电子系统设计作业-温度计.

电子温度计的设计与实现班级：学号：姓名：摘要：用非平衡电桥发测量温度，利用温度变化改变电阻的阻值来测量温度。

关键词：温度电流非平衡电桥一、引言利用温度传感器和电阻配合，将温度这一热学量转换为电学量，便于测量温度。

二、实验任务1.利用实验室提供的仪器和用具测量铂电阻和热敏电阻的温度特性。

2.在实验室提供的仪器中选择合适的仪器，设计一个由铂电阻作为传感器的电子温度计其测温范围为20:100℃，要求用非平衡电桥桥端电压为毫安级，电流为微安级。

3.对温度计进行标定。

三、实验仪器直流稳压电源（1个），铂电阻传感器（1个），直流电桥（1个），数字万用电表（1个），微安表（1个），伏特表（1个），检流计（1个），水银温度计（1个），标准电阻箱（3个），NLKW-型智能型控温试验仪（1个），导线若干，开关（1个）。

四、实验原理（一）铂电阻温度计物质的电阻率随温而变化的现象称为热电阻效应。

在一定温度范围内，可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量。

将平衡电桥中的待测电阻换成一个电阻型传感器。

先调节电桥平衡，当外部条件改变时，传感器的阻值会发生相应变化，使电桥失去平衡，电桥两端的电压随之改变。

由于桥路的非平衡电压能反映出桥臂电阻的微小变化，因此可以通过测量非平衡电压检测外界物理量的变化。

使用非平衡电桥测量铂电阻温度系数的电路如图1所示，R1，R2为固定电阻，组成比例电阻；R p为可调电阻，用作平衡电阻；R t为铂电阻；U out为非平衡电桥的输出电压。

当输出电压一定时非平衡电桥桥路的输出电压U out为U out=[Rt/(R1+R T)-R P/(R2+R P)]E令I1=E/（R1+R t）I2=E/（R2+R p）则有U out=I1R t-I2R p如果R1=R2，且R1?R t,R2?R p，则有I1≈I2U out=I1（R t-R p）另R p取铂电阻在室温时的阻值R p，代入上式，则有U out=I1R0A△T=1/2IR0A△T令1/2IR0A=1mA ，调零时，室温时电压等于电流示数，则电压等于所测温度（二）热敏电阻温度计实验用惠斯登电桥，接线如图2所示，AB是一根粗细均匀的电阻丝，被放置于1m长的米尺上，图中斜线部分是导体片，电阻可略，R，是保护电阻，保护微安表，C是滑动触头，兼开关作用，按下时检流计支路才通，接入待测电阻R x与标准电阻R s后，适当调节触头C 的位置，使检流计指零，此时，AC段电阻为R1；CB段电阻为R2，由电阻定律，得R1/R2=L1/L2式中L1，L2分别为AC段和BC段电阻丝长度。

第1篇一、实验目的1. 了解电子体温计的基本原理和设计方法。

2. 学习使用单片机进行数据采集和处理。

3. 掌握LCD1602数码管显示数据的方法。

4. 设计并实现一款基于单片机的电子体温计。

二、实验原理电子体温计主要由以下几部分组成：1. 温度传感器：用于检测人体温度，常用DS18B20温度传感器。

2. 单片机：用于数据采集、处理和显示，常用AT89C51单片机。

3. LCD1602数码管：用于显示温度数据。

4. 电路设计：包括电源电路、复位电路、时钟电路等。

三、实验器材1. 温度传感器：DS18B202. 单片机：AT89C513. LCD1602数码管4. 电阻、电容、二极管等元器件5. 电路板、导线、电源等四、实验步骤1. 电路设计：- 根据实验原理，设计电路图。

