基于单片机温度测量装置的设计.
- 格式:doc
- 大小:264.00 KB
- 文档页数:21
单片机基于stm32的数字温度计设计
数字温度计是一种用于测量环境温度的设备。
在这个问题中,我们将使用基于STM32的单片机来设计一个数字温度计。
为了设计这个温度计,我们需要以下组件和步骤:
1. STM32单片机:STM32是一种基于ARM架构的单片机,它具有强大的计算能力和丰富的外设接口,适用于各种应用。
2. 温度传感器:我们需要选择一种适合的温度传感器,常用的有数字式温度传感器,如DS18B20。
3. 连接电路:将温度传感器连接到STM32单片机。
这通常需要使用一些电子元件,如电阻、电容和连接线等来建立电路连接。
4. 编程:使用适合STM32单片机的编程语言,如C语言,来编写程序。
程序将读取温度传感器的数据,并将其转换为数字值。
5. 温度显示:将温度数据显示在合适的显示设备上,如LCD显示屏或七段数码管。
可以使用STM32单片机的GPIO口控制这些显示设备。
6. 数据处理:可以对温度数据进行进一步处理,如计算平均温度、设定警报阈值等。
以上是一个基本的数字温度计设计的流程。
具体的实现细节和代码编写可能需要根据具体的硬件和软件平台进行调整。
基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。
我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。
STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器,广泛应用于各类嵌入式系统中。
通过STM32单片机实现温度控制,不仅可以精确控制目标温度,而且能够实现系统的智能化和自动化。
本文将介绍如何通过STM32单片机,结合传感器、执行器等硬件设备,构建一套高效、稳定的温度控制系统,以满足不同应用场景的需求。
在本文中,我们将首先分析温度控制系统的基本需求,包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。
随后,我们将详细介绍系统的硬件设计,包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。
在软件编程方面,我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写,包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。
我们将对系统进行测试,以验证其性能和稳定性。
通过本文的阐述,读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程,掌握相关硬件和软件技术,为实际应用提供有力支持。
本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计,主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。
系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台,能够实时采集环境温度,并根据预设的温度阈值进行智能调节,以实现对环境温度的精确控制。
在系统总体设计中,我们采用了模块化设计的思想,将整个系统划分为多个功能模块,包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。
这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性,同时也便于后续的调试与优化。
温度采集模块是系统的感知层,负责实时采集环境温度数据。
我们选用高精度温度传感器作为采集元件,将其与STM32单片机相连,通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,供后续处理使用。
1摘要为了克服传统温度计测量温度的主要缺点——需要测量者与被测目标近距离接触和测量不方便,在顾及仪器测量高精度前提下,以追求最低成本为原则,研制了非接触式热释电红外测温仪,实现了对物体表面温度快速准确的测量。
本文主要设计了红外测温仪的整体系统构架,根据热释电原理,主要针对人体体温测量进行了具体的设计开发,包括整体方案,总体电路及各单元电路的设计,软件设计,硬件焊接及系统调试,并利用设计出来的红外测温仪在环境温度30℃下对人体温度进行了测量,对人体的温度测量的误差低于±0.1℃,提高了测量精度。
红外测温仪的设计主要为适应人体体温快速无接触测量的需要。
此外还介绍了热释电红外传感器的工作原理以及比较适合人体红外检测的热释电传感器PM611的优点和等效电路,阐述了基于热释电传感器的红外测温仪的工作原理,讨论了该系统的设计与实现方法,简单介绍了测温系统的适用条件。
关键词:温度测量热释电PM611AbstractTo decrease the limitation of traditional method of temperature measuring such as close contact between measurer and the target and inconvenience when measuring, we developed a non-contact type piezoelectric infrared thermometer, realizes fast and accurate surface temperature measurements. This article also designed the overall system architecture infrared thermometer. Then under the piezoelectric principle, aimed at