数字温度计实验报告
数字温度计
一．设计任务书
设计一个可测量一定温度范围的数字温度计，并显示出当前温度。二．设计要求
1.基本要求
（1）可测量温度范围：000.0℃～102.0℃
（2）温度分辨率：0.5℃
（3）测量相对误差：≤2%
（4）用数码管实时显示被测温度
2.提高要求
（1）实现多个温度点的实时测量
（2）实现温度的分档测量
（3）实现零下温度测量并显示
3.发挥部分
（1）实现摄氏、华氏、开氏的转换并显示
（2）温度过高报警
三．方案讨论及元件选择
1.方案概述
温度传感器DS18B20是单线通信，其输出值为数字信号，将其输出的温度数据送给单片机AT89C51处理，转换为温度动态显示。
2.分步讨论
（1）温度传感器
本方案采用DS18B20温度传感器，其特点为：
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。
其管脚图为：
DS18B20的引脚功能：
DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地
（2）动态显示
通过单片机与七段显示译码器HCF4511BE结合使用实现
HCF4511BE的简介如下：
HCF4511BE是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。
HCF4511BE 是一片 CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如下图所示。其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 HCF4511BE有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。a～g是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，HCF4511BE 显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观
HCF4511BE 引脚图：
其功能介绍如下：
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效
HCF4511BE具有锁存功能，译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE 为“1”电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。
（3）单片机I/O口资源
22H为显示方式存储区，23H为分辨率存储区，38H为DS18B20的标志位存储区30H,31H摄氏缓冲区，32H,33H为华氏缓冲区，34H,35H为开氏缓冲区
60H-68H存放从DS18B20读入的9个字节数据
36H,37H,40H,41H,42H为中间数据暂存缓冲区
段选p1.0-p1.3，位选p1.4-p1.7,摄氏、华氏、开氏转换INT0，DS18B20数据脚p3.7
摄氏、华氏、开氏表示分别为p2.0、p2.1、p2.2，零下温度显示表示p2.3,报警p2.4
P0.7,P0.6为通道显示
四．设计原理
1.硬件部分
此次实验主要使用到的芯片有传感器DS18B20、单片机AT89C51、七段译码器CD4511、以及LED数码管。由于传感器DS18B20的输出即为数字信号，因此省去了很多工作，如电流\电压转换、A\D转换等。此次电路的基本原理为：传感器读入温度信息，发送给单片机处理，单片机处理后将信号发送给译码器进行译码后送给LED即显示出当前温度；温度过高时蜂鸣器实行报警。
各部分的连接关系见总图
2.软件部分
软件部分主要包括初始化程序，初始化DS18B20程序，读DS18B20程序，
数据转摄氏温度BCD 码程序，摄氏温度T 转华氏温度F 程序，摄氏温度T 转开氏温度K 程序，零下温度转换程序，报警程序，显示程序，中断程序，延时程序等，具体程序见附录。其中下列程序的编程方法做以下说明：
（1）数据转摄氏温度BCD 码程序：由于要实现分辨率可调，所以编程时小数位的值是根据分辨率的值来对从DS18B20读入的四位小数位进行取舍，百位、十位和个位的数则由二进制数除以一百、一十和余数求得，这样即实现把从DS18B20读入的温度装换成代显示的摄氏温度BCD 码。
（2）摄氏温度T 转华氏温度F 程序：华氏温度值F 与摄氏温度T 的转换关系为：
32
T 5
9
F +=
8位单片机要直接实现9除以5很困难，我们采用的方法是先将摄氏温度T 乘以8（3次调用BCD_T ）再除以10（右移4位），然后将所得的值加原值T,这样就实现了乘以9/5，再加32就完成了T 与F 的转换。
（3）摄氏温度T 转开氏温度K 程序:T 与K 的转换关系为：K=T+273.1,加法运算很容易实现。
（4）零下温度转换程序：单片机判断从DS18B20读入的数据的符号位为1时，执行零下温度转换程序，因为零下温度时，要对数据位的值求反加1求补码。 （5）报警程序：对所得的温度进行判断，当温度超过50°C 时，即驱动蜂鸣器（P2.4口）。
