89C52单片机为核心，搭建最小系统。

连接电源、晶振、复位电路等，确保单片机正常运行。

3. 温度采集与处理编写程序，读取DS18B20传感器的温度数据，并进行处理。

将温度值显示在数码管上，并实时更新。

4. 报警电路设计设计报警电路，当温度超过设定值时，触发报警。

本次实训采用蜂鸣器作为报警器，当温度超过设定值时，蜂鸣器发出警报声。

5. 温度计报警器组装与调试将温度传感器、单片机、报警电路等模块组装在一起，进行整体调试。

检查各个模块之间的连接是否正确，确保报警器能够正常工作。

四、实训结果经过本次实训，成功制作了一款温度计报警器。

该报警器能够实时监测温度，并在温度超过设定值时发出警报。

具体结果如下：1. 温度传感器正常工作，能够准确采集温度数据；2. 单片机程序运行稳定，能够实时显示温度值；3. 报警电路设计合理，能够在温度超过设定值时触发报警。

五、实训总结通过本次实训，我们掌握了以下技能和知识：1. 熟悉了温度传感器的工作原理和特性；2. 掌握了单片机编程及外围电路设计方法；3. 学会了使用常用电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等；4. 培养了实际动手能力和团队合作精神。

同时，我们也发现了一些问题，如：1. 温度采集精度受环境因素影响较大；2. 报警电路的响应速度有待提高。

江苏大学
模拟电子课程设计
题目名称：温度报警器
姓名：韩笑
学号： 3100503002
班级：电信1001班
2013 年 1 月 9 日
电气学院
温度报警器
一、任务和要求
1.基本要求：
（1）设计一款温度报警器，可利用热敏电阻（用可调电阻代）检测温度，并与一定的门限比较，当温度超过上限、低于下限时分别输出报警信号。

(2)上下限报警须引入一定回差；
2.提高要求：
(1).设计温度检测电路，利用软件提供的数字电压表实现温度显示，电阻与温度的对应关系为100ohm-0度，125ohm-100度。

(2).利用一电容将一定量的随机信号耦合至电路输入端，设计一滤波电路滤除该干扰，使检测值尽可能稳定。

3.限制：
(1).不得使用理想运放、二极管、三极管、场效应管；
(2).电阻检测的激励不得使用软件提供的设备，须自行设计。

二、设计说明
1.电路原理图：
2.使用元件：若干电阻，滑动变阻器（代替热敏电阻），集成运放，稳压管，LED 灯等。

3.当滑动变阻器（代替热敏电阻器）电阻变化时，电压随着变化，滤除干扰后，经放大电路送至电压比较器，与标准电压比较。

当高或低与门限电压时，输出报警信号。

4.滤波电路：
温度检测
电路 放大 电路 电压比较电路及报警 随机干扰 信号 滤波电路
放大电路：电压比较电路：
三、电路图。

模拟温度报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解温度报警器的基本原理和模拟电路的组成。

2. 学生能掌握温度传感器的工作原理及其在报警器中的应用。

3. 学生能了解数字温度计的读数原理及其与模拟信号的转换方法。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的模拟温度报警器电路。

2. 学生能够通过实验，熟练使用多用电表进行电路测试，并准确读取温度计数据。

3. 学生能够通过小组合作，进行电路调试和故障排查，提高问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够通过课程学习，培养对物理学科的兴趣，增强探究和实践的科学精神。

2. 学生在小组合作中，培养团队协作意识，学会相互尊重和倾听他人意见。

3. 学生能够认识到科技发明对生活的意义，培养创新意识和社会责任感。

课程性质：本课程为物理学科实验课，结合理论知识与动手实践，提高学生的综合运用能力。

学生特点：学生处于八年级，对物理现象有一定的好奇心，具备基本的电路知识和动手能力。

教学要求：通过本课程，教师应引导学生将理论知识与实际应用相结合，注重培养学生的动手实践能力和创新思维。

在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的学习积极性。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识：- 介绍温度传感器的基本原理，如热敏电阻的工作特性。

