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电子温度计的设计

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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。

在这些电路中，有这样一些问题必须解决：为了进行准确的温度测量，必须给铂电阻提供一个良好的恒流源；由于热电偶出来的信号是模拟信号，所以此信号在送给CPU之前必须先进行A/D转换，然后再送给CPU进行处理；并且热电偶的信号很微弱，只有十几个mA，因此在A/D 转换之前通常还需要进行增益放大。

因此，采用热电偶和铂电阻进行温度测量，需要考虑很多问题，构成的系统也比较复杂。

DALLAS公司推出的数字式温度传感器DS18B20很好地解决了这样一些问题，DS18B20采用一线接口，只需占用单片机的一个I/O口位，其外围电路也非常简单；并且DS18B20将测得的温度信号转换为数字量输出，可以与单片机直接相连，而不需进行信号放大和A/D转换，大大简化了电路的设计，因此系统采用了DS18B20作为温度传感器进行温度采集。

1.概述1.1 设计的目的及意义单片机实现的电子温度计的毕业设计是在学习单片机，汇编语言，PROTEUS软件等基础上，综合应用所学的理论知识完成。

虽然该设计题目类似于课程设计题目，但因涉及原理图、硬件的选型、软件语言的选择等的要求，已经符合毕业设计的要求。

设计目的：整个系统以单片机AT89C51为核心，结合数字温度传感器DS18B20，数码管显示等，实现温度的示数。

单片机应用系统具有体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于开发和推广等优点，在自动化控制、仪器仪表和家用电器等领域中得到了广泛的应用。

单片机应用系统设计主要包含以下两方面内容：(1)深入研究单片机的芯片功能，掌握与其相关的接口电路，熟练掌握与其相关的软件语言和设计方法，学习和了解现有系统的设计原理和方法。

(2)学习和掌握传感器技术，掌握电子技术的一般设计原理和方法。

1.2 单片机简介微型计算机可分为普通微型计算机和单片微型计算机,前一种指我们通常所用的PC机,后者正是这次设计所使用的,简称单片机。

所谓单片机(Single Chip Micro-computer)就是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器/计数器及I/O接口等主要功能部件集成在一片大规模或超大规模集成电路芯片上的微型计算机，即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能。

近年来随着超大规模集成电路工艺的发展，单片机作为微型计算机的一个分支而获得飞速发展。

由于它具有体积小、价格低、功能强、应用方便、可靠性高等优点，因而广泛渗透于实时控制、智能报警（如汽车防撞报警器）、仪器仪表、通讯导航、家用电器等各个领域，从尖端科学到日常用具，单片机几乎无处不在。

随着设备向小型智能化方向的发展和计算机在控制系统中的作用，单片机作为高新技术之一，发展空间是相当大的。

如果是简单控制对象，只需利用这样的单片机作为控制核心，不需要增加别的外部设备和扩展某些接口就能实现；对于复杂的系统，单片机的应用和接口扩展也很方便。

单片机系统归纳起来有以下特点：(1) 由于系统规模较小，本身不具有自我开发能力，需借助专用开发工具进行系统的开发和调试，使得实际应用系统简单实用，成本低，效果好。

(2) 系统配置以满足对象的控制要求为出发点，使得系统有较高的性能价格比。

(3) 应用系统通常将程序驻留在ROM中，无需软硬磁盘作软件载体，使系统不易受到干扰，可靠性高，使用方便。

(4) 应用系统所用存储器芯片可选用EPROM、EEROM、OTP芯片或利用掩膜形式生产，便于成批开发和应用。

(5) 由于系统小巧玲珑，控制能力强，体积小，便于安装于被控设备之内，大大推动了机电一体化产品的开发。

(6) 系统是超大规模集成电路，它的工作电压10V左右，功耗小，使得系统具有更好的性价比。

2.方案论证方案一：热电偶的实现办法，需要比较多的外部硬件支持，电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。

实现上需要温度的补偿，在满足精度时有一定的难度。

方案二：智能传感器DS18B20作为检测元件，测温范围-55℃~125℃，分辨率最大可达0.0625℃。

DS18B20可以直接读出被测温度值。

而且采用3线制与单片机相连，减少了外部硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

LED数码管作为显示器件，通过89C51构建最小系统。

综上所述，权衡各方面的利弊，我采用方案二。

3系统元件选择3.1 主控制器选择AT89C513.2温度传感器DS18B203.2.1 DS18B20的特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，寄生电源方式下可由数据线供。

（2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。

（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。

（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。

（6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。

（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms 内把温度值转换为数字，速度更快。

（8）测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。

（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

3.2.2 DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

DS18B20的管脚排列如图3-1:引脚定义：(1) DQ为数字信号输入/输出端；(2) GND为电源地；(3) VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。

