下载文档原格式
单片机原理及应用课程设计题目简易数字温度计单片机原理及应用课程设计任务书一、设计题目、内容及要求设计题目：简易数字温度计设计内容：1．可以测量-50到110摄氏度内的温度。
2．在液晶上显示当前温度，分别为百位、十位、个位和小数点后一位。
3．测量精度误差在±0.5摄氏度以内。
设计要求：1．进行系统总体设计。
2．完成系统硬件电路设计。
3．完成系统软件设计及仿真。
4．撰写设计说明书。
二、设计原始资料Proteus 及KEIL仿真软件，实验箱。
三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）设计结果能正确仿真演示设计说明书一份（要求有硬件设计原理图，仿真结果图，源程序代码）四、进程安排周一：查找资料，进行方案论证和系统硬件设计；周二：系统软件设计和编程实现；周三：利用程序调试；周四：仿真实现，检查设计结果；周五：撰写设计说明书、答辩。
五、主要参考资料[1] 彭为等.单片机典型系统设计实例精讲[M].北京:电子工业出版社,2006[2] 李群芳.单片机原理、接口及应用[M].北京:清华大学出版社,2005指导教师（签名）：张国旭教研室主任（签名）：课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数缺勤天数成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分）课设答辩（20分）设计成果（60分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况1.测量的精度怎么样确定？2.所用显示器的工作原理？3.18B20与单片机如何通信？综合评定指导教师签名：年月日3.1设计任务 (1)3.2设计要求 (2)4.1系统设计步骤 (3)4.2 PLC的I\O分配表 (4)4.3控制面板 (5)5.1控制程序设计思路 (6)5.2程序流程图 (6)5.3程序说明 (7)5.4梯形图 (7)5.5系统调试及结果分析 (13)6.1仿真及调试 (13)PLC= Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
非平衡电桥制作数字温度计 设计一、实验目的1、巩固平衡电桥测量电阻的方法。
2、学习和掌握测量热敏电阻温度特性的基本原理和操作方法。
3、用热敏电阻结合非平衡电桥设计制作数字温度计。
二、实验仪器非平衡电桥、热敏电阻、加热源温度控制器、导线等。
三、实验设计内容1、用线性电阻（金属电阻）结合非平衡电桥设计测量范围为0~100℃的数字温度计。
2、用非线性热敏电阻为传感器结合非平衡电桥设计测量范围为10~70℃的数字温度计。
四、实验原理非平衡电桥的原理图见图16.1所示。
非平衡电桥在构成形式上与平衡电桥相似，但测量方法上有很大差别。
平衡电桥要求通过调节达到00I =，从而得到312x R R R R =，非平衡电桥则使R 1、R 2、R 3保持不变，由x R 变化引起U 0变化。
再根据U 0与x R 的函数关系，通过检测U 0的变化从而测得R X ，由于可以检测连续变化的U 0，所以可以检测连续变化的x R ，进而检测连续变化的非电量。
E R 1R 2R 3R xR L Uo +_I oR LU o +_R iU oc+_I o（a ） （b ）图 16.1 非平衡电桥及其等效电路1、非平衡电桥的输出非平衡电桥的输出有两种情况：一种是输出端开路或负载电阻很大近似于开路，如后接高内阻数字电压表或高输入阻抗运放等情况，这时称为电压输出，实际使用中大多采用这种方式；另一种是输出端接有一定阻值的负载电阻，这时称为功率输出，简称功率电桥。
根据戴维南定理，图16.1(a)所示的桥路可等效为图16.1（b ）所示的二端口网络。
ER 1R 2R 3R xU ocR 1R 2R 3R xR i图16.2（a ） 图16.2（b ）其中oc U 为输出端开路的输出电压，i R 为输出阻抗，等效电路见图16.2(a)、（b ）3123x oc x R R U E R R R R ⎛⎫=- ⎪++⎝⎭123123x i x R R R RR R R R R =+++3123x Lo i Lx R R R U E R R R R R R ⎛⎫=- ⎪+++⎝⎭电压输出的情况下L R →∞，有3123x o x R R U E R R R R ⎛⎫=- ⎪++⎝⎭令0x x R R R =+∆，x R 为被测电阻，0x R 为其初始值，R ∆为电阻变化量。
51单片机的热敏电阻数字温度计设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!51单片机的热敏电阻数字温度计设计引言随着电子技术的进步，数字温度计在各种应用中得到了广泛的使用。
重庆邮电大学通信与信息工程学院班级GJ011201小组成员徐睿2012210460李易晓2012210057张地根2012210114指导老师邓炳光数字温度计的设计与制作实验报告设计要求1，数字温度计设计与制作：利用之前绘制的“C51学习板”掌握的SCH和PCB图知识，绘制一个基于STC89C51的单片机系统，增加温度采集0~120度，温度显示要求3位整数+1位小数，电路原理图和PCB图2，SCH必须按照规范进行绘制。
3，系统还要求具备电源指示灯，外部使用MINI-USB进行5V供电，在满足要求的情况下，使用的元器件越少越好；温度采集可以用模拟或数字器件、显示可以用LCD或数码管。
4，PCB板要求使用底层走线，元器件在顶层。
5，PCB板上标识自己的学号、姓名。
6，PCB板大小，满足元器件布局的情况下，尽可能减少面积。
7，PCB审查正确后，进行单面板腐蚀的相关操作：热转印、腐蚀、钻孔、裁剪等。
元器件自行购买，然后焊接，调试，编写单片机程序，完成设计报告。
设计步骤一主要原器件的选择控制模块：STC89C52温度采集模块：DS18B20显示模块：8位共阴数码管二原理图的绘制1新建一个工程，在Altium Designer软件中的“File”选项中选择“New→Project→PCB project”，然后保存工程至文件夹中（文件名定义要规范）。
2纸张配置，在Design选项中单击左键，选择Document Options项，然后根据原理图的要求选择合适的配置。
3展开工程管理标签、元器件库。
4填写图纸信息。
（项目名称、图纸名称、版本、序号、作者。
）5元器件绘制。