human body temperature measurement for a specific design, development including hardware, peripherals technology, SCM, and the host program . Designed by using the infrared thermometer at ambient temperature 30℃on the human body were measured on the human body temperature measurement error is less a ±0.1℃improve the measurement accuracy. This thermometer mainly applies to no-contact, speedy body-heat measurement. This article mainly introduces operational principles of piezoelectric infrared sensor and the structure of hydroelectrically sensor PM611.It formulates the theory of the thermometer based on hydroelectrically sensor and studies how to design and implement of the system.Finally,it indicates the conditional demand of the system.Keywords: Temperature Measurement Piezoelectrically PM611毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
简易设计基于单片机的语音温度计全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:在日常生活中,温度计是一种常用的测量温度的工具。
而随着科技的发展,基于单片机的温度计设计也成为了一种新的趋势。
今天,我们就来介绍一种简易设计基于单片机的语音温度计。
一、设计思路我们的语音温度计设计思路是利用单片机来读取温度传感器所采集到的温度值,并通过语音模块来将温度值转换成语音输出。
用户可以直接通过语音来获取当前温度,从而实现便捷的测温功能。
二、硬件设计在硬件设计方面,我们使用温度传感器来采集环境温度,并将采集到的数据传输给单片机进行处理。
我们还需要加入语音模块,将处理后的温度数据转换成语音输出。
整个设计中,单片机起着核心的作用,负责数据的处理和控制。
三、软件设计在软件设计方面,我们需要编写单片机的程序来实现温度数据的读取和处理,以及语音输出的控制。
具体来说,我们需要编写温度传感器的驱动程序和数据处理程序,以及语音模块的控制程序。
还需要考虑用户的交互设计,使得用户可以通过简单的语音指令来获取所需的温度信息。
四、功能实现通过以上的硬件和软件设计,我们实现了一款简易的基于单片机的语音温度计。
用户只需要触发语音模块,就可以通过语音输出得知当前的温度。
这种设计不仅减轻了用户的操作负担,还提升了测温的便捷性。
五、应用价值这种基于单片机的语音温度计具有广泛的应用价值。
在家庭生活中,用户可以轻松地获取室内外的温度信息,为生活提供便利。
在工业领域,可以用于监控生产环境的温度变化,保障生产的质量和安全。
这种设计还可以用于医疗领域,帮助医生和护士及时监测病人的体温。
基于单片机的语音温度计在实现简单的功能的也带来了便捷和实用的用户体验。
未来,随着科技的不断发展,更多基于单片机的智能温度计设计将不断涌现,为人们的生活和工作带来更多的便利和安全。
第二篇示例:简易设计基于单片机的语音温度计随着科技的不断发展,智能设备在人们生活中扮演着越来越重要的角色。
智能家居设备、智能手机等产品在人们的日常生活中起到了极大的便利作用。
基于单片机的智能体温检测系统设计摘要:由于新冠疫情的爆发给大众的生活带来了巨大变化,为了满足疫情条件下对温度快速测量的需求,采用无接触式测温既有效规避病毒传染风险,又可以第一时间检测疑似病例。
在此基础上添加口罩识别功能极大减轻了工作人员人工识别的负担,为防疫工作提供保障。
目前市场现有系统存在价格高以及不易携带的问题,并且目前市场应用的大部分装置都是单独的口罩识别或是无接触测温系统。
与之相比该系统将两种功能结合在同一系统中,具有体积小、便携、易操作等优点,为操作人员提供了极大便利。
此装置适用于学校、工厂、商场等人流密集场所,可以为进出人员提供检测服务。
人机交互式装置在疫情防控中发挥重要作用,节省人力物力,并且其效率远高于人工检测。
关键词:单片机;智能体温;检测系统;设计引言患新冠肺炎的主要症状是发热,因此体温检测是疫情防控的第一道防线。
以当今人流密集场所疫情防控情况为背景,设计并实现了一款基于STM32单片机的非接触式体温测量与身份识别系统。
该系统利用OPENMV对目标人脸进行快速检测,精准识别目标身份信息和口罩佩戴情况,利用MLX90614准确测量目标体表温度,实时将测量信息通过显示屏直观地展示并通过蓝牙发送到手机App上,实现系统逻辑结构的完整性与任务完成的效率最优解。
1系统的组成及其工作原理1.1系统的组成以单片机作为系统控制基础,利用传感器测量温度,通过通信和控制技术,形成温度测量控制系统。
具体可分为基于MLX90614红外测温传感器的温度检测模块、LCD12864液晶屏显示模块、4X4矩阵键盘模块、电源模块、复位模块、晶振模块、报警模块、继电器控制模块和震动传感器模块。
1.2系统工作原理该系统基于STC12C5A60S2单片机进行设计,包括电源电路、复位电路、晶振电路、红外测温传感器、震动传感器、LCD显示电路、蜂鸣器报警电路、键盘输入电路和继电器控制电路,通过MLX90614红外温度传感器实现温度数据的处理。
