TMP100数字温度计及其程序设计
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单片机课程设计PT100数字温度计学院:物理电气信息学院班级:电气工程与自动化(1班)学号:12012241992姓名:于高乐PT100数字温度计一. 设计目的与任务采用PT100温度传感器,设计一款可以实时显示温度的数字温度计二. 设计中所需软件及设备PC 机电脑、Keil C 软件、Protues 软件。
本次设计所需软件为Keil C51以及Proteus ISIS 仿真软件,应用Proteus ISIS 对实验电路进行仿真,得到实验结果。
三.设计原理说明1.实验方案设计图由于是16路的24V 电源输入,所以不能直接将24V 电源输入到单片机,故需要有隔离或转换电路,将16路24V 电源转换为转换为16路的信号输入到单片机I/O 口,由单片机采集16路电平信号.方案设计结构图如下图2.硬件设计与结构图(1)单片机模块及最小系统(2)液晶显示模块(3)温度模拟模块四。
总体电路原理图及其仿真图五.设计程序主函数首先实现单片机的初始化。
然后将I/O口数据传送至虚拟终端。
最后执行虚拟终端显示打印函数,在加一段演示程序,便于观察。
源程序#include <reg52。
H>#include 〈intrins.H〉#include 〈math。
H〉#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit RS = P2^6; //数据/命令选择端(H/L) sbit LCDEN = P2^7;//使能端void delayUs() //短延时{_nop_();}void delayMs(uint a)//长延时{uint i, j;for(i = a;i 〉0;i-—)for(j = 100;j > 0;j-—);}//第一行开始地址为0x80, 第二行开始地址为0xc0;(完整word版)PT100数字温度计//写命令:RS=0, RW=0;void writeComm(uchar comm){RS = 0;P1 = comm;LCDEN = 1;delayUs();LCDEN = 0;delayMs(1);}//写数据:RS=1,RW=00void writeData(uchar dat){RS = 1;P1 = dat;LCDEN = 1;delayUs();LCDEN = 0;delayMs(1);}//初始化函数//显示模式, 固定指令为00111000=0x38, 16*2显示,5*7点阵,8位数据接口//显示开/关及光标设置00001100=0x0c//指令1:00001DCB :D:开显示/关显示(H/L);C:显示光标/不显示(H/L),B:光标闪烁/不闪烁(H/L)//指令2:000001NS ://N=1, 当读/写一个字符后地址指针加1,且光标也加1; N=0则相反//S=1,当写一个字符,整屏显示左移(N=1)或右移(N=0), 但光标不移动;S=0,整屏不移动void init(){writeComm(0x38);//显示模式writeComm(0x0c); //开显示,关光标writeComm(0x06); //写字符后地址加1, 光标加1writeComm(0x01);//清屏}void writeString(uchar * str,uchar length){uchar i;for(i = 0; i 〈length; i++){writeData(str[i]);}}/*****************************PT100*******************************/sbit ds = P3^4;void dsInit(){//对于11.0592MHz时钟, unsigned int型的i, 作一个i++操作的时间大于为8us unsigned int i;ds = 0;i = 100; //拉低约800us,符合协议要求的480us以上while(i〉0)i-—;ds = 1; //产生一个上升沿,进入等待应答状态i = 4;while(i>0)i——;}void dsWait(){unsigned int i;while(ds);while(~ds);//检测到应答脉冲i = 4;while(i 〉0) i-—;}bit readBit(){unsigned int i;bit b;ds = 0;i++; //延时约8us, 符合协议要求至少保持1usds = 1;i++; i++;//延时约16us,符合协议要求的至少延时15us以上b = ds;i = 8;while(i〉0) i——;//延时约64us,符合读时隙不低于60us要求return b;}//读取一字节数据, 通过调用readBit()来实现unsigned char readByte(){unsigned int i;unsigned char j, dat;dat = 0;for(i=0; i〈8; i++){j = readBit();//最先读出的是最低位数据dat = (j 〈〈7)| (dat >〉1);}return dat;}void writeByte(unsigned char dat){unsigned int i;unsigned char j;bit b;for(j = 0; j < 8; j++){b = dat & 0x01;dat 〉>= 1;//写”1”, 将DQ拉低15us后, 在15us~60us内将DQ拉高,即完成写1if(b){ds = 0;i++;i++;//拉低约16us,符号要求15~60us内ds = 1;i = 8;while(i〉0) i-—;//延时约64us,符合写时隙不低于60us要求}else //写”0”, 将DQ拉低60us~120us{ds = 0;i = 8;while(i>0) i——; //拉低约64us,符号要求ds = 1;i++; i++; //整个写0时隙过程已经超过60us, 这里就不用像写1那样,再延时64us了}}}void sendChangeCmd(){dsInit(); //初始化DS18B20, 无论什么命令,首先都要发起初始化dsWait();//等待DS18B20应答delayMs(1); //延时1ms,因为DS18B20会拉低DQ 60~240us作为应答信号writeByte(0xcc); //写入跳过序列号命令字Skip RomwriteByte(0x44);//写入温度转换命令字Convert