1）创建元件库;2）.绘制元器件;3）完善元器件属性;6.修改元器件名字;7. 同一个库中增加其他元器件;8.打开原理图库管理标签。
1）元器件放置。
2）元器件摆放、连线。
（按格点对齐。
）3)修改元器件值。
4)完成图纸。
5）生成Bom表。
三PCB图绘制1）封装设计。
摘要本系统为通过传感器DS18B20、LCD1602液晶显示器、看门狗MAX813L、单片机AT89C2051等元件组成的简单数字式温度计，实现对温度的测量记录。
该系统主要通过单片机的外部程序存储器和外部数据存储器等扩展功能来记录存储传感器说感应的温度数据，并将数据输入到液晶显示器上显示。
在数据存储传输过程中，为防止以窄脉冲形式出现造成的微机系统故障造成“死机”现象，利用“看门狗”在出现“死机”现象时产生的复位信号来引导单片机程序重新进入正常运行。
关键字：单片机，传感器，看门狗，字符液晶概述：1. 目的与任务目的：本课程实践内容以《传感器原理与设计》、《单片机技术》两门课程的理论教学为基础，将温度传感器和单片机结合，设计一种小型温度自动测量装置。
任务：根据下图数字式温度计构成框图，查找资料,学习有关元器件原理、特性及控制方法，设计硬件电路及软件，实现温度的实时测量及显示。
具体任务：（1）段式液晶显示器的原理及控制；（2）看门狗MAX813L的原理及控制；（3）传感器DS18B20的原理及控制；（4）单片机AT89S52的原理及使用（5）数字式温度计整体原理设计硬件构成图：2．使用设备（1）计算机（2）稳压电源（3）单片机实验仪（4）万用表、工具等（5）元器件（传感器DS18B20、液晶显示器、看门狗MAX813L、单片机AT89S52、面包板、接插线、电路板等）硬件设计（一）选择单片机 AT89C511.AT89C51在本设计中的作用：芯片89C51在本设计中起输入输出作用，通过P3.0口与传感器相连，接收传感器的数据并储存，通过P1.0-P1.7八个口作为输出口将处理后的数据转入终端显示器上，P3.1，P3.2口与电子狗连接。
2.引脚结构At89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 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技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
数字式智能语音温度计设计数字式智能语音温度计设计是一种结合了现代传感器技术、微处理器编程和语音识别技术的创新产品。
这种设计可以实时感知环境温度，并通过语音输出使人们更方便地获取温度信息。
以下是关于数字式智能语音温度计设计的关键步骤和详细解释。
一、硬件需求1.温度传感器：用于感知环境温度，如DS18B20或NTC热敏电阻等。
2.微控制器：用于处理传感器数据和控制语音输出，如Arduino、RaspberryPi等。
3.语音识别模块：用于接收用户输入的语音指令，如Google Speech-to-TextAPI、Dragon NaturallySpeaking等。
4.语音输出模块：用于将处理后的语音信息播放出来，如扬声器或耳机。
二、设计步骤1.温度感知：温度传感器应被选择并连接到微控制器的一个输入端口。
微控制器通过读取该端口的电压变化来感知环境温度。
具体的读取方法将依赖于所选的传感器型号和微控制器的编程接口。
2.数据处理：微控制器将对从温度传感器读取的数据进行处理，将其转换为实际的温度读数。
这一步需要用到一些基本的Arduino或Raspberry Pi编程技巧，以及一些数学运算（例如，使用DS18B20传感器的非线性温度转换算法）。
3.语音识别：将语音识别模块与微控制器相连，使得微控制器能够“听懂”用户的语音指令。
这些指令可能包括“读取温度”、“调整音量”等等。
这一步可能需要向语音识别模块发送和接收一些文本数据，这同样需要相应的编程接口和技巧。
4.语音输出：当微控制器接收到一个有效的语音指令后，它将调用一个预设的函数来通过语音输出模块播放相应的信息。
例如，如果用户说“读取温度”，微控制器就会播放环境当前的温度读数。
5.集成和测试：最后，所有的硬件和软件组件需要集成在一起进行测试。
测试过程中需要确保所有组件都能正常工作，并相互配合以实现预期的功能。
三、编程与优化在实现基本功能后，可以对微控制器进行更深入的编程和优化，以使其性能达到最佳，例如：1.用户界面优化：可以根据用户的反馈来改进产品的用户界面。
摘要单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。
科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。
现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等，在很大程度上决定了科学技术的发展水平。
本文作者采用AT89C2051单片机和温度传感器DS18B20从硬件和软件两方面介绍了一款简易数字温度计的设计过程，并对硬件原理图和程序流程图作了简洁的描述。
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，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所。
关键词：单片机AT89C2051；温度传感器DS18B20；74LS48七段数码译码器AbstractSingle-chip electronic products in the daily application ofmore and more widely, the temperature is often the need for dailylife in a measure and control the volume. Development of scienceand technology development and testing are closely related.Modern methods to achieve the accuracy, sensitivity and measurement range, to a large extent determine the level of development of science and technology. The author of this