- 使用电路板焊接电路，包括电源电路、复位电路、时钟电路、温度传感器电路和LCD1602数码管电路。

- 检查电路连接是否正确。

2. 程序编写：- 使用C语言编写单片机程序，实现以下功能：- 初始化温度传感器和LCD1602数码管。

- 读取温度传感器数据。

- 将温度数据转换为摄氏度。

- 将温度数据显示在LCD1602数码管上。

3. 测试与调试：- 上电运行程序，观察LCD1602数码管显示的温度数据是否正常。

- 如果数据异常，检查电路连接和程序代码，进行调试。

4. 功能测试：- 测试电子体温计在不同温度下的测量精度。

- 测试电子体温计的响应时间。

- 测试电子体温计的报警功能。

五、实验结果与分析1. 电路连接正确，程序运行正常，LCD1602数码管显示的温度数据与实际温度相符。

2. 在不同温度下，电子体温计的测量精度在±0.5℃范围内，满足设计要求。

3. 电子体温计的响应时间在1秒以内，满足实时显示的要求。

4. 电子体温计的报警功能正常，当温度超过设定值时，会发出蜂鸣声。

六、实验结论1. 通过本次实验，我们了解了电子体温计的基本原理和设计方法。

成绩评定表课程设计任务书摘要在这个信息化高速发展的时代，单片机作为一种最经典的微控制器，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，作为自动化专业的学生，我们学习了单片机，就应该把它熟练应用到生活之中来。

在日常生活及工业生产过程中，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占有相当大的比例。

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。

本报告所介绍的温度计与传统温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确，主要用于对测温准确的场所，或科研实验室使用，此外还将介绍种基于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。

该设计控制器使用单片机AT89C52，传感器MF58 ，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据。

实现温度显示，能达到以上要求。

在查找资料完毕后，进行硬件部分的设计，设计电路和原理图，使用软件WA VE 进行编译，在进行软件部分的设计，使用汇编语言来编辑程序，经过调试后，与硬件部分连接，进行仿真并调试改正错误，使设计正常运行。

目录引言 (1)1.概述 (1)1.1 设计的目的及意义 (1)1.2 单片机简介 (1)2.方案论证 (2)3系统元件选择 (2)3.1 主控制器选择 (2)3.2温度传感器DS18B20 (3)3.2.1 DS18B20的特性 (3)3.2.2 DS18B20的外形和内部结构 (4)3.2.3 DS18B20与单片机的接口电路 (4)3.3 数码管 (5)4.系统硬件设计 (5)4.1总体设计 (5)4.2 各部分电路分析 (6)4.1.1 温度采集部分 (6)4.2.2复位电路 (6)4.2.3晶振电路 (6)4.2.4 超限报警电路 (7)4.2.5 数据显示数码管电路部分 (7)4.2.6 电源部分 (8)5 系统软件部分的设计 (8)5.1 温度的采集 (8)5.1.1 时序及协议 (8)5.1.2 设计流程 (10)5.2 温度数据的处理 (11)5.3 数值的显示 (11)总结 (12)致谢 (13)参考文献： (14)附录 (15)附录一源程序 (15)附录二系统原理图 (26)电子温度计的设计摘要：该设计介绍了DS18B20型数字温度传感器内部结构及工作时序，并提出了以DS18B20和AT89C51为核心设计的数字温度计设计方案。

实践证明，该数字式温度计的测温范围为-50～+110℃，精度误差在0.1℃以内，具有测温精度高，控制性能良好等特点。

设计还介绍了一种基于51单片机和DS18B20数字温度传感器来进行温度测量的方法，包括温度传感器芯片的选取、单片机与温度传感器接口电路的设计，以及实现温度信息采集和数据传输的软件设计。

该温度计完全适用于一般的应用场合，也可在高低温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用。

关键词：数字温度计，单片机，温度传感器The Design of Electronic ThermometerAbstract: This paper introduced the inner structure and job sequence of the digital temperature sensor DS18B20，and put forward a digital temperature design of the core design according to DS18B20 and AT89C51．Practice testifies that the digital temperature's measurement range is-50～+ 110℃，and accuracy error is within 0.1℃. It has high measurement temperature accuracy，fine controlling characteristic，and so on．A practical temperature measuring method based on microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor was presented．The selection of temperature sensor chip was discussed and the design of hardware interface circuit and related software were dealt with in more details．The temperature completely fits to be used for the average application，also may be used to the field of high or low temperature alarm，controlling of the remote and multiple spot's temperature measurement，and so on．KEY WORDS：Digital Thermometer , Microcontroller , Temperature sensor引言在传统的温度测量系统中，一般采用热电偶或铂电阻进行温度测量。

河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：简易数字温度计的设计题目：简易数字温度计的设计一、设计任务与要求设计任务：设计出一个简易的数字温度计，用来测量0-100度之间的温度，使其度数显示在数字显示器上。

设计要求：1、制作出一个数字温度计。

2、画出整体电路图，写出课程设计报告。

3、同组同学的的设计不能雷同。

4、电路图中的图形必须本人亲自绘制。

5、每个同学必须有实物，并基本能工作。

二、方案设计与论证（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：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。