T}void sendReadCmd(){dsInit();dsWait();delayMs(1);writeByte(0xcc); //写入跳过序列号命令字Skip RomwriteByte(0xbe);//写入读取数据令字Read Scratchpad}//获取当前温度值int getTmpValue(){unsigned int tmpvalue;int value; //存放温度数值float t;unsigned char low,high;sendReadCmd();//连续读取两个字节数据low = readByte();high = readByte();//将高低两个字节合成一个整形变量//计算机中对于负数是利用补码来表示的//若是负值, 读取出来的数值是用补码表示的,可直接赋值给int型的valuetmpvalue = high;tmpvalue 〈<= 8;tmpvalue |= low;value = tmpvalue;t = value *0.0625;//将它放大10倍, 使显示时可显示小数点后一位,并对小数点后第二位进行4舍5入//如t=11。
目录1.设计任务.................................................... .............. .. ................ .. (1)1.1 设计目的........................................... .............. ........ . (1)1.2 设计指标................................ ...................... ............ . (1)1.3 设计要求................................................ .................. (1)2. 设计思路与总体框图................................................ .................. .. (1)3. 系统硬件电路的设计............................................... ................... .. (2)3.1主控电路............................................... ... ............... (2)3.2液晶显示电路........................................... ....................... . (3)3.3按键电路....... .... ................................................... .. (3)3.4报警电路........................ .................. ....................... .. (4)4.系统仿真设计................................................................... . (4)4.1仿真原理图............................................... ................ .. .... (4)4.2各功能元件的分析................................................................... .. (5)5. 系统软件设计................................................................... .. (10)5.1 主程序................................................................... .. (11)5.2 读出温度子程序................................................................... . (11)5.3 温度转换命令子程序................................................................... .. (12)5.4 设计温度子程序................................................................... (12)5.5 1602的温度显示................................................................... (13)6. 总结与体会............................................... ................... .................... .... . (13)6 1 总结................................................ ............ ..... .. . (13)6. 2体会................................................ ............ ..... .. . (14)7. 参考文献................................................ ............ ..... .. .. (15)8. 附录................................................................... (16)1. 设计任务1.1 设计目的1. 了解数数字温度计及工作原理。
数字温度测控仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字温度测控仪的基本原理,掌握温度传感器的工作方式和特点;2. 学会解读数字温度测控仪的电路图,了解各部分功能及相互关系;3. 掌握数字温度测控仪的编程方法,实现对温度的实时监测与控制。
