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电子体温计的设计与制作单元电路设计与计算说明总体方案设计（1）根据温度范围和精度选择NTC热敏电阻，确定其型号，根据电阻特性设计采集放大电路，利用运算放大器将温度信号转换为电压信号，设计电路时，因为单片机采集电压在0～2.5V，所以输入的测量范围为35～42℃，对应输出0～2.5V。
（2）采集完成以后输入单片机ATmega16的A/D口，对模拟量进行采样，转化为数字信号，单片机对采集的信号进行处理，根据采集的信号与温度的数学关系，将电信号转化为温度值[2]。
（3）用液晶屏显示出温度值。
（4）所需的电源功率足够小，能够利用开关电源供电。
电子体温计系统大多主要使用3V直流电源。
总体方案系统设计框图如图1-1所示。
一．测温电路的设计（1）NTC热敏电阻介绍1.热敏电阻是利用半导体的阻值随温度变化这一热性而制成的，分为NTC（负温度系数）热敏电阻、PTC(正温度系数)热敏电阻两大类。
PTC热敏电阻电阻值随温度的升高而增大，NTC热敏电阻电阻值随温度的升高而降低[5]。
2.正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。
3.负温度系数热敏电阻其电阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小，温度越高，电阻值越小。
4.NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。
通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻，简称NTC 热敏电阻。
5.NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小。
6.NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。
温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低[6]。
一、设计要求数字式温度计要求测温范围为－55～125°C，精度误差在0.1°C，采用AT89C51单片机和DS18B20温度传感器，设定温度报警的最低值和最高值。
采用点阵字符型液晶模块作为数字温度计的显示器，分两行显示，第一行显示DS18B20工作状态，第二行显示实测温度值和状态符号，>H表示实测温度大于温度报警范围，<L表示实测温度小于设置温度报警范围，！表示实测温度在正常范围内，当实测温度超过设定温度限制范围是，发出声光警报信号。
二、方案论证根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机A T89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。
选用数字温度传感器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。
该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用点阵液晶模块LCD1602实现显示。
检测范围-55摄氏度到125摄氏度。
按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。
数字温度计总体电路结构框图如图1所示。
图1 数字温度计总体电路结构框图三、系统硬件电路的设计温度计电路设计原理图如图2所示，控制器使用单片机A T89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管实现温度显示。
D图2 数字温度计设计电路原理图1、主控制器AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。
该器件采用A TMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计（附程序）基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计--------- 单片机原理及应用实践周设计报告姓名：班级：学号：同组成员：指导老师：成绩：时间：2011 年7 月3 日单片机温度控制系统摘要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。
很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。
因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。
本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B2数字温度传感器，上、下限进行比较，由此作出判断是否触发相应设备。