- 讲解模拟电路的组成，包括运算放大器、比较器等。

- 分析数字温度计的读数原理及与模拟信号的转换方法。

参考教材章节：第二章第三节“传感器及其应用”。

2. 实践操作：- 设计并搭建模拟温度报警器电路，包括温度传感器、运算放大器、比较器、指示灯等。

- 使用多用电表进行电路测试，学习测量温度传感器阻值、电压等参数。

- 小组合作进行电路调试和故障排查，确保温度报警器正常工作。

参考教材章节：第四章第二节“模拟电路的设计与搭建”。

3. 教学进度安排：- 第一课时：理论知识学习，介绍温度传感器和模拟电路原理。

R11.0kΩR21.0kΩR32kΩKey=A30%R42kΩKey=A70%R5510ΩR6510ΩR85kΩKey=A 32%C10.1µF V112 VR95.1kΩR103.3kΩR11220kΩR12100kΩC34.7µFU1OPAMP_5T_VIRTUALU2OPAMP_5T_VIRTUALU3OPAMP_5T_VIRTUALLED1LED2R75kΩKey=A82%C20.1µFXLV1Input探针1V: I:探针2V: I:1.电路设计及原理分析1.1设计任务通过Multisim 软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。

1.2技术指标a.当温度在设定范围内时报警电路不工作；b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警；c.上下限低于报警led 用不同颜色；d.上下限可调；e.控温精度度 1℃f.监测范围 0.5℃1.3电路原理图图表 1 电路原理图1.4基本原理本课设选用热敏电阻作为温度感应元件。

热敏电阻的基本特性是温度特性。

由于热敏电阻是由半导体材料制成的，其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的。

载流子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热敏电阻的电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。

这和金属中自由电子的导电机制恰好相反，金属中的电阻值是随着温度的上升而缓慢增大的。

热敏电阻有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之分，本实验所用的为负温度系数的热敏电阻,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，可表示为RT=错误！不能通过编辑域代码创建对象。

e 错误！不能通过编辑域代码创建对象。

式中，RT 为温度为T 时的电阻值，错误！不能通过编辑域代码创建对象。

与β为与半导体性能有关的常数，T 为热敏电阻的热力学温度。

模拟电子课程设计题目名称：温度报警器姓名：学号：班级：温度报警器1.设计题目。

2，设计任务与要求.（1）用压电陶瓷蜂鸣器作为电声元件；（2）当温度在10℃至30℃范围内（允许误差±1℃）时报警器不发声响，当温度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低，即：①当温度高与30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀—嘟”声响； ②当温度低于10℃时，报警器发出单频率声响；③温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0℃为0mv ，温度每上升1℃，递增2mv ；2）可用5~15V 直流稳压电源供电。

3）在保证性能的前提下，昼减少功耗，降低成本。

3.总体方案根据任务要求，所设计电路分为四个模块：多输出电源、放大器、窗口比较器和蜂鸣器。

其中放大器的设计，既可以采用三极管放大，也可以采用集成运放放大，考虑到电路检测的方便，采用集成运放设计放大电路。

对于比较器的选择还是比较定向的，我们就选择了窗口比较器，可以模拟实现高温低温。

蜂鸣器有单双频之分，亦有两种设计方法：三级管构建单双频电路或555构建单双频电路，为使电路简单易检测，决定采用555构建单双频电路。

4.详细设计所需仪器设备温度模拟信号 直流电源放大比较电路 音频报警器多输出 电源放大器 窗口 比较器 蜂鸣器1、模拟电子试验箱 一台2、数字万用表 一块3、双踪示波器 一台4、直流稳压电源 一台5、剪刀、镊子 各一把6、面包板 两块5.整体电路1、多输出电源电路直流稳压5V-15V,电源的设计 (1)集成稳压器集成稳压器的输出电压Uo 应与稳压电源要求的输出电压的大小及范围相通。

稳压器的最大允许电流Icm<Iomax ，稳压器的输入电压Ui 的范围为 Uomax+（Ui-Uo ）min ≤Ui ≤Uomin+（Ui-Uo ）max 式中，Uomax —最大输出电压； Uomin —最小输出电压；（Ui-Uo ）min —稳压器的最小输入输出压差 （Ui-Uo ）max —稳压器的最大输入输出压差。