单片机C语言课题设计报告设计题目:温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。
利用18B20温度传感器获取温度信号,将需要测量的温度信号自动转化为数字信号,利用单总线和单片机交换数据,最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。
基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统,的单片机的智能温度检测系统,设计采用18B20温度传感器,其分辨率可编程设计。
本课题设计应用于温度变化缓慢的空间,综合考虑,以降低灵敏度来提高显示精度。
设计使用12位分辨率,因其最高4位代表温度极性,故实际使用为11位半,位半,而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃~℃~℃~+125+125+125℃,℃,则其分辨力为0.06250.0625℃。
℃。
设计使用LCD1602显示器,可显示16*2个英文字符,显示器显示实时温度和过温警告信息,和过温警告信息,传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》,当传感器异常时播放嘟嘟音。
单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界,气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。
基于51单片机的温度检测装置的设计一、绪论温度检测是电子技术应用的一项基本工作之一。
无论在工业生产中还是家庭日常生活中,温度检测都有着重要的作用。
设计一种简单、实用的温度检测装置,对于提高生产效率、提高安全性等方面都有着重要的作用。
目前市面上有很多种温度检测装置,如数字式温度计、红外线温度计等。
而基于51单片机的温度检测装置,由于其设计简单、易于实现、成本低廉、可靠、灵活等优点,得到了广泛的应用和研究。
二、设计目标1.能实时采集并显示当前温度值;2.具备报警功能,当温度超出设定范围时,能够及时进行报警;3.能够保存历史最高温度值,并进行显示。
三、硬件设计1.温度传感器:DS18B20;2.单片机:STC89C52;3.显示器:1602液晶显示屏;4.报警器:有源蜂鸣器。
1.温度采集与显示模块;2.温度报警模块;3.历史最高温度显示模块。
具体实现如下:1.温度采集与显示模块DS18B20_Init(); //初始化温度传感器LcdIni(); //初始化液晶显示屏然后,在一个while循环中,不断采集温度值,并将其显示在液晶显示屏上,代码如下:while(1){Ds1820Convert(); //触发温度采集Ds1820ReadTemp(temp); //读取温度值LcdCommand(0x80); //光标定位到第一行第一列LcdShowStr("Temp:"); //显示“Temp:”字样LcdShowData(temp[1]); //显示温度值的百位数LcdShowData(temp[0]); //显示温度值的十位数LcdShowData(temp[2]); //显示温度值的个位数LcdShowStr("C "); //显示“C”字母和两个空格}2.温度报警模块为了实现温度报警功能,需要定义一个阈值,并比较当前温度值是否超过了这个阈值。
如果超过了阈值,则触发报警。
基于单片机的热敏电阻温度计的设计引言:热敏电阻是一种根据温度变化而产生变阻的元件,其电阻值与温度成反比变化。
热敏电阻广泛应用于温度测量领域,其中基于单片机的热敏电阻温度计具有精度高、控制方便等特点,因此被广泛应用于各个领域。
本文将介绍基于单片机的热敏电阻温度计的设计,并通过实验验证其测量精度和稳定性。
一、系统设计本系统设计使用STC89C52单片机作为控制核心,热敏电阻作为测量元件,LCD1602液晶显示屏作为温度显示设备。
1.系统原理图2.功能模块设计(1)温度采集模块:温度采集模块主要由热敏电阻和AD转换模块组成。
热敏电阻是根据温度变化而改变阻值的元件,它与AD转换模块相连,将电阻变化转换为与温度成正比的电压信号。
(2)AD转换模块:AD转换模块将热敏电阻的电压信号转换为数字信号,并通过串口将转换结果传输给单片机。
在该设计中,使用了MCP3204型号的AD转换芯片。
(3)驱动显示模块:驱动显示模块使用单片机的IO口来操作LCD1602液晶显示屏,将温度数值显示在屏幕上。
(4)温度计算模块:温度计算模块是通过单片机的计算功能将AD转换模块传输过来的数字信号转换为对应的温度值。
根据热敏电阻的特性曲线,可以通过查表或采用数学公式计算获得温度值。
二、系统实现1.硬件设计(1)单片机电路设计单片机电路包括单片机STC89C52、晶振、电源电路等。
根据需要,选用合适的外部晶振进行时钟信号的驱动。
(2)AD转换电路设计AD转换电路采用了MCP3204芯片进行温度信号的转换。
根据芯片的datasheet,进行正确的连接和电路设计。
(3)LCD显示电路设计LCD显示电路主要由单片机的IO口控制,根据液晶显示模块的引脚定义,进行正确的连接和电路设计。
(4)温度采集电路设计温度采集电路由热敏电阻和合适的电阻组成,根据不同的热敏电阻特性曲线,选择合适的电阻和连接方式。
2.软件设计(1)初始化设置:单片机开机之后,需要进行一系列的初始化设置,包括对IO口、串口和LCD液晶显示屏的初始化设置。
基于单片机的温度测控系统的设计在现代的工业领域和生活中,温度测控系统被广泛应用,以监测和控制温度。
本文将介绍一个基于单片机的温度测控系统设计。
1.系统概述该系统的设计目标是能够测量和监控环境中的温度,并能自动调节温度以保持设定的温度。
该系统由传感器模块、数据处理模块和执行器模块组成。