本设计还加入了常用的液晶显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。
关键词：温度箱；AT89C52 LCD1602单片机；控制目录1引言11.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义11.2温度控制系统的目的11.3温度控制系统完成的功能12总体设计方案22.1方案一 22.2方案二 23DS18B20温度传感器简介73.1温度传感器的历史及简介73.2DS18B20的工作原理7DS18B20工作时序7ROM操作命令93.3DS18B20的测温原理98B20的测温原理：9DS18B20的测温流程104单片机接口设计124.1设计原则124.2引脚连接12晶振电路12串口引脚12其它引脚135系统整体设计145.1系统硬件电路设计14主板电路设计14各部分电路145.2系统软件设计16 系统软件设计整体思路系统程序流图176结束语2116附录22参考文献391引言1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
引言：数字温度计是一种基于51单片机的温度测量装置，它通过传感器感知环境的温度，并使用单片机将温度值转换为数字形式，并显示在液晶屏上。
本文将详细介绍数字温度计的设计原理、硬件连接、软件编程以及应用领域。
概述：数字温度计基于51单片机的设计理念，其基本原理是通过传感器将温度转换为电信号，然后通过ADC(模数转换器)将电信号转换为数字信号，最后使用单片机将数字信号转换为温度值。
同时，数字温度计还将温度值显示在液晶屏上，方便用户直观地了解环境温度。
正文内容：1. 硬件连接：1.1 使用温度传感器感知环境温度：常用的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。
通过将传感器连接到51单片机的引脚上，可以实现对环境温度的感知。
1.2 连接ADC进行模数转换：ADC是将模拟信号转换为数字信号的关键部件。
通过将51单片机的引脚连接到ADC芯片的输入端，可以将模拟的温度信号转换为数字信号。
1.3 连接液晶屏显示温度值：通过将51单片机的引脚连接到液晶屏的控制引脚和数据引脚，可以将温度值以数字形式显示在液晶屏上。
2. 软件编程：2.1 初始化引脚和ADC：在软件编程中，需要初始化51单片机的引脚设置和ADC的工作模式。
通过设置引脚为输入或输出，以及设置ADC的参考电压和工作模式，可以确保硬件正常工作。
2.2 温度测量算法：根据传感器的工作原理和电压-温度特性曲线，可以编写相应的算法将ADC测得的电压值转换为温度值。
例如，对于NTC热敏电阻，可以使用Steinhart-Hart公式进行温度计算。
2.3 温度值显示：将温度值以数字形式显示在液晶屏上。
通过设置液晶屏的控制引脚和数据引脚，可以控制液晶屏的显示内容，并将温度值以数字形式显示在屏幕上。
3. 基于51单片机的数字温度计应用：3.1 家庭温度监测：数字温度计可以安装在家庭中的不同区域，实时监测室内温度，并通过数字显示提供直观的温度信息。
这对于家庭的舒适性和节能都有重要意义。
基于51单片机的温度报警器设计引言：温度报警器是一种用来检测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本文将基于51单片机设计一个简单的温度报警器，以帮助读者了解如何利用单片机进行温度监测和报警。
一、硬件设计硬件设计包括传感器选择、电路连接以及报警装置的设计。
1.传感器选择温度传感器的选择非常重要，它决定了监测温度的准确性和稳定性。
常见的温度传感器有热敏电阻（如NTC热敏电阻）、热电偶以及数字温度传感器（如DS18B20）。
在本设计中，我们选择使用DS18B20数字温度传感器，因为它具有高精度和数字输出的优点。
2.电路连接将DS18B20与51单片机连接，可以采用一根三线总线（VCC、GND、DATA）的方式。
具体连接方式如下：-将DS18B20的VCC引脚连接到单片机的VCC引脚（一般为5V）；-将DS18B20的GND引脚连接到单片机的GND引脚；-将DS18B20的DATA引脚连接到单片机的任意IO引脚。
3.报警装置设计报警装置可以选择发出声音警报或者显示警报信息。
在本设计中，我们选择使用蜂鸣器发出声音警报。
将蜂鸣器的一个引脚连接到单片机的任意IO引脚，另一个引脚连接到单片机的GND引脚。
二、软件设计软件设计包括温度读取、温度比较和报警控制的实现。
1.温度读取通过51单片机的IO引脚和DS18B20进行通信，读取DS18B20传感器返回的温度数据。
读取温度数据的具体步骤可以参考DS18B20的通信协议和单片机的编程手册。
2.温度比较和报警控制将读取到的温度数据和设定的阈值进行比较，如果温度超过阈值，则触发报警控制。
可以通过控制蜂鸣器的IO引脚输出高电平或低电平来控制蜂鸣器是否发出声音警报。
