基于单片机的热敏电阻温度计的设计

目录1 课程设计的目的 (1)2 课程设计的任务和要求 (1)3 设计方案与论证 (1)4 电路设计 (2)4.1 温度测量电路 (3)4.2 单片机最小系统 (6)4.3 LED数码显示电路 (8)5 系统软件设计 (9)6 系统调试 (9)7 总结 (11)参考文献 (13)附录1：总体电路原理图 (14)附录2：元器件清单 (15)附录3：实物图 (16)附录4：源程序 (17)1 课程设计的目的（1）掌握单片机原理及应用课程所学的理论知识；（2）了解使用单片机设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；（3）学习单片机仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧；（4）培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度；（5）锻炼自己的动手动脑能力，以提高理论联系实际的能力。

2 课程设计的任务和要求（1）采用LED数码管显示温度；（2）测量温度范围为-10℃~110℃；（3）测量精度误差小于0.5℃。

3 设计方案与论证方案一：本方案主要是在温度检测部分利用了一款新型的温度检测芯片DS18B20，这个芯片大大简化了温度检测模块的设计，它无需A/D 转换，可直接将测得的温度值以二进制形式输出。

该方案的原理框图如图3-1所示。

DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加A/D即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式。

它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控图3-1方案一系统框图方案二：温度检测部分采用传统的热敏电阻，热敏电阻的阻值随环境温度变化而变化，将热敏电阻与固定电阻串联后分压，经A/D转换器将其转换为单片机可识别得二进制数字量，然后根据程序查表得到温度值，单片机主要控制LED显示器显示正确的温度值，并根据设置的上下限控制继电器动作，从而控制外部负载。

该方案的原理框图如图3-2所示。

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基于单片机的热敏电阻温度计的设计
随着科技的不断发展，各种电子设备应用也越来越广泛。

热敏电
阻温度计便是其中之一，它是一种利用物质温度对电阻值的变化来实
现温度测量的智能仪器。

本篇文章将介绍热敏电阻温度计的设计及其
原理。

首先，我们需要准备的材料有单片机、热敏电阻、电阻、显示屏、连接线以及电源。

将这些材料准备齐全后，便可以开始进行热敏电阻
温度计的设计。

我们需要将热敏电阻、电阻、单片机连接成电路。

电路连接后，
需要进行编程，以使得单片机能够读取热敏电阻和电压值，并将其转
换成温度值。

通过显示屏将温度值显示出来，实现对温度的实时监测。

在热敏电阻温度计设计的过程中，需要注意以下几点：
1. 选用合适的热敏电阻：热敏电阻的温度系数决定了它在不同温
度下的电阻值，因此需要选择合适的热敏电阻。

2. 电路的稳定性：电路中各部分的连接不可松动，否则会影响温
度测量的准确性。

3. 编程的准确性：需要通过合理的代码编写来实现对热敏电阻和
电压值的正确读取和转换，确保温度测量的准确性。

总之，热敏电阻温度计因其简单易用、准确度高等优点被广泛应
用于各种领域中，例如工业制冷、医疗设备等。

希望通过本篇文章的
介绍，能够帮助读者更好地了解热敏电阻温度计的设计及其原理，以便于更好地应用于实际生活生产中。

基于单片机的热敏电阻数字温度计的思路
热敏电阻是根据温度变化而变化阻值的电阻，其阻值与温度成反比例关系。

基于单片机的热敏电阻数字温度计的思路主要包括以下几个方面：
1.硬件设计：选用合适的热敏电阻、运放、单片机等元器件进
行硬件设计，电路需要确保稳定可靠，能够满足测量要求。