（6）中断程序：INT1接分辨率显示方式选择按键，中断一次，RAM 中分辨率显示方式存储区23H 的值加1，为2时清零；INT0接摄氏、华氏、开氏显示方式设定按键，中断一次，RAM 中显示方式存储区22H 的值加1，为2时清零，00H 表示显示摄氏，01H 表示显示华氏，02H 表示显示开氏。
五． 调试
根据以上资料以及原理设计完硬件，编写好程序后，在不存在虚焊和连线错误的情况下，要完好的得出结果，还需经过长时间的调试。在此次调试中我们发现了如下问题：
1. 软件调试时，要用F7进行跟踪调试，并且对照各个寄存器和数据缓冲 区里面的值的变化来判断程序是否正确，是否实现功能，单步调试成功 之后，再全速执行，看看结果是否正确，如果全速执行正确的话就开始 硬件调试，不正确又要单步调试。所以开始单步调试时，一定要仔细， 以防“返工”。
2. DS18B20读取温度时，延时太长导致显示时“闪烁”，所以要适当减小延 时，使数码管显示时既不闪烁也不跳变得过快而影响读数。
3. 中断程序要合理延时以防抖动。
4. 编写程序时，要考虑全面，以防止改变显示方式、改变分辨率和切换通道时对数据产生影响。
5. 由于单片机独立工作时，位置高时提供电压电流不够驱动，所以在每个
独立位上可以独立接一个电阻然后接正电源，这样起到一个“辅助”的
作用，例如数码管和发光二极管都可以这样来实现正常显示，而不出现
微亮或模糊不清的情况。
六．优缺点总结
上述设计方案完全能实现基本要求、提高要求和自己的发挥部分。纵观全设计，我们的总结如下：
优点：
1.完成了全部基本要求和提高要求以及发挥部分；
2.本方案最大的亮点是实现零下温度的检测和显示；
3.实现摄氏、华氏、开氏的转换和显示；
4.实现过高温度报警；
5.实现不同分辨率显示；
当然，我们的设计中也存在不少问题，例如，由于单片机独立工作时，不能提供足够大的电压电流，导致报警用蜂鸣器和显示用发光二极管的声音和亮度不够。
七．设计心得体会
通过这三周的软、硬件设计，不仅加深了我们对理论知识的理解，培养了我们的实践动手能力，还锻炼了我们遇到问题解决问题的能力。从开始接到任务时的无从下手，到小组成员各司其职，搜集资料，学习新知识，相互讨论，分析交流，解决好问题的这个过程本身就是对我们的锻炼。此次设计课不同于一般理论课的地方就在于要求我们的并非只是单纯的懂得理论知识，更重要的是小组成员间的团结协作精神以及将理论知识用于实践的能力，由于在实际中，存在各种各样的因素，即使我们有着正确的原理图、软件程序等也不一定能得出正确的结果，正如调试时产生的问题一样，这就需要我们有耐心去分析各种可能存在因素以达到解决问题的最终目的，当然这其中肯定少不了老师的指导和帮助，在此，我们小组三人对刘海涛老师的帮助给以最衷心的感谢。
通过这次课程设计我们学到了很多东西，培养了我们的自学能力，接受新事物的心态，以及遇到问题时戒骄戒躁的良好心态和虚心向同学、老师请教自己不会的问题，更重要的是小组成员间的团结协作，相互鼓励，做好分配给自己的任务，用心做每一件事而非应付过关的消极态度。总之，此次设计课使我们受益匪浅。
八．附录
附录一：程序清单
;说明：*********************************************************
;22H为显示方式存储区，23H为分辨率存储区，38H为DS18B20的标志位存储区;30H,31H摄氏缓冲区，32H,33H为华氏缓冲区，34H,35H为开氏缓冲区
;60H-68H存放从DS18B20读入的9个字节数据
;36H,37H,40H,41H,42H为中间数据暂存缓冲区
;段选p1.0-p1.3，位选p1.4-p1.7,摄氏、华氏、开氏转换INT0，DS18B20数据
脚p3.7
;P0.5为0.1分辨率，P0.6为0.2分辨率，P0.7为0.5分辨率
;摄氏、华氏、开氏表示分别为p2.0、p2.1、p2.2，零下温度显示表示p2.3,报警p2.4
;P0.7,P0.6为通道显示
;********************************************************
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0003H
LJMP INT0
ORG 0013H
LJMP INT1
;主程序 *************************************************
ORG 0030H
MAIN: LCALL INIT ;调用初始化程序
LOP: LCALL INIT_18B20 ;调用复位DS18B20子程序
JNB 38H,LOP_2
LCALL GET_TEMPER ;调用读温度子程序
LCALL CONV ;调用采样数据转换BCD码子程序
LCALL WARNING ;调用温度超过量程报警子程序
CLR P2.7
SETB P2.6
LCALL DISPLAY ;调用显示子程序
LOP_2:LCALL INIT_18B20_2
JNB 38H,LOPP
LCALL GET_TEMPER_2
LCALL CONV