三、工作原理整个温度报警器的工作原理如下：1.首先，单片机将发出启动信号，要求DS18B20开始温度转换。
2.单片机等待一段时间，等待DS18B20完成温度转换。
3.单片机向DS18B20发送读取信号，并接收DS18B20返回的温度数据。
1.系统方案的设计1.1系统结构本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D 模拟数字转换芯片的性能，以单片机为核心的一套检测系统，其中包括A/D 转换、单片机、温度检测、湿度检测、显示、系统软件等部分的设计。
图1-1 系统总体框图本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。
（1）信号采集 由温度传感器、湿度传感器及多路开关组成； （2）信号分析 由A/D 转换器、单片机基本系统组成； （3）信号处理 由串行口LED 显示器和报警系统等组成。
1.2 系统结构原理图该系统由温度传感器、湿度传感器、8031嵌入式系统、加热设备、加湿设备几部分组成。
结构原理框图如图2-2所示。
]8[通过温度传感器和湿度传感器测量温室内的温湿度经过AD 转换送入8031进行处理，测量结果通过显示电路进行显示。
多路开关 A/D 转换多路开关 湿度检测 显示电路报警电路单片机温度检测图1-2系统结构原理图A L E P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07W RP 20R DI N T 1X T A L 1X T A L 2E A V S SR E S E T V C CT X DR X D P 10P 11P 12P 13P 14A T 89S 52QQDC K 74L S 7420p F 20p F6M H z+5+22u F 1k 200复位按键+5+5D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7S T A R T A L EO E E O C C L KA B CR E F (+)V C CR E F (-)G N DI N 0A D C 08093265741u A 741001u F22K+1247K68K 15K+547KA D 59020K 001u F -12-5温度传感器M O C 3011330+5330100001u F 电炉2201K W10A /500V74L S 16474L S 16474L S 164a b c d e f g ha b c d e f g ha b c d e f g h47K *3+574L S 04I N 4004*23D G 12B蜂鸣器+12图1-3电路图处理器室温测量电路触摸屏A/D 转换器放大滤波电路温度传感电路烤箱双向可控硅控制电路上位机软件2.硬件设计2.1 AD590AD590温度传感器是电流型温度传感器，通过对温度的测量可得到所需要的电流值。
引言概述:AT89C51单片机是一种常用的单片机型号，广泛应用于各种数字电子设备中。
本文将基于AT89C51单片机，设计一款温度计，用于测量环境温度。
通过该设计，可以实时监测环境温度，并将温度值以数字形式显示在屏幕上，提供给用户参考。
正文内容:1. 硬件设计1.1 传感器选择首先，需要选择适合的传感器来测量环境温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、温度传感器模块等。
在本设计中，选择了DS18B20温度传感器模块，该传感器具有精度高、体积小等特点，适合本温度计的设计需求。
1.2 电路连接在硬件设计中，需要将DS18B20温度传感器模块与AT89C51单片机相连。
具体步骤如下：1) 将DS18B20传感器的VCC引脚连接至单片机的VCC引脚，将GND引脚连接至单片机的GND引脚，将DQ引脚连接至单片机的P1口，通过电阻和电容设置硬件复位电路。
2) 设置单片机的相应引脚为输入或输出引脚，使其与传感器的引脚相对应，并根据需要设置引脚的电平状态。
3) 根据DS18B20传感器的通信协议，使用单片机的串口通信功能与传感器进行通信，获取温度值。
2. 软件设计2.1 程序框架在软件设计中，需要设计相应的程序框架，以实现温度的测量与显示。
整体的程序框架如下：1) 初始化单片机的串口通信功能，设置波特率等参数。
2) 初始化DS18B20传感器，包括设定分辨率、温度精度等参数。
3) 循环读取传感器的温度数值，并进行必要的温度转换处理。
4) 将处理好的温度数值通过单片机的数码管显示出来。
2.2 温度转换在软件设计中，需要对从传感器获取的温度数值进行转换处理，以得到真实的温度值。
具体的转换公式如下：1) 首先，读取传感器内部存储器中的原始温度数据。
2) 根据DS18B20传感器的配置，进行温度计算。
3) 最后，将计算得到的温度值转换为摄氏度或华氏度，并存储到相应的变量中，以便后续显示。
3. 测试与调试在进行实际应用之前，需要对设计的温度计进行测试与调试，确保其功能正常。