技能目标:1. 能够正确操作数字温度测控仪,进行温度的采集、处理和显示;2. 学会使用相关软件对温度数据进行实时监控和分析;3. 培养动手实践能力,能够独立完成数字温度测控仪的组装与调试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物理学科的热爱,激发探究科学技术的兴趣;2. 增强学生的团队合作意识,培养协同解决问题的能力;3. 培养学生严谨的科学态度,认识到科技发展对现实生活的影响。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合理论知识与实际操作,培养学生动手能力和创新能力。
学生特点:初三学生已具备一定的物理知识和实验技能,对新鲜事物充满好奇,具备一定的自主学习能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导他们主动探究,提高解决问题的能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 温度传感器原理与分类;- 数字温度测控仪的电路组成与功能;- 编程基础及温度控制算法。
2. 实践操作:- 数字温度测控仪的组装与调试;- 温度数据的采集、处理与显示;- 编程实现对温度的实时监控与控制。
3. 教学大纲:- 第一阶段:理论知识学习(2课时)- 温度传感器原理与分类;- 数字温度测控仪电路组成与功能。
- 第二阶段:实践操作(4课时)- 数字温度测控仪的组装与调试;- 温度数据采集、处理与显示。
- 第三阶段:综合应用(2课时)- 编程实现对温度的实时监控与控制;- 分析温度控制算法在实际应用中的优化。
4. 教材章节及内容:- 教材第四章:传感器及其应用- 4.2节:温度传感器- 教材第五章:数字温度测控仪- 5.1节:数字温度测控仪的组成与工作原理- 5.2节:数字温度测控仪的编程与应用教学内容根据课程目标进行科学、系统地组织,确保学生在学习过程中掌握必要的理论知识,同时培养实践操作能力。
课程设计(论文)题目名称数字温度计课程名称电子技术课程设计学生姓名学号系、专业指导教师2011年12 月16 日温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。
使用温度测量仪,首先经过AD590集成温度传感器的作用,使外界温度转换为电流用表示。
因为上述为绝对温度K和电流之间的转换关系,而在设计中我们需要采用℃,所以我们必须使其转换成摄氏温度℃和电流之间的关系,这就要用到K—℃变换器。
通过K—℃变换器的作用,我们便得到想要的℃和电流之间的直接转换关系。
得到的电流再经过放大器的放大,即可直接用电压表读出被测对象的温度值。
然后放大后的电压接一比较器,比较器的输出端接报警设备。
报警设备可由一个发光二极管组成。
在设置了预警温度后,由比较器输出端的电压决定二极管是否发光,从而起到警报作用。
经TC7017AD转换后,再通过数码管显示。
关键词:AD590放大器TC7107 数码管摘要……………………………………………………………………….1 系统总体设计 (1)1.1 总体方案设计 (1)1.2 系统原理框图及电路图 (1)2 系统详细设计 (2)2.1 温度传感器 (2)2.2 转换与放大电路 (3)2.2.1 K-C转换电路 (3)2.2.2 放大器 (4)2.2.3 比较器 (4)2.2.4 报警设备 (5)2.2.5 电路原理图 (5)2.3 A/D转换电路 (6)2.4 数码管显示 (10)3 仿真与调试 (11)3.1 电路的仿真 (11)3.2 仿真结论 (13)4 总结 (13)附录元件清单 (14)参考文献................................... 错误!未定义书签。
1.1 总体方案设计图1所示为数字温度计的原理框图。
其工作原理是将被测的温度信号通过传感器转换成温度变化的电压信号,此电压信号经过放大电路后,通过模-数转换器把模拟量转变成数字量,最后将数字量送显示电路,用4位LED 数码管显示。
轻工业学院传感器及应用系统课程设计说明书数字温度计设计姓名:专业班级:学号:指导老师:时间:轻工业学院课程设计任务书题目数字温度计设计专业、班级电子信息工程09-1 学号主要容、基本要求、主要参考资料等:一、主要容:(1)整体电路设计(画出电路组成框图);(2)信号检测电路设计;(3)信号号放大电路设计,电路参数选取、数据计算;(4)A / D转换电路设计(5)显示电路设计。
二、基本本要求:(1)采用热电阻传感器组成测量电路;(2)电路组成:测量电桥、运算放大电路、A/ D转换、显示电路;(3)测量围为-199.9 ~ +199.9℃, 不进行非线性校正;(4)假设在实验装置上进行模拟实验,测量出需经实验确定的参数或系数;(5)写出5000字左右的工作原理说明,附系统图一。
采用热电阻传感器。
三、主要参考资料:完成期限:2012年6月11 日-2012年6月15日指导教师签章:专业负责人签章:2012年 6 月8 日数字温度计设计电子信息工程09 级1 班指导老师:摘要:本文在查阅、分析了现有的几种不同的测温原理,分析确定了热敏电阻测温,并对基于热敏电阻的数字温度计的设计进行了深入探讨和研究。
该系统分为测温模块、信号放大模块、A/D转换模块和控制显示模块,并分别对其进行方案分析,最终确定数字温度计系统的系统构架和设计方案;在硬件电路中,详细阐述了各模块电路的工作原理,分析了以AT89C51单片机为主控单元的系统硬件和软件设计,并对该系统进行误差分析,使我们对于系统的各种性能有了进一步认识。
本设计采用AT89C51单片机,TLC2543 A/D转换器,OP07放大器,铂电阻PT100、LCD1602及电源模块组成系统,并设计了相应的软件流程图,使其实现温度的实时显示。
该系统的优点是:使用简便;测量精确、稳定、可靠;测量围大;使用对象广。
关键词:PT100 ;测温;单片机;数字温度计目录1 概述 (1)2 系统硬件电路设计 (2)2.1电源模块 (2)2.2信号采集模块 (2)2.3信号调理放大模块 (4)2.4 A/D转换模块 (5)2.5单片机控制模块 (7)2.6液晶显示模块 (8)3 系统软件设计 (10)3.1软件总体流程设计 (10)3.2系统软件实现原理 (10)3.3系统程序构建 (10)4总结与展望 (12)参考文献 (13)附录:总原理图 (14)。
TMP100数字温度计及其程序设计1.1 基本参数及引脚说明 1.基本参数TMP100是德州仪器(TI )公司的一款数字温度传感器芯片。