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。

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。

比较上述三个方案，方案三明显优越于前两个方案，它用热敏电阻采集温度信号，用NE555将温度转化为频率输入频率计中，用CD40110驱动数码管直接实现数字信号的显示，实现数字温度计的设计；省去了另加编码器和译码器的设计，所以线路更简单、直观； 即采用方案三.三、单元电路设计与参数计算通过热敏电阻对温度进行采集，通过温度与频率近乎线性关系，以此来确定输出频率与其对应的温度，不同的温度对应不同的频率值，故我们可以通过频率值的改变来判断温度值，再由数码管表示出来。

模拟电子线路开放实验（1）数显电子温度计的设计与制作学院：计算机学院学号：00111320 、00111305姓名：朱孝南、张扬扬数字温度计的设计一．设计电路及原理总述电路如上图所示，模拟温度电压是传感器的感应电压，由于multisim 里边没有所提供型号的的传感器原件，所以这里用模拟温度电压1U 来代替温度传感器电压，通过改变1U 来模拟改变温度。

由开氏、摄氏、华氏温度的相关关系可得mV U U 273012-=)2552(8.13208.1123mV U mV U U -=+=则用电压产生电路产生2.73V 电压，通过电压跟随器后将其接到摄氏度电压表负端，正端接1U ，则电压表摄氏度的示数就是2730mV -1U ，即为摄氏度的温度示数。

再电压产生电路产生2.552V 的电压，接到减法器的反相输入端。

然后将1U 接到同相输入端，将输出电压接到华氏度电压表的正端（负端接地），则电压表华氏度的示数就是华氏度)2552(8.11mV U -的电压示数。

二.各部分电路参数及推导过程1.2.73V 电压产生电路R LR 1R 2R 3C 110uF等效于稳压管U o不稳定的输入电压Iz>1mAR AK 稳定的输出电压U i2.5V如图所示，满足）（210/R 15.2R V U +⨯=，则在2.73V 电压生成电路中取Ω=K R 137.11，Ω=K R 5.122，则有V R V U 73.2)092.01(5.2/R 15.2210=+⨯=+⨯=）（。

电路如图所示2.2.552V 电压生成电路同1理在2.552V 电压生成电路中，取Ω=2621R ，Ω=K R 5.122，则有V R V U 552.2)021.01(5.2/R 15.2210=+⨯=+⨯=）（电路如图所示3.实现)2552(8.13208.1123mV U mV U U -=+=的电路如图所示为相减器的电路图，若满足4321,R R R R ==，则有)(21130i i U U R R U -=取Ω==K R R 2021，Ω==K R R 3643，则有)2552(8.1)(121130mV U U U R R U i i -=-=即实现了1U 到3U 的转换 电路如图所示4.电压反转电路电压反转电路采取芯片，仿真图中没有画出。