LCALL WARNING
SETB P2.7
CLR P2.6
LCALL DISPLAY
LOPP: AJMP LOP
;初始化程序*********************************************
INIT: SETB EA
SETB EX0
SETB IT0
SETB EX1
SETB IT1
MOV 22H,#00H
MOV 23H,#00H
MOV P1,#00H
CLR P2.0
CLR P2.1
CLR P2.2
CLR P2.3
CLR P2.4
CLR P0.5
CLR P0.6
CLR P0.7
RET
;复位DS18B20程序********************************************* INIT_18B20:
SETB P3.7
NOP
CLR P3.7 ;主机发出延时540ms的复位低脉冲
MOV R0,#0CH
LCALL DELAY3
SETB P3.7 ;然后拉高数据线
NOP
NOP
MOV R0,#36
TSR2: JNB P3.7,TSR3 ;等待DS18B20回应
DJNZ R0,TSR2
LJMP TSR4 ;延时
TSR3: SETB 38H ;置标志位，表示DS18B20存在
LJMP TSR5
TSR4: CLR 38H ;清标志位，表示DS18B20不存在
LJMP TSR7
TSR5: MOV R0,#06BH
TSR6: DJNZ R0,TSR6 ;复位成功，时序要求延时一段时间
TSR7: SETB P3.7
RET
;------------------------------------------------------------ INIT_18B20_2:
SETB P3.6
NOP
CLR P3.6 ;主机发出延时540ms的复位低脉冲
MOV R0,#0CH
LCALL DELAY3
SETB P3.6 ;然后拉高数据线
NOP
NOP
MOV R0,#36
TSR2_2: JNB P3.6,TSR3_2 ;等待DS18B20回应 +
DJNZ R0,TSR2_2
LJMP TSR4_2 ;延时
TSR3_2: SETB 38H ;置标志位，表示DS18B20存在
LJMP TSR5_2
TSR4_2: CLR 38H ;清标志位，表示DS18B20不存在
LJMP TSR7_2
TSR5_2: MOV R0,#06BH
TSR6_2: DJNZ R0,TSR6_2 ;复位成功，时序要求延时一段时间
TSR7_2: SETB P3.6
RET
;-----------------------------------------------------
;读出转换后的温度值***************************************
GET_TEMPER:
SETB P3.7 ;定时入口
LCALL INIT_18B20 ;先复位DS18B20
JB 38H,TSS2 ;判断DS18B20是否存在，不存在则返回 RET
TSS2: MOV A,#0CCH ;跳过ROM匹配
LCALL WRITE_18B20
MOV A,#44H ;发出温度转换命令
LCALL WRITE_18B20
MOV R0,#0FFH ;等待A/D转换结束,750ms
LCALL DELAY3
LCALL INIT_18B20 ;准备读温度前先复位
MOV A,#0CCH ;跳过ROM匹配
LCALL WRITE_18B20
MOV A,#0BEH ;发出读温度命令
LCALL WRITE_18B20
LCALL READ_18B20 ;将读出的9个字节数据保存到60H-68H RET
;--------------------------------------------------
GET_TEMPER_2:
SETB P3.6 ;定时入口
LCALL INIT_18B20_2 ;先复位DS18B20
JB 38H,TSS2_2 ;判断DS18B20是否存在，不存在则返回 RET
TSS2_2: MOV A,#0CCH ;跳过ROM匹配
LCALL WRITE_18B20_2
MOV A,#44H ;发出温度转换命令
LCALL WRITE_18B20_2
MOV R0,#0FFH ;等待A/D转换结束,750ms
LCALL DELAY3
LCALL INIT_18B20_2 ;准备读温度前先复位
MOV A,#0CCH ;跳过ROM匹配
LCALL WRITE_18B20_2
MOV A,#0BEH ;发出读温度命令
LCALL WRITE_18B20_2
LCALL READ_18B20_2 ;将读出的9个字节数据保存到60H-68H RET
;--------------------------------------
;写DS18B20的子程序（具体时许要求）*********************
WRITE_18B20:
MOV R2,#8 ;一共8位数据
CLR C
WR1: CLR P3.7
MOV R3,#6
DJNZ R3,$
RRC A
MOV P3.7,C
MOV R3,#24