articleusing AT89C2051 MCU and temperature sensor DS18B20 from bothhardware and software, introduced a simple digital thermometerof the design process, and schematic diagram of hardware and procedures were concise description of flow chart. Digital thermometer with a traditional thermometer, compared with areading of convenience, a wide range of temperature measurement, temperature measurement accuracy, the output of the temperature digital display, mainly used for more accurate temperature measurement sites.Key words:single-chip AT89C2051; temperature sensor DS18B20;Digital Seven Segment Decoder 74LS48第一章绪论随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。
单片机课程设计说明书1 引言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
2 总体设计方案2.1 方案论证根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。
选用数字温度传感器DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。
该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用4位共阳LED 数码管以动态扫描法实现。
检测范围-55摄氏度到125摄氏度。
按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。
数字温度计总体电路结构框图如图1所示。
图1 数字温度计总体电路结构框图AT89C51 主 控 制 器显示电路温度传感器 DS18B20扫描驱动2.2 系统硬件电路的设计温度计电路设计原理图如图2所示，控制器使用单片机AT89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管实现温度显示。
图2 数字温度计设计电路原理图2.2.1 主控制器AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
课程设计任务书 2015—2016学年第二学期 专业：学号姓名： 课程设计名称：电子技术课程设计 设计题目：简易数字温度计的设计 完成期限：自2016年6月13日至2016年6月26日共2周 一、设计依据 本课题要求利用电子技术相关知识设计出一个能够实现±0.1℃精度的数字温度计。电路由温度采集电路、数字频率计电路和LED显示电路构成。通过本课题练习，学生的综合知识应用能力、设计能力将有较大提高，对今后从事电子产品的研制、生产、经营维修等打下基础。 二、主要内容及要求 主要内容： 1、给出详细的总体设计方案； 2、完成各部分具体功能电路设计，主要包括基于热敏电阻的温度信号采集电路、555振荡电路、频率计电路、LED显示电路设计； 3、给出正确的电路图，仿真、调试验证各部分设计的正确性； 4、整理设计成果，完成课程设计说明书的撰写。 要求所设计数字温度计的输出温度的范围-20～+45℃、误差范围±0.1℃，具体温度显示采用数码管实现。 三、途径和方法 利用模拟电子技术和数字电子技术的相关知识设计一个数控温度计，可以先查阅相关资料（网上查找或参考相关书籍手册），明确课题的方向和目的，然后学习完成课题所需的理论知识，了解温度信号采集电路、555振荡电路、频率计电路、LED显示电路设计的工作原理；在理解的基础上确定设计电路方案，完成电路设计，画出原理图及PCB印制版图，通过仿真分析验证设计的正确性，最后提交课程设计说明书一份。 四、时间安排 课题讲解：2小时 阅读资料：10小时 撰写设计说明书：12小时 修订设计说明书：6小时 五、主要参考资料 [1]孙丽霞.数字电子技术[M].北京:高等教育出版社,2006:174-196. [2]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版社,2007:40-92. [3]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程-基本技能训练与单元电路设计[M].北京:电子工业出版社,2007:24-57. [4]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].北京:电子工业出版社,2005.1:43-66. [5]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京:高等教育出版社,2002.12:37-228. [6]陈永甫.新编555集成电路应用800例[M].北京:电子工业出版,2000:80-130. [7]萧宝瑾.protel99SE操作指导与电路设计实例（第一版）[M].太原：太原理工大学，2004：198-230. [8]张义申，陆坤.电子设计技术[M].西安:电子科技大学出版,1996:48-62. 指导教师（签字）：教研室主任（签字）： 批准日期：年月日 简易数字温度计的设计 摘要 温度在现实生活中起着相当重要的作用，在电子科技越来越发达的当今时代，工业生产中对温度的测量又有了更精确的要求。在本次简易数字温度计的课程设计中，将采用基于热敏电阻的温度信号采集，用NE555多谐振荡电路将温度转化成频率输入频率计中，用CD40110驱动数码管直接实现数字信号的显示，实现数字温度的设计。省去了另加编码器和译码器的设计，所以线路更加简单，直观。为了实现课程要求，温度范围要控制在-20℃~+45℃，温度误差要控制在+0.1℃；因此，电路的设计合理度就尤为重要，这次设计中电路的设计模块有四个核心电路构成。四个核心电路为：温度转换为频率电路、频率显示电路、555振荡电路、译码显示电路。 关键词：热敏电阻，NE555多谐振荡器，CD40110,频率计，译码显示 目录 1.1课题描述 ...................................................... 1 1.2基本工作原理及总体框图........................................... 1