内部结构如下图DS18B20内部结构图3.2.3 DS18B20与单片机的接口电路确保DS18B20在其变换期得到足够的电源电流，在I/O线上提供一强的上拉。

连接图如下图而此处采用外部电源供电方式，即在DQ 与单片机接口处必须填加上拉电阻，该电阻一般为4.7K 。

3.3 数码管常见的LED 显示具有清晰明亮的特点。

是显示接口也是绝大多数单片机应用系统必备的部件之一。

发光二极管组成的显示器是单片机应用产品中最常用的廉价输出设备。

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电子温度计设计的实施步骤

电子温度计设计的实施步骤

电子温度计设计的实施步骤引言电子温度计是一种用于测量温度的装置，基于电子元件的特性和物理原理，能够快速、精确地获取温度信息。

本文将详细介绍设计电子温度计的实施步骤，包括硬件设计、软件设计和测试验证等方面。

硬件设计步骤1.确定温度计的测量范围：根据实际需求确定温度范围，例如室内温度、工业环境温度等。

2.选择传感器：根据测量范围选择合适的温度传感器，常见的有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。

3.连接电路设计：根据传感器的接口类型，设计合适的电路用于传感器和微控制器之间的通信。

4.供电电路设计：确定温度计的供电方式，设计相应的电源电路，保证传感器和微控制器正常工作。

5.PCB设计：将电路图转化为PCB电路板，设计合理的电路布局和走线，考虑信号干扰和热耦合等问题。

6.元器件选型和布局：选择合适的元器件，并进行布局，确保电路板的稳定性和可靠性。

软件设计步骤1.确定软件功能需求：明确电子温度计的软件功能，如温度显示、报警功能等。

2.编写微控制器的驱动程序：根据选用的微控制器型号，编写相应的驱动程序，实现与传感器的数据交互。

3.数据处理算法设计：根据传感器输出的电信号，设计合适的数据处理算法，将电信号转化为温度值。

4.用户界面设计：设计直观友好的用户界面，实现温度的显示、设置和报警等功能。

5.错误处理和异常处理：考虑电子温度计工作过程中可能出现的错误和异常情况，并设计相应的处理方法。

6.软件调试和优化：对软件进行调试和优化，确保其稳定性和可靠性。

测试验证步骤1.制作样品温度计：根据硬件设计的最终版本，制作电子温度计的样品。

2.温度测量准确性测试：利用标准温度计对样品温度计进行校准，测试其测量准确性和稳定性。

3.功能性测试：对样品温度计进行功能性测试，如温度显示、报警功能等，确保其功能正常。

4.环境适应性测试：将样品温度计放置在不同的温度环境中，测试其在不同环境下的工作情况。

5.耐久性测试：测试样品温度计在长时间使用下的耐久性和稳定性，检测是否存在性能退化或故障。

电子体温计的设计论文

电子体温计的设计论文

目录一、摘要 (1)二、任务要求 (3)三、设计思路 (3)四、系统设计 (3)五、方案设计与论证 (4)六、系统框图 (4)七、硬件电路设计 (5)7.1 传感器电路 (5)7.2 单片机电路 (6)7.3 LCD1602显示屏电路 (6)7.4 电源模块 (7)八、测温电路的设计 (9)8.1 温度传感器的介绍 (9)8.1.1热敏电阻的类型及特性 (9)8.1.2线性化处理 (9)8.1.3 NTC热敏电阻用于温度测量和控制简介 (10)8.2 热敏电阻温度测量计算 (11)8.3 放大电路部分 (12)8.4 恒流源电路 (12)九、PCB电路板的制作 (13)十、系统调试与测量 (13)10.1 系统调试 (13)10.2 误差分析 (14)十一、设计总结 (14)十二、参考文献 (14)电子体温计的设计一、摘要体温计是人们生活中的必不可少的用品。

在现代化的工业生产中，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研各个领域，已经成为一种有力的工具，本文介绍一种基于单片机控制的电子温度计。

本设计采用电子体温计系统的硬件设计，采用一种新型的可编程温度传感（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，性能稳定。