主要特点有: 1) 工作电压范围:2.7V~5.5V2) 超低功耗:45μA (待机时0.1μA ) 3) 接口方式:I2C 二线串行接口 4) 可编程分辨率:9-Bits 到 12-Bits 5) 操作频率: 100 KHz /400KHz/3.4MHz6) 精度:测量温度在-25℃~85℃时,为±2℃在-55℃~125℃时,为±3℃ 2. 从器件地址、引脚说明及封装表x.1 TMP100引脚描述引脚名称引脚编号功能描述引脚封装图SCL 1 I2C 时钟输入 GND 2电源地ADD1 3 地址输入端1V+ 4 电源正极 ADD0 5 地址输入端0SDA 6 I2C 数据口表x.2 TMP100 SLA VE ADDRESS更多资料请登陆 本站主要探讨A VR 、51、及Freescale8位单片机。
提供常用电1ADD1 ADD0 器件从地址R/W0 0 1001 000 0悬空1001 0010 1 1001 010 1 0 1001 100 1悬空1001 1011 1 1001 110悬空0 1001 0111:READ 0:WRITE111悬空 1 10011.2 TMP100内部寄存器描述1.2.1 指针寄存器TMP100内部共有5个寄存器,一个指针寄存器(Point Register)和四个数据寄存器(Temperature Register、Configuration Register、TL及TH Register)。
对数据寄存器的选择是通过指针寄存器的低2位(P1和P0)来决定的。
指针寄存器的位描述,及P1、P0的设置对应具体的数据寄存器分别见表x.3和x.4。
表x.3 Point Register的各位(8-Bits)P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P00 0 0 0 0 0 RegisterBits表x.4 数据寄存器的指针地址P1 P0 数据寄存器0 0 温度寄存器(只读,保存温度值)0 1 配置寄存器(可读写)1 0 临界温度下限寄存器(可读写)1 1 临界温度上限寄存器(可读写)1.2.2 配置寄存器表x.5 Configuration Register的各位(8-Bits)D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OS/ALERT R1 R0 F1 F0 POL TM SD对各位的描述如下:SD:置1时,TMP100进入SHUT DOWN模式;置0时,进入连续温度转换模式;OS/ALERT:TMP100进入SHUT DOWN模式下,该位被置1后,将启动一次温度的测量转换,完成后继续进入SHUT DOWN模式;R1、R0:用于选择TMP100的分辨率,共四种,9-Bits、10-Bits、11-Bits、12-Bits,更多资料请登陆本站主要探讨A VR、51、及Freescale8位单片机。
课程设计任务书姓名:院(系):电信学院通信工程系专业:通信工程班号:任务起至日期:2011年4 月15 日至2011 年6月5日课程设计题目:数字温度计设计已知技术参数和设计要求:根据给定主要功能要求和主要元器件,设计一个完整的数字温度计。
(1) 自制稳压电源(2) 被测温度的范围在0至200°C(3) 用4位数码管显示温度值工作量:1.查找资料2.设计论证方案3.具体各个电路选择、元器件选择和数值计算4.具体说明各部分电路图的工作原理5.绘制电路原理图6.绘制印刷电路图7.元器件列表8.编写调试操作9.打印论文工作计划安排:1.查找资料、设计论证方案具体各个电路选择、元器件选择和数值计算绘制电路原理图一周2.绘制印刷电路图、元器件列表一周3.编写调试操作、打印论文一周同组设计者及分工:每人一组单独完成指导教师签字___________________2011年4月13日教研室主任意见:教研室主任签字___________________2011年4月13日数字温度计设计摘要:本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件,以铂热电阻Pt100为温度传感器的新型数字温度计。
主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要包括主控制器,测温电路和显示电路等,主控制器采用单片机80C52。
系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,温度转换命令子程序,计算温度子程序,显示数据刷新子程序等。
此外,还介绍了系统的调试和性能分析。
由于采用了铂热电阻Pt100作为检测元件,与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发,具有很好的发展前景。
关键词:单片机,主控制器,温度传感器,铂热电阻Pt100,单片机80C52,数字温度计设计任务与要求:已知技术参数和设计要求:根据给定主要功能要求和主要元器件,设计一个完整的数字温度计(1) 自制稳压电源(2) 被测温度的范围在0至200°C(3) 用4位数码管显示温度值一.温度传感器的设计1.稳压源的设计恒流源电路的作用是提供一个不随负载变化的电流,这样才能使该电流I通过PT100后让阻值变化转化为电压变化,从而输出变化的电压信号。
实验3 Pt100数字温度计设计一.实验目的1.了解和测量金属电阻和温度的关系;2.了解金属电阻温度系数的测定原理;3.根据所测Pt100的电阻-温度特性,选择一种合适的电路设计制作数字温度计. 二.实验仪器1. YJ-CGQ-I典型传感特性综合实验仪、2.Pt100热敏电阻温度传感器实验模板、3.Pt100传感器、4.数字万用表、5.大七芯-大七芯连接线、6.加热恒温箱、7.连接线.实验模板如1所示.三.实验原理1.金属电阻温度系数各种导体的电阻随着温度的升高而增大,在通常温度下,电阻与温度之间存在着线性关系,可用下式表示R=R(1+αt)(1)式中,R是温度为t℃时的电阻;R0为0℃时的电阻;α称为电阻温度系数.严格说,α和温度有关,但在0-100℃范围内,α的变化很小,可以看作不变.2.铂电阻导体的电阻值随温度变化而变化,通过测量其电阻值推算出被测环境的温度,利用此原理构成的传感器就是热电阻温度传感器.,能够用于制作热电阻的金属材料必须具备以下特性:(1)电阻温度系数要尽可能大和稳定,电阻值与温度之间应具有良好的线性关系;(2)电阻率高,热容量小,反映速度快;(3)材料的复现性和工艺性好,价格低;(4)在测量范围内物理和化学性质稳定.目前,在工业应用最广的材料是铂、铜.