2.传感器模块传感器模块用于测量环境中的温度。
在该系统中,我们可以使用温度传感器来实现温度测量。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。
传感器模块将温度数据传输给数据处理模块。
3.数据处理模块数据处理模块基于单片机来实现。
单片机通过接收传感器模块传输的温度数据,进行数据处理和判断,并决定是否需要调节温度。
数据处理模块还可以设置一个温度阈值,当环境温度超过或低于该阈值时,触发执行器模块进行温度调节。
4.执行器模块执行器模块是用来调节环境温度的关键。
在该系统中,我们可以使用电热器或制冷器来调节温度。
执行器模块会根据数据处理模块的控制信号来决定是否打开或关闭电热器或制冷器,以达到设定的温度。
5.界面设计为了方便用户的操作和监控,我们可以设计一个用户界面模块。
用户界面模块可以通过LCD显示屏展示当前环境温度和设定的温度,并提供一些按键用于设置温度阈值。
用户可以通过按键来设置温度阈值,同时可以看到当前温度和设定的温度。
6.系统工作流程系统的工作流程如下:-传感器模块测量环境温度,并将温度数据传输给数据处理模块。
-数据处理模块接收温度数据,并进行处理和判断。
-如果环境温度超过或低于设定的温度阈值,数据处理模块触发执行器模块进行温度调节。
-执行器模块根据数据处理模块的控制信号,打开或关闭电热器或制冷器,以调节环境温度。
-用户可以通过用户界面模块设置温度阈值,同时可以实时监控当前温度和设定的温度。
7.系统优化为了进一步优化系统的性能,我们可以考虑以下几个方面:-引入PID控制算法,以提高温度的稳定性和控制精确度。
-添加温度报警功能,当环境温度超过一定范围时,触发警报。
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。
基于单片机的温度测量系统毕业设计论文摘要:本文设计了一种基于单片机的温度测量系统。
该系统主要由传感器、单片机、显示屏等组成,通过传感器获取环境温度数据,由单片机进行数据处理和显示,并通过显示屏将温度数据以直观的形式展现出来。
通过与市场上现有的温度测量设备对比,本系统具有体积小、功耗低、精确度高、价格便宜等优点。
该系统在工业生产、科研实验等领域具有广泛应用前景。
关键词:单片机;温度测量;传感器;显示屏第一章引言1.1研究背景温度是工业生产和科学研究中的一个重要参数,对于保证生产质量、保障实验准确性具有至关重要的作用。
在现有的温度测量设备中,电子温度计是一种常见的测量方法。
然而,由于传统电子温度计通常体积较大、功耗较高,不便携,而且价格较高,因此有必要设计一种体积小、功耗低、价格便宜的新型温度测量系统。
1.2研究目的本文的研究目的是设计一种基于单片机的温度测量系统,以提供一种便携、实用的温度测量解决方案。
通过传感器采集环境温度数据,通过单片机进行数据处理和显示,并通过显示屏将温度数据以直观的形式展现出来。
第二章原理与方法2.1系统组成在本系统中,主要使用了DS18B20数字温度传感器、STC89C52单片机、液晶显示屏等元件。
其中DS18B20传感器采用了一线总线通信,可直接与STC89C52单片机进行通信。
单片机通过扫描传感器获取温度数据,并通过液晶显示屏进行显示。
2.2系统设计系统的设计主要分为硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计包括传感器和单片机的连接电路设计,以及显示屏的驱动电路设计。
软件设计包括单片机程序的编写和液晶显示屏的显示程序设计。
第三章系统实现3.1传感器连接电路设计通过DS18B20传感器的一线总线接口,将其与STC89C52单片机相连。
传感器的数据线连接到单片机的P2口,同时需要上拉电阻器上拉电平。
3.2显示屏驱动电路设计显示屏使用了基于平行接口的1602型液晶显示屏,根据显示屏的规格书,设计了驱动电路。
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。
课程名称:微机原理课程设计题目:温度检测课程设计随着时代的进步和发展,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,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。
本设计使用简便,功能丰富。
可以实现温度采集,温度报警,重设上下限温度值等功能。
在现代化的工业生产中,需要对周围环境的温度进行检测和控制。
本设计对温控报警问题展开思考,设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。
该系统使用STC89C51单片机,同时运用单线数字温度传感器DS18B20,四位共阴数码管显示,按键控制等模块可实现温度的检测与设置。
课题经过实验验证达到设计要求,具有一定的使用价值和推广价值。
本作品使用四位共阴数码管显示,可以清晰地显示当前的报警温度,一定程度避免使用者使用时出错,安全可靠,可使用于各种食品储存室,植物养殖所等地方,实用性很高。
关键字:温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20一、课程设计目的和要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)二、总体设计方案 (1)三、硬件设计 (2)3.1 DS18B20传感器 (2)3.2 STC89C51功能介绍 (6)3.3 时钟电路 (8)3.4 复位电路 (8)3.5 LED显示系统电路 (9)3.6 按键控制电路 (11)3.7 蜂鸣器电路 (11)3.8 总体电路设计 (12)四、软件设计 (14)4.1 keil软件 (14)4.2 系统主程序设计 (14)4.3 系统子程序设计 (15)五、仿真与实现 (18)5.1 PROTEUS仿真软件 (18)5.2 STC-ISP程序烧录软件 (19)5.3 使用说明 (20)六、总结 (21)一、课程设计目的和要求1.1 设计目的熟悉典型51单片机,加深对51单片机课程的全面认识和掌握,对51单片机及其接口的应用作进一步的了解,掌握基于51单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧,为我们解决工程实际问题打下坚实的基础。