DJNZ R3,$
SETB P3.7
NOP
DJNZ R2,WR1
SETB P3.7
RET
;---------------------------------------------------
WRITE_18B20_2:
MOV R2,#8 ;一共8位数据
CLR C
WR1_2: CLR P3.6
MOV R3,#6
DJNZ R3,$
RRC A
MOV P3.6,C
MOV R3,#24
DJNZ R3,$
SETB P3.6
NOP
DJNZ R2,WR1_2
SETB P3.6
RET
;----------------------------------------------------
;读DS18B20的程序，从DS18B20中读出九个字节的数据
;存到60H-68H***************************************** READ_18B20:
MOV R4,#9
MOV R1,#60H ;存入60H开始的9个单元中
RE00: MOV R2,#8
RE01: CLR C
SETB P3.7
NOP
NOP
CLR P3.7
NOP
NOP
NOP
SETB P3.7
MOV R3,#09
RE02: DJNZ R3,RE02
MOV C,P3.7
MOV R3,#23
RE03: DJNZ R3,RE03
RRC A
DJNZ R2,RE01
MOV @R1,A
INC R1
DJNZ R4,RE00
RET
;------------------------------------------------------ READ_18B20_2:
MOV R4,#9
MOV R1,#60H ;存入60H开始的9个单元中
RE00_2: MOV R2,#8
RE01_2: CLR C
SETB P3.6
NOP
NOP
CLR P3.6
NOP
NOP
NOP
SETB P3.6
MOV R3,#09
RE02_2: DJNZ R3,RE02_2
MOV C,P3.6
MOV R3,#23
RE03_2: DJNZ R3,RE03_2
RRC A
DJNZ R2,RE01_2
MOV @R1,A
INC R1
DJNZ R4,RE00_2
RET
;---------------------------------------------------------
;采样数据转换BCD码程序********************************* CONV: MOV 41H,61H
MOV 40H,60H ;40H,41H为数据暂存缓冲区
MOV 42H,40H ;42H为数据暂存缓冲区
MOV A,61H
CLR C
RLC A
JC N0 ;符号位为1跳转，表示当前是零下温度
CLR P2.3 ;关闭正负温度指示灯
LCALL W_BCD
LCALL T_F
LCALL T_K
LJMP QUIT0
N0: SETB P2.3
CLR C
MOV A,40H
CPL A
ADD A,#01H
MOV 40H,A
MOV 42H,40H ;42H为数据暂存缓冲区
MOV A,41H
CPL A
ADDC A,#00H
MOV 41H,A
LCALL W_BCD
MOV 32H,#00H
MOV 33H,#00H
MOV 34H,#00H
MOV 35H,#00H
QUIT0:RET
;60H,61H中的温度值转换BCD码程序*************************
W_BCD:ANL 40H,#0F0H
MOV A,40H
SWAP A
MOV 40H,A
ANL 41H,#07H
MOV A,41H
SWAP A
ORL A,40H ;A中存放整数部分的二进制值
MOV 41H,A ;41H中存放整数部分的二进制值 MOV B,#100
DIV AB
SWAP A
MOV 37H,A
MOV A,B
MOV B,#10
DIV AB
ORL A,37H
MOV 37H,A ;37H中存放百位数和十位数BCD码 MOV A,B
SWAP A
MOV 36H,A ;36H中存放个位数BCD码
MOV A,23H
CJNE A,#00H,FF0
SETB P0.5
CLR P0.6
CLR P0.7
ANL 42H,#0EH ;42H为数据暂存缓冲区
MOV A,42H
CJNE A,#00H,L0
MOV A,#00H
LJMP L15
L0: CJNE A,#02H,L1
MOV A,#01H
LJMP L15
L1: CJNE A,#04H,L2
MOV A,#02H
LJMP L15
L2: CJNE A,#06H,L3
MOV A,#04H
LJMP L15
L3: CJNE A,#08H,L4
MOV A,#05H
LJMP L15
L4: CJNE A,#0AH,L5
MOV A,#06H
L5: CJNE A,#0CH,L6
MOV A,#08H
LJMP L15
L6: MOV A,#09H
LJMP L15
FF0: CJNE A,#01H,FF1
CLR P0.5
SETB P0.6
CLR P0.7