铂电阻与温度之间的关系,在0--630.74℃范围内用下式表示R=R0(1+AT+BT2)(2)T在-200--0℃的温度范围内为R=R0[1+AT+BT2+C(T-100℃)T3] (3)T式中,R0和R T分别为在0℃和温度T时铂电阻的电阻值,A、B、C为温度系数,由实验确定,A=3.90802×10-3℃-1,B=-5.80195×10-7℃-2,C=-4.27350×10-12℃-4.由式(2)和式(3)可见,要确定电阻R T与温度T的关系,首先要确定R0的数值,R0值不同时,R T与T的关系不同.目前国内统一设计的一般工业用标准铂电阻R0值有100Ω和500Ω两种,并将电阻值R与温度T的相应关系统一列成表格,称其为铂电阻的分度表,分度号分别用Pt100和Pt500 T表示.铂电阻采用纯度为99.9995%的铂丝绕制,其性能稳定,重复性好,精度高,在一定的温度范围内具有良好的线性,是国际公认的成熟产品,国际温标ITS-90中还规定,将具有特殊构造的铂电阻作为13.5033K--961.78℃标准温度计来使用.铂电阻广泛用于-200--850℃范围内的温度测量,工业中通常在600℃以下.四.实验内容与步骤1.测Pt100的R-t曲线1.1将加热恒温箱的电缆线与YJ-CGQ-I典型传感特性综合实验仪中的加热电缆座相连,打开电源开关,顺时针调节“设定温度粗选”和“设定温度细选”钮,打开加热开关, 加热指示灯发亮(加热状态),同时观察恒温加热盘温度(控温表)的变化,当恒温加热盘温度即将达到所需温度(如50.0℃)时逆时针调节“设定温度粗选”和“设定温度细选”钮使指示灯闪烁或者变暗(恒温状态),仔细调节“设定温度细选”使C盘温度恒定在所需温度(如50.0℃).将Pt100插入恒温腔中,信号接入数字多用表,测出此温度时的电阻值.1.2重复以上步骤,设定温度为55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃,测出热敏电阻在上述温度点时的电阻值.1.3根据上述实验数据,绘出R-t曲线. 2.求Pt100的电阻温度系数根据R-t曲线,从图上任取相距较远的两点t1-R1及t2-R2根据(1)式有:R1=R+Rαt1R2=R+Rαt2联立求解得:α= (R2- R1)/( R1t2- R2t1)3.数字温度计的设计与标定方法1:1).将Pt100温度传感器引线接入实验模板a、b之间,Ec接入直流10mA的恒流源, 将±15V电源接入模板,用连接线连接V01与放大器R6、R7输入端.2).将Pt100温度传感器置于0℃的环境中(如冰水混合物),万用表档位选择在DC 20V档,调节Rw1使V02为0.000V.3).将Pt100温度传感器置于恒温腔中,加热至100.0℃,调接Rw2使V02为1.000V(0.001V相当于0.1℃).4).重复1、2步使误差最小.方法2:1). 将Pt100温度传感器引线接入实验模板a、b之间,Ec接入直流10mA的恒流源,将±15V电源接入模板,用连接线连接V01与放大器R6、R7输入端.2).将Pt100温度传感器置于50.0℃的环境中(如恒温腔恒温在50.0℃),万用表档位选择在DC 20V,调接Rw1使V02为0.000V.3).加热至100.0℃,调接Rw2使V02为0.500V(0.001V相当于0.1℃).4).使恒温腔的温度冷却并恒温于50.0℃,调节Rw1使V02为0.500V5).加热至100.0℃, V02应为1.000V(0.001V相当于0.1℃).3.评估你所设计调试的数字温度计,写出评估报告.五.注意事项1.供电电源插座必须良好接地;2.在整个电路连接好之后才能打开电源开关;3.严禁带电插拔电缆插头.。
课程设计任务书课程:单片机技术课程设计题目:数字温度计班级:姓名:学号:时间:指导教师:目录第1章设计数字温度计的任务及功能要求说明 (1)1.1、设计数字温度计的任务 (1)1.2 、数字温度计功能要求说明 (1)第2章数字温度计硬件系统的设计 (2)2.1、数字温度计硬件系统各模块功能简要介绍 (2)2.2、数字温度计电路原理图 (6)2.3、数字温度计PCB图 (6)2.4、数字温度计元器件布局图 (6)2.5、数字温度计元器件清单 (6)第3章数字温度计软件系统的设计 (7)3.1、数字温度计使用单片机资源的情况 (7)3.2、数字温度计软件系统各模块功能简要介绍及流程框图 (7)第4章设计结论、仿真结果 (15)4.1、数字温度计的设计结论及使用说明 (15)4.2、数字温度计的仿真结果 (15)第5章课程设计心得体会 (17)参考文献 (19)附录A 数字温度计电路原理图 (20)附录B 数字温度计PCB图(正) (21)附录C 数字温度计PCB图(底) (22)附录D 数字温度计元器件布局图 (23)附录E 数字温度计器件清单 (24)附录F 数字温度计源程序 (25)第1章设计数字温度计的任务及功能要求说明1.1、设计数字温度计的任务设计一个具有特定功能的数字温度计。
该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“28090303”,进入准备工作状态。
测量温度范围0℃~99℃,测量精度小数点后四位,可以通过开始和结束键控制数字温度计的工作状态。
1.2 、数字温度计功能要求说明数字温度计在上电或按键复位后能自动显示系统提示符“28090303”。
P1口是独立式按键控制口,当按下S2键时,启动18B20并进入工作状态,并在数码管上显示即时温度,温度值可精确到小数点后四位;当按下S3键后,使18B20处于停止工作状态,并让数码管显示系统提示符。
当18B20周围的温度高于温度上限值时(例如可设定温度上限值为20度),接在P3.1口的蜂鸣器报警,并且开启接P3.1口的警示灯。
课程名称:电子技术课程设计设计题目:数字温湿度计院系:电气工程系专业:城轨供电本年级:2013姓名:陈美旺学号:20138020指导教师:关海川西南交通大学峨眉校区2016 年06 月16 日课程设计任务书专业城轨供电姓名陈美旺学号20138020开题日期:2016年03 月01 日完成日期:2016年06月16 日题目数字温湿度计一、设计的目的温度和湿度是两个基本的环境参数。
在我们的生活中,我们要时刻关心环境的变化,只有很好的把握好环境的差异变化,我们才能更好的生存与发展。
比如说在日常生活中,适宜的温度和湿度会使我们感到舒适,而不合适的温度和湿度则会让我们产生不舒服的感觉甚至生病。
再比如说在一些温室大棚里,里面的各类蔬菜瓜果只有在适宜的温度和湿度下,才能成长的更快,我们才能获取更大的效益。