基于单片机的数字温度计设计
基于单片机的数字温度计设计可以包括以下几个步骤:
1. 选择合适的单片机:根据项目需求选择一款适合的单片机,常用的有8051、PIC、AVR等。
2. 温度传感器的选择:选择一款合适的温度传感器,如
DS18B20、LM35等。
这些传感器通常具有数字接口,方便与单片机通信。
3. 连接和布线:根据传感器和单片机的接口要求,进行连接和布线。
通常需要连接传感器的电源、地线和数据线。
如果需要更长的传输距离,可以考虑使用一些传感器扩展模块,如
DS18B20模块。
4. 编程:使用单片机编程语言,如C语言,编写代码来实现与传感器的通信和温度的测量。
通常需要使用单片机提供的GPIO口或者串口来与传感器进行数据交互,读取传感器输出的数字温度值,并将其转换为实际温度。
5. 显示和输出:根据项目要求,选择合适的显示设备来展示温度数值,如液晶显示屏、数码管等。
可以通过单片机的IO口来控制显示设备的输入。
同时,还可以根据需要选择合适的输出设备,如蜂鸣器、继电器等,实现温度超过或低于设定阈值时的报警或控制功能。
6. 测试和优化:完成代码编写和硬件连接后,进行测试,确保
温度计能够准确测量温度,并进行必要的优化和调试。
总结:
基于单片机的数字温度计设计主要涉及选择单片机、传感器、连线布局、编程、显示和输出设备的选择与控制,以及测试和优化。
通过以上步骤,可以实现一个简单的数字温度计。
基于51单片机的数字温度计设计数字温度计是一种广泛使用的电子测量设备,通过传感器将温度转化为数字信号,并显示出来。
本文将介绍基于51单片机的数字温度计的设计。
该设计将使得使用者能够准确、方便地测量温度,并实时显示在液晶显示屏上。
1. 硬件设计:- 传感器选择:在设计数字温度计时,我们可以选择使用NTC(负温度系数)热敏电阻或者DS18B20数字温度传感器作为温度传感器。
这里我们选择DS18B20。
- 信号转换:DS18B20传感器是一种数字传感器,需要通过单总线协议与51单片机进行通信。
因此,我们需要使用DS18B20专用的驱动电路,将模拟信号转换为数字信号。
- 51单片机的选择:根据设计要求选择合适的51单片机,如STC89C52、AT89S52等型号。
单片机应具备足够的IO口来与传感器和液晶显示屏进行通信,并具备足够的计算和存储能力。
- 显示屏选择:为了实时显示温度,我们可以选择使用1602型字符液晶显示屏。
该显示屏能够显示2行16个字符,足够满足我们的需求。
通过与51单片机的IO口连接,我们可以将温度数据显示在屏幕上。
2. 软件设计:- 采集温度数据:通过51单片机与DS18B20传感器进行通信,采集传感器传输的数字温度数据。
通过解析传感器发送的数据,我们可以获得当前的温度数值。
- 数据处理:获得温度数据后,我们需要对其进行处理。
例如,可以进行单位转换,从摄氏度到华氏度或者开尔文度。
同时,根据用户需求,我们还可以对数据进行滤波、校准等处理。
- 显示数据:通过与液晶显示屏的连接,我们可以将温度数据显示在屏幕上。
可以使用51单片机内部的LCD模块库来控制液晶显示屏,显示温度数据以及相应的单位信息。
- 用户交互:可以设置一些按键,通过与51单片机的IO口连接,来实现用户与数字温度计的交互。
例如,可以设置一个按钮来进行温度单位的切换,或者设置一个按钮来启动数据保存等功能。
3. 功能拓展:- 数据存储:除了实时显示当前温度,我们还可以考虑增加数据存储功能。
基于51单片机数字温度计的设计与实现数字温度计是一种能够测量环境温度并显示数值的设备。
基于51单片机的数字温度计设计与实现是指利用51单片机作为核心,结合温度传感器和其他辅助电路,实现一个能够测量温度并通过数码管显示温度数值的系统。
本文将从硬件设计和软件实现两个方面介绍基于51单片机数字温度计的具体设计与实现过程。
一、硬件设计1. 温度传感器选取在设计数字温度计时,首先需要选取合适的温度传感器。
市面上常用的温度传感器有热敏电阻、功率型温度传感器(如PT100)、数字温度传感器(如DS18B20)等。
根据设计需求和成本考虑,我们选择使用DS18B20数字温度传感器。
2. 电路设计基于51单片机的数字温度计的电路设计主要包括单片机与温度传感器的连接、数码管显示电路和电源电路。
(1)单片机与温度传感器的连接在电路中将51单片机与DS18B20数字温度传感器相连接,可采用一线总线的方式。
通过引脚的连接,实现单片机对温度传感器的读取控制。
(2)数码管显示电路为了能够显示温度数值,我们需要设计一个数码管显示电路。
根据温度传感器测得的温度值,通过数字转换和数码管驱动,将温度数值显示在数码管上。
(3)电源电路电源电路采用稳压电源设计,保证整个系统的稳定供电。
根据实际需求选择合适的电源电压,并添加滤波电容和稳压芯片,以稳定电源输出。
3. PCB设计根据电路设计的原理图,进行PCB设计。
根据电路元件的布局和连线的走向,绘制PCB板的线路、元件和连接之间。
二、软件实现1. 单片机的编程语言选择对于基于51单片机的数字温度计的软件实现,我们可以选择汇编语言或者C语言进行编程。
汇编语言的效率高,但编写难度大;C语言的可读性好,开发效率高。
根据实际情况,我们选择使用C语言进行编程。
2. 温度传感器数据获取利用单片机的IO口与温度传感器相连,通过一线总线协议进行数据的读取。
根据温度传感器的通信规则,编写相应的代码实现数据的读取。
毕业论文基于单片机的温度测量系统所在系部:电气信息工程系摘要随着社会经济的不断发展,现代农业生产离不开环境控制,本文在对国内外温室智能控制进行深入分析的基础上,针对温室智能化控制存在的诸多因子,将智能传感器监测和单片机控制相结合,提出了基于单片机的温度检测系统设计方案。