ANL 42H,#0CH ;42H为数据暂存缓冲区
MOV A,42H
CJNE A,#00H,LL0
MOV A,#00H
LJMP L15
LL0: CJNE A,#04H,LL1
MOV A,#02H
LJMP L15
LL1: CJNE A,#08H,LL2
MOV A,#05H
LJMP L15
LL2: MOV A,#08H
LJMP L15
FF1: CLR P0.5
CLR P0.6
SETB P0.7
ANL 42H,#08H ;42H为数据暂存缓冲区
MOV A,42H
CJNE A,#00H,LLL0
MOV A,#00H
LJMP L15
LLL0: MOV A,#05H
L15: ORL A,36H
MOV 36H,A ;36H中存放个位数和小数位数BCD码
MOV 30H,36H
MOV 31H,37H ;送摄氏缓冲区
RET
;实现1次循环36H,37H中的数乘以2，入口36H,37H,出口36H,37H
;出口36H、37H ************************************************ BCD_T:
N1: MOV A,36H
ADD A,36H
DA A
MOV A,37H
ADDC A,37H
DA A
MOV 37H,A
DJNZ R1,N1
RET
;摄氏转华氏：入口36H、37H, 出口32H、33H **************** T_F: MOV R1,#03H
LCALL BCD_T ;乘8
MOV A,36H
ANL A,#0F0H
SWAP A
MOV 36H,A
MOV A,37H
ANL A,#0FH
SWAP A
ORL A,36H
MOV 36H,A
MOV A,37H
ANL A,#0F0H
SWAP A
MOV 37H,A ;实现除以10，即完成*0.8
MOV A,30H
ADD A,36H
DA A
MOV 32H,A
MOV A,31H
ADDC A,37H
DA A
MOV 33H,A ;实现再加原数，即完成*9\5
MOV A,32H
ADD A,#20H
DA A
MOV 32H,A
MOV A,33H
ADDC A,#03H
DA A
MOV 33H,A ;实现再加32，完成转换
RET
;摄氏转开氏：入口30H、31H, 出口34H、35H *****************
ADD A,#31H
DA A
MOV 34H,A
MOV A,31H
ADDC A,#27H
DA A
MOV 35H,A
RET
;超过量程报警程序**************************************** WARNING:
MOV A,31H
CLR C
SUBB A,#05H
JNC N4 ;超过50度报警
CLR P2.4
JMP QUIT1
N4: SETB P2.4
QUIT1:RET
;显示程序：********************************************* DISPLAY:
PUSH PSW
SETB PSW.4 ;选择三号工作组
SETB PSW.3
MOV R6,#02H
STT: MOV R7,#0FFH
ST: MOV R1,#2
MOV R2,#00010000B
MOV A,22H
CJNE A,#00H,W0
MOV R0,#30H ;显示摄氏
SETB P2.0
CLR P2.1
CLR P2.2
JMP LP2
W0: CJNE A,#01H,W1
MOV R0,#32H ;显示华氏
CLR P2.0
SETB P2.1
CLR P2.2
JMP LP2
W1: MOV R0,#34H ;显示开氏
CLR P2.0
CLR P2.1
SETB P2.2
LP2: MOV A,@R0
ANL A,#0FH
ORL A,R2
MOV P1,A
LCALL DELAY2
MOV P1,#00H
MOV A,R2
RL A
MOV R2,A
MOV A,@R0
ANL A,#0F0H
SWAP A
ORL A,R2
MOV P1,A
LCALL DELAY2
MOV P1,#00H
MOV A,R2
RL A
MOV R2,A
INC R0
DJNZ R1,LP2
DJNZ R7,ST
DJNZ R6,STT
QUIT2:POP PSW
RET
;中断程序：改变显示方式22H的值 ************************ INT0: PUSH A
CLR EX0
LCALL DELAY2
JB P3.2,QUIT3
MOV A,22H
CJNE A,#02H,N6
MOV A,#00H
JMP N7
N6: INC A
N7: MOV 22H,A
QUIT3:SETB EX0
POP A
RETI
;中断1程序：改变显示方式22H的值 ************************ INT1: PUSH A
CLR EX1
LCALL DELAY2
JB P3.3,QUIT4
MOV A,23H
CJNE A,#02H,N8
MOV A,#00H
JMP N9
N8: INC A
N9: MOV 23H,A
QUIT4:SETB EX1