准确测量温湿度在生物药学、食品加工、造纸业等行业更是至关重要。
总之,无论在日常生活中还是在工业、农业方面都离不开对周围环境温湿度的测量。
因此,研究温湿度的控制和测量具有非常重要的意义。
二、设计的内容及要求1) 确定系统的总体功能设计方案2) 完成总体设计方案原理图的绘制3) 完成硬件电路的焊接及调试4)完成软件系统的设计及编译5) 培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)2016 年06 月16 日承诺本人郑重承诺:所呈交的设计(论文)是本人在导师的指导下独立进行设计(研究)所取得的成果,除文中特别加以标注引用的内容外,本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的设计(研究)成果。
对本设计(研究)做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
如被发现设计(论文)中存在抄袭、造假等学术不端行为,本人愿承担一切后果。
学生签名:2016 年06月16日摘要在生活和工作中,我们时常需要检测当前环境的温度和湿度。
本文采用AM2302(DHT22)数字温湿度传感器,STC12C5A60S2单片机,OLED12864液晶显示屏以及一些元器件进行组合,从而完成对温度和湿度的检测。
数字温度计的设计和制作任务书电子电气12—任务单数字温度计的设计和制作班级姓名邹亿彬1一、项目描述医疗器械设计公司承接某电子产品设计开发任务:针对传感技术初学者设计一款数字显示温度计通过数字温度计的设计和制作过程,了解温度传感器的感温原理,温度测量系统的组成以及温度检测电路的工作原理,同时设计涉及到其他外围电路的使用,可进一步巩固电路分析等基础课程知识。
按温度检测系统的开发流程,设计相应的硬件电路,完成该电子产品的安装、系统调试,实现产品功能,并满足相应的技术指标,正确填写设计方案、测试报告等相关技术文件。
二、项目工作要求(一)设计要求基本部分:(必做)1、合理选用温度传感器,组成温度检测电路2、设计基于普通二极管温度传感器信号转换和放大电路3、温度传感器电路和自制数字电压表组成数字温度计拓展部分:(选做)采用不同类型温度传感器进行设计(如热敏电阻、热电偶等)(二)设计和制作任务1、数字温度计检测系统设计:项目分析、设计方案制定、原理图设计、PCB设计、(程序设计)2、数字温度计检测系统制作:PCB制作、元器件筛选和成型、焊装3、数字温度计检测系统调试:测试方案制定、仪表选用、产品调试、调试报告。
4、数字温度计检测作品展示和评价:数字温度计成品、项目完成情况汇报的ppt、评价表三、项目训练目标通过数字温度计检测系统设计和制作项目的学习,掌握传感器温度检测电路设计、装配、调试和检修的方法:1、通过查阅资料,能分析数字温度计检测系统的功能和技术要求,确定数字温度计检测系统的基本结构;2、能根据要求进行元器件合理选用;3、能根据时间要求和小组人员实际情况,合理分配工作任务,制订实施计划;4、能合理制定设计方案和调试程序结构;5、会合理设计传感器检测、显示及调整电路;6、能根据电路原理图完成印制电路板(PCB)图的设计,并按PCB制作工艺流程完成PCB的制作;7、能进行数字温度计的调试;8、掌握本项目安全操作的相关知识和要求,养成文明生产的习惯,提高环保意识;9、能整理设计文档,编写电子秤测量系统使用说明书;10、项目组制作项目完成情况汇报的ppt,由一名学生代表项目组进行汇报四、任务时间分配任务时间数字温度计测温系统项目描述项目资讯原理图设计决策计划过程实施PCB制作元器件筛选和成型和焊装测试方案制定、产品调试调试报告作品展示和评价五、任务实施说明1、本项目以真实产品为载体,按照项目驱动教学方式现场教学;2、学生按3-5人为一个学习小组;3、以小组为单位在老师指导下共同完成工作任务;4、参考资料以网上查找为主;5、注意保存过程资料,及时整理成档,按时上交作品,即:声光控控制系统设计和调试报告、声光控开关成品、PPT汇报材料及作业。
嵌入式设计基于热敏电阻的数字温度计设计院(系) 专 业 班 级 指导老师 学生姓名 成 绩2015年 7月 10日目录第一章绪论 (1)第二章设计要求及构思 (1)2.1设计要求 (1)2.2设计构思 (2)第三章总体程序流程图 (3)第四章原理框图 (4)4.1PT100铂热电阻: (4)4.2信号放大电路 (4)4.4主芯片电路图 (6)4.5 四位数码管 (7)第五章仿真电路图 (8)第六章心得体会 (10)参考文献 (11)附录程序代码 (12)第一章绪论随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入,温度作为一个重要的物理量,是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展,对温度的测量的要求也越来越高,而且测量的范围也越来越广,对温度的检测技术的要求也越来越高,因此,温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计按测使用的温度计种类繁多,应用范围也比较广泛,大致可以包括以下几种方法:1,利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2,利用热电效应技术制成的温度检测元件3,利用热阻效应技术制成的温度计4,利用热辐射原理制成的高温计5,利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
温度测量模块主要为温度测量电桥,当温度发生变化时,电桥失去平衡,从而在电桥输出端有电压输出,但该电压很小。
将输出的微弱电压信号通过OP07放大,将放大后的信号输入AD转换芯片,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来。
第二章设计要求及构思2.1设计要求1.系统硬件设计(1)使用热敏电阻PT100;(2)单片机采用MCS51系列;(3)LED数码管显示温度。
2.系统软件设计(1)温度可以通过PT100热敏电阻实调程序;(2)AD转换芯片检测温度的模拟量程序;(3)LED显示程序;3.系统功能(1)测量温度范围−50℃~110℃;(2)精度误差小于0.5℃;(3)LED数码管显示。
基于铂电阻的数字温度计设计1、硬件设计根据测试系统所要求的测量范围,选用的传感器为铂电阻PT100,Pt100的测量范围是-200到850,单片机选用80C51,AD转换芯片选择AD574。