本系统采用层次化、模块化设计,整个系统由数据采集系统、单片机控制系统、计算机监控系统组成。
系统以单片机为核心,以多个温度、湿度传感器作为测量元件,通过单片机与智能传感器相连,采集存储智能传感器的测量数据。
在单片机系统中,还要实现程序的扩展存储、数据的实时显示、超限语音报警和数据辅助存储功能。
单片机作为监控计算机与智能传感器连接的中心。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案,包括其功能设计;设计原则;组成与工作原理;二是进行智能传感器的硬件电路设计;包括硬件电路构成及测量原理;温度传感器的选择;单片机的选择;输入输出通道设计;三是进行了调试和仿真,包括硬件仿真和软件仿真。
关键词:AT89C2051 单片机DS18B20 温度测量AbstractWith the socio-economic development, modern agricultural production can not be separated from environmental control, this article in the greenhouse at home and abroad to conduct in-depth analysis of intelligent control based on the existence of intelligent control for greenhouse many factors, the intelligent sensor monitoring and single-chip control by combining single-chip based on the temperature detection system design.The system uses a hierarchical, modular design, the entire system by the data acquisition system, single-chip control system, computer monitoring system. System to single-chip microcomputer as the core to a number of temperature and humidity sensor as a measurement component, through the single-chip smart sensor and connected to the storage collection of intelligent sensor measurement data. In single-chip system, but also the realization of the extended stored procedures, data, real-time display, alarm and data overrun voice auxiliary storage. Single-chip computer as a monitor connected with the center of intelligent sensors.The design made the following main aspects: First, the overall design of the system, including its functional design; design principles; the composition and working principle; Second, an intelligent sensor hardware circuit design; including hardware and measurement circuit principle; the choice of temperature sensor; SCM choice; input and output channel design; Third, we carried out the testing and simulation, including hardware simulation and software simulation.Keywords:AT89C2051 Single-Chip Microcomputer DS18B20 Temperature Measurement;目录摘要 (ii)Abstract (iii)1 绪论 (1)1.1 单片机温度测量系统的选题背景 (1)1.2 单片机温度测量系统选题的现实意义 (2)1.3 国内外研究现状及其发展 (3)1.3.1 国外温室环境控制 (3)1.3.2 国内温室控制技术 (3)1.3.3 温室环境控制技术的三个发展阶段 (3)1.3.4 温室控制存在的问题 (4)1.4 单片机温度测量系统主要研究的内容 (5)2 单片机温度测量系统总体设计 (6)2.1 单片机温度测量系统的功能设计 (6)2.2 单片机温度测量系统的设计的原则 (6)2.3 单片机温度测量系统的组成与工作原理 (7)3 系统硬件电路的设计 (9)3.1 系统硬件电路构成及测量原理 (9)3.1.1 系统硬件电路构成 (9)3.1.2 系统工作原理 (10)3.1.3 系统主要技术指标 (13)3.2 温度传感器的选择 (13)3.2.1 DS18B20的介绍 (14)3.2.2 DS18B20的性能特点 (14)3.2.3 DS18B20的控制方法 (15)3.2.4 DS18B20的测温原理 (16)3.3 单片机的选择 (16)3.3.1 单片机的概述 (16)3.3.2 AT89C2051芯片的主要性能 (17)3.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图 (17)3.4 输入通道的设计 (18)3.4.1 Pt100温度传感器 (18)3.4.2 A/D转换 (20)3.5 输出通道设计 (22)3.5.1 温控箱的功率调节方式 (22)3.5.2可控硅输出电路 (23)4 系统调试 (25)4.1 TKS仿真器与集成开发环境KEIL (25)4.1.1 TKS仿真器 (25)4.1.2 集成开发环境KEIL (26)4.1.3 利用KEIL开发系统软件流程 (28)4.2 系统硬件调试 (28)4.3 系统软件调试 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