基于p r o t e u s的温度检测与报警的仿真研究苏州信息职业技术学院毕业设计报告（论文）系别：班级：学生姓名：学生学号：设计（论文）题目：基于Proteus的温度检测与报警的仿真设计指导教师：起讫日期： 2012.9.3~2012.11.16苏州信息职业技术学院毕业设计(论文)成绩评定表苏州信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生（签名） 2012年9月 10日指导教师（签名） 2012年9月 10日教研室主任（签名） 2012年9月 10日系主任（签名） 2012年9月 10日苏州信息职业技术学院毕业设计（论文）开题报告苏州信息职业技术学院毕业设计（论文）中期检查表基于Proteus的温度检测与报警的仿真设计摘要:温度是与人们生活息息相关的环境参数,许多情况下都学要进行温度测量及报警,温度测量报警系统在现代日常生活.科研.工农生产中已经得到了越来越广泛的应用。

所以对温度的测量报警方法及设备的研究也变得极其重要。

随着人们生活的不断提高以及应对各种复杂测量环境的需要，我们对温度测量报警的要求也越来越高，利用单片机来实现这些控制无疑使人们追求的目标之一，它带给我们的方便时不可否定的，其中温度检测报警器就是一个典型的例子。

要为现代人工作，科研，生活，提供更好的设施，就需要从单片机技术入手，向数字化，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的温度报警器,可以设置上下限报警温度,当温度不在设置范围内时，可以报警。

与传统温度测量系统相比，本设计中的数字温度测量报警系统具有很多前者没有的优点，如测温范围广而且准确，采用LED数字显示，读数方便等。

关键词：单片机，温度检测，AT89C51，DS18B20目录1 绪论 01.1课题背景 02系统的具体设计 (1)3 硬件电路设计 (2)3.1单片机主控设计 (3)3.1.1主要特性 (4)3.1.2系统时钟电路 (4)3.1.3 复位电路 (5)3.2温度信号采集设计 (5)3.2.1 DS18B20的特性 (7)3.2.2 DS18B20的测温原理 (8)3.2.3 DS18B20与单片机接口电路 (9)3.4按键电路设计 (12)3.5报警电路设计 (13)4 温度控制系统的软件设计 (13)4.1主程序设计 (13)4.3温度采集设计 (16)4.4温度显示设计 (18)4.5按键开关设计 (19)4.6温度处理及蜂鸣器报警设计 (21)5 温度检测系统调试仿真 (22)致谢 (26)1 绪论1.1 课题背景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、食品、石油等各个行业。

R11.0kΩR21.0kΩR32kΩKey=A30%R42kΩKey=A70%R5510ΩR6510ΩR85kΩKey=A 32%C10.1µF V112 VR95.1kΩR103.3kΩR11220kΩR12100kΩC34.7µFU1OPAMP_5T_VIRTUALU2OPAMP_5T_VIRTUALU3OPAMP_5T_VIRTUALLED1LED2R75kΩKey=A82%C20.1µFXLV1Input探针1V: I:探针2V: I:1.电路设计及原理分析1.1设计任务通过Multisim 软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。

1.2技术指标a.当温度在设定范围内时报警电路不工作；b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警；c.上下限低于报警led 用不同颜色；d.上下限可调；e.控温精度度 1℃f.监测范围 0.5℃1.3电路原理图图表 1 电路原理图1.4基本原理本课设选用热敏电阻作为温度感应元件。

热敏电阻的基本特性是温度特性。

由于热敏电阻是由半导体材料制成的，其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的。

载流子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热敏电阻的电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。

这和金属中自由电子的导电机制恰好相反，金属中的电阻值是随着温度的上升而缓慢增大的。

热敏电阻有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之分，本实验所用的为负温度系数的热敏电阻,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，可表示为RT=错误！不能通过编辑域代码创建对象。

e 错误！不能通过编辑域代码创建对象。

式中，RT 为温度为T 时的电阻值，错误！不能通过编辑域代码创建对象。

与β为与半导体性能有关的常数，T 为热敏电阻的热力学温度。