2、铂电阻PT100温区(-200~650℃)最常用的一种温度检测器,不仅广泛应用于工业测温,而且被制成各种标准温度计供计量和校准使用。
PT100的温度/电阻曲线如图1所示。
图1按IEC751国际标准,温度系数TCR=O.003851,Pt100(R0=100Ω)、Pt1000(R0=1000Ω)为统一设计型铂电阻。
TCR=(R100一R0)/(R0×100)。
PT100与PT1000的标准阻值如表1所示。
温度/电阻特性公式如下:-200<0℃Rt="R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3]0<850℃Rt="R0(1+At+Bt2]其中Rt在t℃时的电阻值,R0在0℃时的电阻值3、测温电路测量范围为0~100℃的线性化、宽温域的Pt100测温电路。
电路图2所示电路有电压基准电路、线性化电路、差分放大电路和A/D转换电路组成。
电压基准电路有精密基准源LM199、电阻R1和电压跟随器A1构成,产生V R=6.855V的基准电压。
该基准一方面作为线性化电路的输入,另一方面经分压后得到V a=287.1mV的补偿电压。
实际应用时用二次多项式表示铂电阻的阻值与温度的关系,即R t =R 0(1+3.9684*10-3t+5.8458*10-7t 2) (1.1)线性化电路有A 2及外围电阻构成,R T 是铂电阻,R 是补偿电阻,R F =R f ,由电路可得2T o R T R V V R R=-(1.2)要使V o2与温度成线性关系,必须使0222=dtV d o即有2222/T TT dR d R R R dt dt ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(1.3) 将式(1.1)代入式(1.3)得212001020233a R R R a R t a R ta =---在温度0℃~100℃的范围内对R 求平均值。
数字温度计设计课程设计引言数字温度计是一种用于测量温度的设备,它将温度转换为数字信号来表示。
在本课程设计中,我们将探讨数字温度计的设计原理和实现方法。
通过本设计,学生将能够理解数字温度计的工作原理,掌握数字信号的转换方式,并通过实际搭建一个数字温度计的电路来锻炼实践能力。
设计目标本课程设计旨在帮助学生达到以下目标:1.理解数字温度计的基本原理和工作机制;2.掌握数字信号的转换方式;3.学会使用模拟传感器完成温度测量;4.能够使用电路和编程工具实现数字温度计。
设计步骤步骤一:理解数字温度计的原理在本步骤中,学生将学习数字温度计的基本原理和工作机制。
他们需要学习关于传感器、模拟信号和数字信号的知识。
可以使用实验示意图、图表和实际温度计来帮助学生理解。
步骤二:选择传感器和电路元件在本步骤中,学生将学习如何选择合适的传感器和电路元件来实现数字温度计。
他们需要学习传感器的种类和特性,并选择合适的传感器来测量温度。
此外,学生还需要选择合适的电路元件来转换模拟信号为数字信号。
步骤三:搭建电路在本步骤中,学生将使用所选的传感器和电路元件来搭建数字温度计的电路。
他们需要按照电路图纸的指导,正确地连接电路,并确认电路的正常工作。
步骤四:测试和校准在本步骤中,学生将测试他们搭建的数字温度计的性能和准确性。
他们可以使用已知温度源来测试数字温度计的响应和精度,并根据需要调整传感器和电路的参数。
步骤五:实现数字温度显示在本步骤中,学生将使用数字信号转换器和显示设备来实现数字温度的显示。
他们需要学习如何将数字信号转换为合适的格式,并将其显示在合适的设备上。
步骤六:编写文档和报告在本步骤中,学生需要撰写关于数字温度计设计的文档和实验报告。
他们需要描述设计的原理、电路图纸、实验步骤和测试结果,并对设计中遇到的问题和解决方法进行讨论。
实验工具和材料•Arduino Uno开发板•温度传感器•电阻、电容和电路连接线•电脑和编程软件•调试工具:万用表、示波器等总结通过本课程设计,学生将能够理解数字温度计的工作原理,掌握数字信号的转换方式,并通过实际搭建一个数字温度计的电路来锻炼实践能力。
TMP100数字温度计及其程序设计1.1 基本参数及引脚说明 1.基本参数TMP100是德州仪器(TI )公司的一款数字温度传感器芯片。
主要特点有: 1) 工作电压范围:2.7V~5.5V2) 超低功耗:45μA (待机时0.1μA ) 3) 接口方式:I2C 二线串行接口 4) 可编程分辨率:9-Bits 到 12-Bits 5) 操作频率: 100 KHz /400KHz/3.4MHz6) 精度:测量温度在-25℃~85℃时,为±2℃在-55℃~125℃时,为±3℃ 2. 从器件地址、引脚说明及封装表x.1 TMP100引脚描述引脚名称引脚编号功能描述引脚封装图SCL 1 I2C 时钟输入 GND 2电源地ADD1 3 地址输入端1V+ 4 电源正极 ADD0 5 地址输入端0SDA 6 I2C 数据口表x.2 TMP100 SLA VE ADDRESS更多资料请登陆 本站主要探讨A VR 、51、及Freescale8位单片机。
提供常用电1ADD1 ADD0 器件从地址R/W0 0 1001 000 0悬空1001 0010 1 1001 010 1 0 1001 100 1悬空1001 1011 1 1001 110悬空0 1001 0111:READ 0:WRITE111悬空 1 10011.2 TMP100内部寄存器描述1.2.1 指针寄存器TMP100内部共有5个寄存器,一个指针寄存器(Point Register)和四个数据寄存器(Temperature Register、Configuration Register、TL及TH Register)。
对数据寄存器的选择是通过指针寄存器的低2位(P1和P0)来决定的。
指针寄存器的位描述,及P1、P0的设置对应具体的数据寄存器分别见表x.3和x.4。
表x.3 Point Register的各位(8-Bits)P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P00 0 0 0 0 0 RegisterBits表x.4 数据寄存器的指针地址P1 P0 数据寄存器0 0 温度寄存器(只读,保存温度值)0 1 配置寄存器(可读写)1 0 临界温度下限寄存器(可读写)1 1 临界温度上限寄存器(可读写)1.2.2 配置寄存器表x.5 Configuration Register的各位(8-Bits)D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OS/ALERT R1 R0 F1 F0 POL TM SD对各位的描述如下:SD:置1时,TMP100进入SHUT DOWN模式;置0时,进入连续温度转换模式;OS/ALERT:TMP100进入SHUT DOWN模式下,该位被置1后,将启动一次温度的测量转换,完成后继续进入SHUT DOWN模式;R1、R0:用于选择TMP100的分辨率,共四种,9-Bits、10-Bits、11-Bits、12-Bits,更多资料请登陆本站主要探讨A VR、51、及Freescale8位单片机。