2.软件设计：根据硬件设计要求，编写相应的单片机程序，实
现温度信息的采集、处理、存储和显示等功能，程序需要具有较高的精度和可靠性。

3.温度采集：利用单片机的模拟输入端口对热敏电阻进行采集，将其阻值转换为温度值，并进行校准和滤波等处理，确保温度测量精度。

4.温度显示：将采集到的温度值显示在单片机的显示屏上，可
显示数值和单位，也可根据需要进行警报和数据记录等功能。

5.应用扩展：可以根据需要增加多路温度采集、远程传输、数
据存储和分析等功能，扩展应用领域，满足不同用户需求。

第1章绪论1.1 热敏电阻热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。

热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。

热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件。

热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。

温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。

但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。

制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。

热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。

但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。

1.2 工作原理负温度系数热敏电阻主要材料有氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。

负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分低温（-60～300℃）、中温（300～600℃）、高温（>600℃）三种。

1.3 热敏电阻的特点1.灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；2.工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；3.体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；4.使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；5.易加工成复杂的形状，可大批量生产；6.稳定性好、过载能力强。

第2章单片机介绍2.1 单片机单片机（Single chip microcomputer）微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

单片机课程设计报告-- 基于单片机的热敏电阻测温系统设计单片机课程设计报告2011 / 2012 学年第 2学期课程名称：单片机课程设计上机项目：基于单片机的热敏电阻测温系统设计专业班级：电子信息工程02班1摘要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。

传统的测温元件有热电偶和热电阻。

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可以直接读出被侧温度值，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。

本文介绍一种基于STC12C5608AD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℃，使用数码管驱动芯片CH451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，STC12C5608AD单片机功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

关键词：温度测量DS18B20 STC12C5608AD CH451目录2摘要 (2)第1章绪论 (4)第2 章时间安排 (5)第3章设计方案及选材 (6)3.1 系统器件的选择 (7)3.1.1温度采集模块的选择与论证 (7)3.1.2 显示模块的选择与论证 (8)3.2 设计方案及系统方框图 (8)3.2.1 总体设计方案 (8)3.2.2 系统方框图 (9)第4章硬件设计 (10)4.1 总系统组成图 (10)4.2 温度测量传感器部分 (10)4.3 控制部分 (10)4.4 显示部分 (11)4.5 报警部分 (12)第5章程序流程图设计 (13)5.1 主程序流程图 (13)5.2 温度采集流程图 (14)第6章总结 (15)参考文献 (16)3第1章绪论现在电子技术日新月异，各种新型的自动控制系统也越来越多地运用到人们的日常生活、工业生产等领域，它不但可以提高劳动生产率，而且可以使控制的设备或执行的操作更加精确。