目录1 引言 (4)2 方案设计 (5)3 单元电路设计 (6)4 系统软件设计 (12)5 课程设计总结 (14)6 电路总原理图 (15)7 电路仿真 (16)8 参考文献 (17)9 程序附录 (18)1 引言在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。
温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学反应过程都与温度密相关,因此温度控制是生产自动化的重要任务。
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,智能化是现代温度控制系统发展的主流方向。
特别是近几年来,温度控制系统早已应用到人们生活的各个方面,但温度控制一直是一个未开发的领域,却又与人们息息相关的一个世纪问题。
针对这种实际情况,设计一个温度测量系统具有广泛的应用前景与意义。
在本设计中选用AT89C52型单片机作为主控制器件,采用热电阻作为测温元件,通过数码显示管并行传送数据,实现温度显示。
本设计的内容主要分为两部分,一是对系统硬件部分的设计,包括温度采集电路和显示电路;二是对系统软件部分的设计,应用C语言实现温度的采集与显示。
最终完成了数字温度计的总体设计。
其系统构成简单,信号采集效果好,数据处理速度快,便于实际检测使用。
2 方案设计基于单片机的温度测量装置方框图:图1总体方案框图2.1电路总体说明2.1.1 温度的测量用PT-100的热电阻来测量温度。
因为随着温度的变化阻值也发生变化。
2.1.2 运算放大电路是可以把信号放大。
2.1.3 A/D 转化是将模拟量转化为数字量。
2.1.4 选用AT89C51的单片机来控制温度的变化。
2.1.5 在选用数码管将温度显示的数码管上面。
3 单元电路设计3.1温度测量电路图一为热电阻的三线制测温电路,可以消除和减小引线电阻的影响。
如图一,热电阻的三根导线接到测温电桥,其中两根引线的内阻分别串入测量电桥相邻两臂的电阻上。
引线的长度变化不影响电桥的平衡,所以可以避免因连接导线电阻受环境影响而引起的测量误差。
我们采用pt-100的热敏电阻,阻值会随着温度的变化而变化,测温的精度在1度左右。
Pt-100的工作原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。
但他们之间的关系并不是简单的正比的关系,而更应该趋近于一条抛物线。
铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式:-200<t<0℃ Rt=R0[1+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t] (1)0≤t<850℃ Rt=R0(1+At+Bt2)(2)Rt为t℃时的电阻值,R0为0℃时的阻值。
公式中的A,B,系数为实验测定。
这里给出标准的DIN IEC751系数:A=3.9083E-3、 B=-5.775E-7、 C=-4.183E-12根据韦达公式求得阻值大于等于100欧姆的Rt -〉t的换算公式:0≤t<850℃ t=(sqrt((A*R0)^2-4*B*R0*(R0-Rt))-A*R0)/2/B/R0PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT) 其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度<br>因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。
图2 热电阻测温电路3.2 运算放大电路因为通过PT-100热电阻测的温度的信号很小,所以我们采用具有一定抗共模抗干扰能力的减法差动放大器电路,所以我们才有LM244这个四运算放大器。
减法差动放大电路只对U有放大作用。
从图中可以看到U1、U2两个同相运放电路构成输入级,在与差分放大器U3串联组成三运放差分防大电路。
电路中有关电阻保持严格对称,具有以下几个优点: (1)U1和U2提高了差模信号与共模信号之比,即提高了信噪比;(2)在保证有关电阻严格对称的条件下,各电阻阻值的误差对该电路的共模抑制比KCMRR没有影响;(3)电路对共模信号几乎没有放大作用,共模电压增益接近零。
因为电路中R1=R2、 R3=R4、 R5=R6 ,放大倍数是:Avd=U0/Ui1-Ui2=-[(Rp+2R1)/Rp]*(R5/R3)通常,第一级增益要尽量高,第二级增益一般为1~2倍,这里第一级选择100倍,第二级为1倍。
则取R3=R4=R5=R6=10KΩ,要求匹配性好,一般用金属膜精密电阻,阻值可在10KΩ~几百KΩ间选择。
则 Avd=(RP+2R1)/RP 先定RP,通常在1KΩ~10KΩ内,这里取RP=1KΩ,则可由上式求得R1=99RP/2=49.5KΩ取标称值51KΩ。
通常RS1和RS2不要超过RP/2,这里选RS1= RS2=510,用于保护运放输入级。