电子温度计的设计及其测量误差分析摘要：由于工业生产等许多领域正在向精度和自动化转变，实现高精度和低能耗的仪表将占据更大的市场份额，并广泛应用于生产和生活领域。

本文对电子温度计的设计及实测误差分析进行了研究。

关键词：电子温度计；设计；测量；误差分析当今，许多现代技术渗透到我们的生活中，电子测量在我们的生活中无处不在。

用电子设备测量的结果对许多人带来便利。

一、电子温度计硬件系统1.选择单片机。

电子温度计的功能在很大程度上取决于选择单片机。

适当的单片机可以利用其基本功能来提高系统的效率和可持续性。

此外，造价应考虑到成本和质量的统一。

如单片机MSP430是一款低功耗混合信号处理器。

它可用于便携式仪器设计，并允许根据需要完全集成模拟电路、微处理器和数字电路。

2.供电电路。

由于现场系统没有供电，因此必须设计单片机系统的功耗，以确保电子温度计的稳定性。

降低电源电压，并确保基本系统运行正常。

本研究选择的系统电源电压为4.5v。

3.温度信息采集模块。

该单元的设计充分考虑了温度计的范围和环境要求。

热敏电阻可用于支持，这种优势是显而易见的。

强度值随温度变化。

设计要求相对简单，能耗更低，非常适合于设计成本较低的集成电路。

但是，重要的是要了解，由于精度问题和响应率低，热敏电阻在温度采集模块电路设计中的应用必须导致在测试环境需要非常精确的温度精度时更换原始电阻。

MSP430由于电阻值特性，采用斜率技术测量。

该测量方法比A/D技术更容易操作。

在实践中，信号变换可以通过将时钟集成到芯片中并进行比较来实现。

该温度测量电路是基于使用MSP430芯片在寄存器上电容充放电捕获时间的转换。

该时间值由反映温度变化的测量强度确定。

要提高捕捉时间测量的阻力值和精度，必须定义参照(Rref)电阻来校准测量的阻力(Rsens)。

系统运行时，首先将控制器连接到Rref端口并进行配置。

4.模块显示。

指的是用户界面的可用性。

必须充分考虑数据的外观和成本，以确保数据列在正确的列中。

.电子系统（设计） 题 目： 专 业： 学生姓名： 学生学号： 系 别： 年级、班： 指导教师： 职称：20**年 11 月 23日宜宾学院 Y I B I N U N I V E R S I TY目录摘要 (2)Abstract (3)第1章绪论 (5)1.1.前言 (5)1.2.历史及应用背景 (5)1.3.研究数字温度计的目的和意义 (6)第二章系统设计与实现 (6)一.总体设计方案的选取 (6)1.1.总体方案的比较与选取 (6)1.2.系统方框图 (8)二.系统各模块的方案论证与选取 (9)2.1.温度采集模块 (9)2.2.数模转换模块 (10)2.3.键盘模块 (11)2.4.显示电路 (11)2.5.报警模块 (12)2.6.稳压电源模块 (13)三.选用器件的依据，选型理由 (13)3.1.AT89S52 (14)3.2.LM331 (14)3.3.OP07 (15)四.理论分析与参数计算 (15)4.1.系统设计原理 (15)4.2.AD590温度传感器 (16)4.3.LM331的工作原理与线性变化 (18)五.系统各模块电路的设计 (21)5.1.AD590前端电路模块设计 (21)5.2.LM331电压转频率模块 (22)5.3.单片机最小系统、显示、报警电路 (24)六.软件设计 (25)6.1.软件开发工具 (25)6.2.软件实现功能 (26)6.3.软件流程图 (26)6.4.子程序流程图 ........................................... 错误！未定义书签。

七.测试方案与测试结果 (30)7.1.测试条件 (30)7.2.测试仪器 (30)7.3.测试结果 (30)7.4.误差分析 (32)八.设计总结与体会 (33)九.附录 (34)十.致谢 (35)十一.参考文献 (36)摘要本设计以单片机AT89S52和温度传感器AD590为核心，设计并制作出数字温度计，实现对温度的采集、监视和报警。

红外数字体温计设计及制作1、设计任务本课题针对目前国内外红外测温仪的现状，在查阅了大量文献的基础上，以智能红外测技术作为参考，提出并设计了一种基于51单片机的智能红外测温仪。

红外测温为测量人体温度提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。

非接触红外测温计针对特定人群，比如儿童或老人，极其方便。

且利用单片机技术开发的语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。

它不但可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程变得直观，而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值，除此之外，语音体温计还具有较高的灵敏度，可以在几秒钟内测得结果，且寿命长，是较为理想的测温仪器。

（1）电源开关，电源指示灯，工作指示灯，复位开关，设置报警上下限。

（2）红外温度检测传感器，信号要传送到控制器，同时显示体温（3）当体温超过标准时，灯光闪烁，蜂鸣器轰鸣，语音提示体温。

（4）误差要求： 0.2OC，量程20-50OC2、设计方案以STC89C52单片机为核心控制芯片，采用电路、模块结合化设计。

本设计主要分为：红外测温模块、报警电路和显示电路。

同时，本设计还增加智能温度报警等功能。

红外测温模块主要用来测量人体体温，并通过液晶显示屏显示其温度，当人体体温高于正常温度时进行指示灯报警；此功能主要目的是在流行病多发季节，提醒人们适当减少出行，避免交叉感染。

信号处理单元主要分为：高精度放大器、A/D转换电路、译码显示电路与报警电路。

高频振荡器、振荡检测器电路、音频振荡器电路和功率放大器电路等部分构成。

2.1设计框图本设计以STC89C52单片机为核心控制器，加上其他的模块一起组成非接触人体红外测温的整个系统，其中包含中控部分、输入部分和输出部分。

中控部分采用了STC89C52单片机，其主要作用是获取输入部分数据，经过内部处理，控制输出部分。

输入由三部分组成，第一部分是MLX90614红外测温模块，通过该模块可检测当前的人体温度；第二部分是独立按键，通过三个独立按键切换界面和设置人体温度的上下限值；第三部分是供电电路，给整个系统进行供电。