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。

基于单片机的热敏电阻温度计的设计热敏电阻温度计是一种利用热敏电阻的温度特性来测量温度的传感器。

热敏电阻的电阻值随温度变化而变化，其电阻值与温度之间存在着一定的函数关系。

因此，通过测量热敏电阻的电阻值，就可以得到被测物体的温度。

本文将介绍一种基于单片机的热敏电阻温度计的设计方案。

硬件设计硬件设计主要包括电路设计和元器件选择。

电路设计本设计采用的是电桥式热敏电阻温度计电路，如图所示。

电桥式电路由四个电阻组成，其中两个电阻为热敏电阻，另外两个电阻为定值电阻。

当被测物体的温度发生变化时，两个热敏电阻的电阻值会发生变化，从而导致电桥不再平衡。

为了使电桥平衡，需要通过调整定值电阻的阻值来实现。

为了方便调节电桥平衡，我们可以在电桥两侧分别接入两个放大器，如图所示。

通过调节放大器的增益，可以实现对电桥平衡的微调。

元器件选择在选择热敏电阻时，需要注意其温度响应特性和电阻值范围。

热敏电阻的温度响应特性应该与被测物体的温度范围相匹配，同时其电阻值范围也应该适合于电桥的设计。

在选择放大器时，需要注意其放大倍数和电源电压范围。

放大器的放大倍数应该与电桥的灵敏度相匹配，同时其电源电压范围也应该适合于电桥的设计。

单片机设计单片机设计主要包括程序设计和接口设计。

程序设计程序设计主要包括采集和处理温度数据的程序。

在程序中，我们需要通过模拟输入口（ADC）来采集热敏电阻的电压信号，并将其转换为温度值。

同时，我们还需要对采集到的温度数据进行处理，并将其显示在LCD屏幕上。

接口设计接口设计主要包括单片机与电桥、放大器、LCD屏幕之间的连接方式。

在接口设计中，我们需要考虑接口的电气特性和信号处理方式。

同时，我们还需要注意接口的可靠性和稳定性。

总结基于单片机的热敏电阻温度计是一种简单、实用的温度测量方案。

通过合理的硬件设计和程序设计，可以实现对被测物体温度的准确测量和显示。

同时，这种方案还具有成本低、易于维护等优点，因此在实际应用中具有广泛的应用前景。

应用电子技术毕业设计（论文）-基于单片机的数字式热敏电阻温度计设计电子工程学院毕业论文(设计)课题数字式热敏电阻温度计教研室电子教研室专业应用电子技术班级 08级应用电子班学生姓名学号导师姓名职称助教2011年 1月 9 日摘要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，所以温度测量技术和测量仪器的研究是一个重要的课题。

随着时代的进步和发展，单片机技术已经伸入到各个领域，基于单片机数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，其输出温度采用数字显示。

该论文仔细研究了美国Dallas公司开发的一线总线技术及其通信协议。

论文首先详细介绍了一线总线智能温度传感器DS18B20及单片机工作原理，在此基础上，设计了相应的硬件原理图及软件程序，实现了温度检测与显示环节。

关键词:单片机，数字温度传感器，DS18B20AbstractTemperature as an important physics, industrial production process in the most general, one of the most important parameters, so thetemperature measurement technology and measurement instrument researchis an important topic. With the progress of The Times and development, microcontroller technology has dipped into various areas, based onsingle-chip digital thermometer and traditional thermometer readings, compared with convenient, temperature measurement range, its output temperature using digital display.This paper studied the American Dallas company development 1-wirebus technology and communication protocols. It firstly introduces in detail 1-wire bus intelligent temperature sensor DS18B20 and single-chip microcomputer principle, on this basis, the corresponding hardware design principle diagram and software program, realized the temperature detection and display link.Keywords: Microcontroller, digital temperature, sensorIIDS18B20目录.................................................................... .......................................................... 1 第一章绪论1.1 课题背景 ..................................................................... ...................................................... 1 1.2国内外测温状况 .............................................................................................................. 1 1.3温度检测技术介绍 ..................................................................... .................................... 3 第二章数字式热敏电阻温度计的设计方案 .....................................................................5 2.1 方案一 ..................................................................... .......................................................... 5 2.2 方案二 ..................................................................... .......................................................... 6 2.3方案比较与选择 ..................................................................... ......................................... 7 第三章设计原理与结构...................................................................... .................................... 7 3.1 DS18B20结构及工作原理 ..................................................................... ....................... 7 3.2单片机介绍 ..................................................................... ................................................ 13 3.3 LED显示器简介 ..................................................................... ....................................... 15 3.4 LED显示器工作原理 ..................................................................... .............................. 16 第四章系统结构及工作原理 .............................................................................................. 18 4.1系统硬件原理图及相关说明 ..................................................................... ................ 18 4.2系统软件算法说明 ..................................................................... .................................. 19 第五章系统程序的设计...................................................................... .................................. 21 5.1程序模块设计 ..................................................................... ........................................... 21 5.2温度数据的计算处理方法...................................................................... .................... 26 总结 ..................................................................... ....................................................................... 28 参考文献 ..................................................................... ......................................................... 30 致谢 ..................................................................... (31)附录 ..................................................................... (32)III第一章绪论1.1 课题背景“工欲善其事，必先利其器”，这是中国的一句古话，人们早就知道工具的重要性。