传感器DS18B20接触人体，感应温度后，模数转化后的电信号送入STC89C52单片机，并将其送入LCD1602数码管显示。

它能快速准确地测量人体体温，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有蜂鸣提示的优点。

并且超过预定的温度，回有报警提示。

尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭，医院等场合使用。

【关键词】电子体温计 DS18B20传感器 STC89C52单片机 LCD1602显示屏The Design Of The Electronic ThermometerElectronic And Information Engineering【Abstract】The thermometer is essential necessities in people's lives. In modern industrial production, single-chip technology has spread to the way we live, work, research in various fields, has become a powerful tool, this paper describes a microcontroller-based control of electronic thermometers.This design uses the hardware design of the electronic thermometer system, a new type of programmable temperature sensor (DS18B20), data acquisition and processing does not require complicated signal conditioning circuitry and the A / D conversion circuit with a microcontroller, easy to achieve accuracy high and stable performance. Sensor DS18B20 contact with the human body, the sensor temperature, the electrical signals into the analog-to-digital conversion STC89C52 microcontroller and into the LCD1602 digital display. It can quickly and accurately measure the body temperature, compared with traditional mercury glass thermometer, with the easy reading, short measurement time, high measurement accuracy, memory and Beeper advantages. And exceeds a predetermined temperature, back to the alarm. Electronic thermometer mercury-free, on the human body and ambient sound, especially suitable for families, hospitals and other occasions.【Key words】Digital Thermometer DS18B20 Sensor STC89C52 Microcontroller LCD1602 Display二、任务要求该系统的用于体温检测，能准确快速地测量人体体温，并且需要实时的显示当前的温度。

电子体温计的原理和设计

电子体温计的原理和设计

电子体温计的原理和设计一、电子体温计的原理1.热电偶原理热电偶是一种基于热电效应的温度传感器，由两种不同材料的金属线焊接在一起构成。

当金属丝的两个焊点温度不同时，会产生出一个与温度差成正比的微弱热电势。

利用冯·诺伊曼定理可以通过测量热电势来计算出温度。

电子体温计通过将一端放入体温测量区域，利用热电势测量出体温。

2.热敏电阻原理热敏电阻是一种根据温度变化而改变其电阻值的传感器，具有正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种。

当温度上升时，PTC的电阻值增大，而NTC的电阻值减小。

电子体温计通常使用NTC热敏电阻作为传感器，测量人体温度。

3.红外线传感器原理红外线传感器是一种通过测量红外辐射能量来间接测量物体温度的传感器。

人体散发的热量主要是红外线，利用红外线传感器可以测量被散发红外线的物体的温度。

电子体温计使用红外线传感器通过测量人体的红外辐射来判断体温。

二、电子体温计的设计1.传感器采集传感器采集是电子体温计的第一步，不同的体温计使用不同的传感器进行采集。

对于热电偶、热敏电阻传感器，需要将其放置在体温测量区域并与电子仪器连接，通过与电子仪器之间的电连接来采集体温数据。

红外线传感器则需要将其对准体温测量区域以接收红外辐射。

2.信号放大传感器采集到的信号常常非常微弱，需要通过信号放大来增强信号幅度。

信号放大是通过放大器电路来实现的，常见的放大器电路有差分放大器、运算放大器等。

通过放大器电路将传感器采集到的微弱信号放大至适当幅度，以便进行后续的信号处理。

3.信号处理信号处理是对放大后的信号进行滤波和调理，以提高信号质量和准确性。

滤波可以去除高频噪声和杂散信号，通常采用低通滤波器进行滤波处理。

调理包括对信号进行增益和修正偏差，使其达到更准确的温度测量结果。

4.温度测量温度测量是通过将处理过的信号转化为温度数值进行显示。

对于热电偶和热敏电阻传感器，可以通过测量电阻或热电势来计算出温度值。

对于红外线传感器，可以通过测量接收到的红外辐射能量来计算出温度值。

电子体温计方案快速测温设计

电子体温计方案快速测温设计

电子体温计方案快速测温设计一、电子体温计方案介绍电子体温计由温度传感器，液晶显示器，纽扣电池，专用集成电路及其他电子元器件组成。

能快速准确地测量人体体温，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有蜂鸣提示的优点，尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭等场合使用。

二、电子体温计方案工作原理电子体温计的工作原理利用了温度传感器输出电信号，直接输出数字信号或者再将电流信号（模拟信号）转换成能够被内部集成的电路识别的数字信号，然后通过显示器（如液晶、数码管、LED矩阵等）显示以数字形式的温度，能记录、读取被测温度的最高值。

一般由感温头、量温棒、显示屏和开关等结构组成。

三、电子体温计方案功能电子体温计方案简述：工作电压：DC2.6V-3.6V,就是安装一个纽扣电池就可以用了。

测试范围：32.0°C~43.9°C（90o F-111.9T）,测试精度：±0.1，精度很高哦，可以过医疗认证。

解析度：0.1/,0.01/.一位小数或两位小数。

单位选择：可按键切换/;一般国内用的多点。

校级点：0/100,电子体温计是出厂前要用恒温水箱进行标定。

工作温度：・10-乃，超出后，测量体温可能会不准。

工作电流：小于IoOMA。

校机：两点校正：。

和Io0;次数≤300次（该参数IC内部掉电记忆）传感器类型：热敏电阻，测量精准。

低压检测：一点或两点检测。

按键种类：轻触、触摸、拨动，都可挑选。

显示：LCD显示屏，有背光，不带背光也可做，可定制。

蜂鸣器：有，当测量出人体温度超出正常值时，体温计会通过蜂鸣器自动报警，提醒使用人员。