提供常用电2对应的选择关系见表x.4。
表x.6 TMP100的分辨率设置分辨率(RESOLUTION)典型转换时间R1 R00 0 9Bits(0.5℃)40ms0 1 10 Bits(0.25℃)80ms1 0 11 Bits(0.125℃)160ms1 1 12 Bits(0.0625℃)320ms1.2.3 温度寄存器表x.7 Temperature Register的各位(16-Bits)BYTE1—高8位 BYTE2—低8位D15 D14 D13 D12 D11 D10D9D8D7D6D5D4D3 D2 D1 D0T11 T10 T9 T8 T7 T6 T5T4T3T2T1T00 0 0 0 对应的温度值的计算方式如下:温度值 = T11×27 + T10×26 +T9×25 +T8×24+T7×23+T6×22+T5×21+T4×20+T3×2-1+T2×2-2+T1×2-3+T0×2-4根据不同的分辨率设置,对应的有效位不同:1)12 Bits RESOLUTION时,有效位为T11~T0,最低位为T0,故分辨率为2-4=0.06252)11 Bits RESOLUTION时,有效位为T11~T1,最低位为T1,故分辨率为2-3=0.1253)10 Bits RESOLUTION时,有效位为T11~T2,最低位为T2,故分辨率为2-2=0.254)9 Bits RESOLUTION时,有效位为T11~T3,最低位为T3,故分辨率为2-1=0.5读者可参考Program x.1中的void Temperature_count(uint temp)函数进行阅读。
1.3 基本操作及时序更多资料请登陆本站主要探讨A VR、51、及Freescale8位单片机。
提供常用电3TMP100具有读写两种操作,其操作时序为标准I2C时序,工作频率有100 KHz、400KHz和3.4MHz三种。
读写时序图如下(请参考I2C总线概述一章):图x.1 TMP100的的写时序更多资料请登陆本站主要探讨A VR、51、及Freescale8位单片机。
提供常用电4图x.2 TMP100的读时序1.4 TMP100与MCU的硬件原理图图x.3 ATMEGA16最小系统及TMP100的硬件连接图x.3的连接方式是A VR单片机既可通过I/O口线模拟的方式读写器件也可通过单片机的TWI(兼容I2C)功能来读写器件。
1.5 TMP100的TWI驱动程序介绍Program x.1是对应原理图x.3, 使用ATMEGA16的内部TWI控制器编制,并在硬件上通过调试验证。
以下主要介绍I2C的核心驱动函数。
Program x.1(文件名为TMP100_TWI.C)#include <avr/io.h>#include <uart.h>#include <OwnTWI.h> //包含第x章的OwnTWI.h头文件更多资料请登陆本站主要探讨A VR、51、及Freescale8位单片机。
提供常用电5uchar TMP100_Write(uchar slv_addw,uchar sub_suba,uchar Wdata){Start();//I2C启动Wait();if(TestAck()!=START) return 1;//ACKWrite8Bit(slv_addw);//写I2C从器件地址和写方式Wait();if(TestAck()!=MT_SLA_ACK) return 1;//ACKWrite8Bit(sub_suba);//写地址Wait();if(TestAck()!=MT_DATA_ACK) return 1;//ACKWrite8Bit(Wdata);//写DATAWait();if(TestAck()!=MT_DATA_ACK) return 1;//ACKStop();//I2C停止//延时等Device 写完return 0;}/******************************************I2C总线读no 个字节如果读失败也返回0*******************************************/uchar TMP100_Read(uchar slv_addr,uchar suba,uchar *s,uchar no){uchar n;Start();//I2C启动Wait();if (TestAck()!=START) return 51;//ACK更多资料请登陆本站主要探讨A VR、51、及Freescale8位单片机。
提供常用电6Write8Bit(slv_addr-1);//写I2C从器件地址和写方式Wait();if(TestAck()!=MT_SLA_ACK) return 52;//ACKWrite8Bit(suba);//写地址Wait();//if(TestAck()!=MT_DATA_ACK) return 53;//ACK//Stop();//I2C停止Start();//I2C重新启动Wait();if (TestAck()!=RE_START) return 54;//ACKWrite8Bit(slv_addr);//写I2C从器件地址和写方式Wait();if(TestAck()!=MR_SLA_ACK) return 55;//ACKfor(n=0;n<no;n++){Twi();//启动主I2C读方式Wait();if(TestAck()!=MR_DATA_ACK) return 57;//ACK*s=TWDR;//读取I2C接收数据s++;}Stop();//I2C停止return 0;}本站有TMP100数字温度器芯片的零售,如有需要者请访问如下页面联系购买:/mod2/p_show.asp?id=23789更多资料请登陆本站主要探讨A VR、51、及Freescale8位单片机。
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