A1和A2应选用低温飘、高KCMRR的运放,性能一致性要好。
图3 运算放大电路3.3 A/D转化A/D转换的目标是将模拟量转换成数字量,在本次课程设计中,选用ADC0804。
ADC0804是一款8位、单通道、低价格A/D转换器,主要特点是:模数转换时间大约100us;方便TTL或CMOS标准接口;可以满足差分电压输入;具有参考电压输入端;内含时钟发生器;单电源工作时(0~5)V输入电压范围是0~5V;不需要调零等等。
1.转换时序ADC0804控制信号的时序图如图所示,由图可见,各控制信号时序关系为:当CS与WR同为低电平时,A/D转换被启动而在WR上升沿后100μs模数完成转换,转换结果存入数据锁存器,同时INTR自动变为低电平,表示本次转换已结束。
如CS、RD同时来低电平,则数据锁存器三态门打开,数字信号送出,而在RD高电平到来后三态门处于高阻状态。
2.零点和满刻度调节ADC0804的零点无需调整。
其中Vmax是输入电压的最大值,Vmin是输入电压的最小值。
当输入电压与VIN+值相当时,调整VREF/2端电压值是输出码为FEH 或FFH。
3.参考电压的调节在使用A/D转换器时,为保证其转换精度,要求输入电压满量程使用,如输入电压动态范围较小,则可调节参考电压VREF,以保证小信号输入时ADC0804芯片8位的转换精度。
4.接地模数、数模转换电路中要特别注意到地线的正确连接,否则干扰很严重,以致影响转换结果的正确性。
A/D、D/A及取样-保持芯片上都提供了独立的模拟地(AGND)和数字地(DGND)的引脚。
在线路设计中,必须将所有的器件的模拟地和数字地分别相连,然后将模拟地与数字地仅在一点上相连接。
地线的正确连接方法。
转换数据的传送 A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。
数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成,因为只有确认完成后才能传送。
模拟转换电压范围:0~+5V,即0≤Vin≤+5V。
分辨率:8位,即分辨率为1/28=1/256,转换值介于0~255之间。
放大倍数在ADC0804的精度之间。
由于设计误差要求为1℃,1℃对应的输入电压为(1/100)*5=0.05V,8位A/D转换芯片的分辨率为1/256*5V=19.53mV转换精度-它是A/D转换器的最大量化误差和模拟精度的共同体现。
8位转换器的最大量化误差为9.765mV(80mV0.5=9.765mV,)全量程的相对误差为0.19%(9.765mV/5V100%)放大倍数满足A/D转换精度。
图4 A/D转换电路3.4 单片机单片机在启动运行时都需要复位,使CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。
MCS-52单片机有一个复位引脚RST,采用施密特触发输入。
单片机的复位方式可由手动复位方式完成。
AT89C52单片机内部有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器。
引脚XTAL2和XTAL1分别是此放大器的输出端和输入端。
作为反馈器件的片外晶体谐振器与该放大器一起构成一个自激振荡器。
电容C2和C1和外接晶体谐振器一起构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中。
虽然对外接电容的值没有非常严格的要求,但震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性会由电容的大小影响。
所以,此电路系统的晶体振荡器的值为12MHz,电容的种类应尽量选择陶瓷电容,电容值大概30μF。
在电路板焊接时,电容和晶体振荡器应尽可能安装得靠近单片机芯片,这样做是为了减少寄生电容,更好地保证震荡器可靠稳定地工作。
图5 单片机晶振电路3.5数码显示电路这是显示电路,我们使用的是LM020L这个LED显示管,这个显示管一共是16个引脚。
第1脚:GND为电源地第2脚:VCC接5V电源正极第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。
第4脚:RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5脚:RW为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。
第6脚:E(或EN)端为使能(enable)端,高电平(1)时读取信息,负跳变时执行指令。
第7~14脚:D0~D7为8位双向数据端。
第15~16脚:空脚或背灯电源。
15脚背光正极,16脚背光负极。
当我们要读数据:输入RS=1,RW=1,E=高脉冲。
输出:D0—D7为数据。
通过单片机将数据发送我们通过数码显示管来显示我们此时的温度。
(1)主要性能:与MCS-52单片机产品兼容、8K字节的在系统可编程Flash存储器、一千次的擦写周期、全静态操作:0Hz~24MHz、三级加密程序存储器、三十二个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器以及八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。
(2)功能特性:AT89C52是一种低功率消耗、性能较高CMOS8位微控制器,具备8K在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器高技术制作,可以与工业80C51产品指令和引脚全部兼容片上。
Flash能够允许程序存储器在系统可编程执行,亦适合于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
图6 数码显示电路4 系统软件设计4.1 主程序设计主程序既把以上各子程序串连成一个整体,使整个程序循环运行。