2硬件芯片及元器件说明 .............................................. 2 2.1555芯片.......................................................... 2 的工作原理.......................................................... 2 的各个引脚功能...................................................... 2 的功能介绍.......................................................... 3 2.2CD4017芯片 ...................................................... 3 2.3CD40110芯片 ..................................................... 4 2.4元器件介绍....................................................... 5
3电路硬件模块设计 .................................................. 5 3.1温度转换成频率电路设计 ........................................... 5 工作原理介绍........................................................ 6 引脚及符号说明...................................................... 7 3.2频率显示电路设计................................................. 7 3.2.1放大整形电路设计 ............................................... 7 振荡电路............................................................ 8 3.2.3译码显示电路 ................................................... 8
4仿真调试 .......................................................... 9 4.1温度转变为频率电路测试........................................... 9 4.2放大整形电路的测试.............................................. 10 4.3振荡电路测试.................................................... 11 5总体电路 ......................................................... 12 总结............................................................... 13 致谢............................................................... 14 参考文献........................................................... 15 1绪论 1.1课题描述 本课题的目的为设计一个简易数字温度计，本课题要求设计出一个能够实现±0.1℃精度的数字温度计，并要求输出温度范围为-20～+45℃。利用相关的电子技术知识实现本次课程设计的整个过程，包括查阅资料，参考书籍文献；首先形成对本次课题的设计思路，包括需要选用的电路和元器件，所选用的电路要严格按照课程设计任务书的要求；下一步要对各个电路模块进行原理图设计以及电路仿真，此过程中会用到Protel制图软件和Multisim仿真软件来实现部分结果。 1.2基本工作原理及总体框图 本次设计采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。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。总体框图如图1所示。 图1整体工作框图 2硬件芯片及元器件说明 2.1555芯片 2.1.1555的工作原理 它有五个部分组成：电阻分压器：由三个5KΩ的电阻串联构成，为电压比较器C1和C2提供基准电压；电压比较器：由C1和C2组成，提供的基准电压分别为2/3Vcc和1/3Vcc.TH为C1的反相输入端，也称为555的高触发端，TR非为C1的反相输入端，也为555的低触发端；基本RS触发器：具有置零，置一，保持和无效四个工作状态，正常工作时，电压比较器C1和C2的输出端分别为RS触发器的置零和置一输入端。放电管VT：总是与输出端u0的状态相反，当Q=u0=1时，放电管截至；当Q=u0=0时，放电管导通，电容开始放电；缓冲器：主要是提供电路的带负载能力。555定时器的原理图如图2所示。 图2555定时器原理图 2.1.2555的各个引脚功能 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围3~18V。一般用5V。3脚：输出端Vo，2脚：低触发6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR和TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平，5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，