POP A
RETI
;延时程序：3ms***************************************** DELAY3:PUSH A
PUSH PSW
ORL PSW,#18H ;选择三号工作组
DL4: MOV R1,#01H
DL3: MOV R2,#01H
DL2: NOP
NOP
DJNZ R2,DL2
DJNZ R1,DL3
DJNZ R0,DL4
POP PSW
POP A
RET
;延时程序：2ms***************************************** DELAY2:PUSH A
PUSH PSW
ORL PSW,#18H ;选择三号工作组
MOV R4,#0FFH
DL1: MOV R5,#0FFH
DL0: DJNZ R5,DL0
POP PSW
POP A
RET
元件名型号数量
单片机AT89C51 1
七段译码器HCF4511BE 1
温度传感器DS18B20 2
数码管TOP-5101AH 4
三极管NPN9013 12
按键 4
发光二极管8
晶振 1
蜂鸣器 1 2通道拨码开关 1
电阻若干
电容若干
参考文献：
《 51系列单片机应用与实践教程》周向红，北京航空航天大学出版社
《单片机原理与应用》陈建铎，科学出版社
《单片机系统开发技术》刘高锁，天津大学出版社
《单片机原理及应用技术》吴黎明，科学出版社
《基于DS18B20的数字温度计设计及应用》胡天明，齐建家
《温度和温度计》课堂教学实录
《温度和温度计》课堂教学实录 科学研修2组张俊平 【教材分析】 《温度与温度计》是教科版九年义务教育六年制小学科学三年级下册第三单元的第一课。教材由四个活动组成：第一部分通过体验，感知冷热，认识到冷热的程度就是温度，温度的单位是摄氏度，测量温度的仪器是温度计；第二部分，观察温度计的构造，初步感知温度计的原理和测量方法；第三部分，学习和练习温度计的读写方法；第四部分，读出温度计上的显示的温度。 【学情分析】 学生可能听说过温度计，也曾用体温计测量过体温，但真正使用温度计测量过其他物体的温度的学生估计极少。本课学习时，对许多学生来说还是第一次使用温度计。因此，本课的学习，重要的是要让学生们理解温度计是用来做什么的，怎样正确操作使用，以及如何识读温度计上显示的温度，为以后的学习活动打好基础。 【学习目标】 科学概念： 1.知道温度表示物体的冷热程度。物体的温度可以用温度计测量。 2.懂得常用液体温度计是利用玻璃管内的液注随温度变化而上升和下降来测量温度的。 过程与方法： 1.观察和研究作为测量工具的常用液体温度计的主要构造。 2.学习正确地识读记录摄氏温度。 3．能比较准确地读出温度计上的温度。 情感、态度、价值观： 1．认识到使用科学仪器比感官更准确。
2．理解测量工具使用规定的意义，并愿意遵守这些规定。 【教学重点】观察常用液体温度计的主要构造，学习规范使用温度计，正确读出温度计上显示的温度。 【教学难点】温度计的操作规范，零下温度的识读。 【教具准备】每组4个水杯（粘上1—4号标签，水量相同，冷热顺序为1，3，2，4），一块毛巾，每人一小张记录纸，每组2支温度计，热水瓶1只，水槽4个，课件 【教学过程】 一、比较水的冷热 师：同学们，刚从锅里盛出的稀饭太热，我们往往要等一会再喝，等到什么时候才合口呢？平时你是怎么做的？ 生：用嘴唇轻轻触一触，试一试。 生：看稀饭冒出的白烟。 师：你是说白气大的时候，就表明饭很热，是吗？ 生；用手去触摸碗，感觉一下。 教师出示冷热明显不同的四杯水。 师：每个小组的桌上有4杯水，我们用触摸的方法来感觉一下，比较它们的冷热。大家一起安静的来完成下列活动： ⑴先把左手手指、右手手指同时分别插入1号杯和4号杯，比较它们的冷热，然后马上将左手手指、右手手指同时插入2号杯和3号杯，比较它们的冷热。 ⑵先把两手指分别插入2号杯和3号杯，再插入1号杯和4号杯。 每个同学都来感觉一下，形成我们组的意见。同学们要注意守秩序，最后形成我们组的意见。 各组学生依次体验比较4个杯子水的冷热，非常有秩序。教师巡视。
数字温度计的设计
数字温度计的设计 【摘要】 本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，就是用单片机实现温度测量，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于AT89S52单片机的数字温度计的设计用LCD数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求，可以用于温度等非电信号的测量，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 【关键词】关键词1温度计；关键词2单片机；关键词3数字控制；关键词4DS1620 目录 第一章绪论 (2) 1.1 前言 (3) 1.2 数字温度计设计方案 (3) 1.3 总体设计框图 (3) 第二章硬件电路设计............................ 错误!未定义书签。 2.1 主要芯片介绍 (5) 2．1．1 AT89C51的介绍 (5) 2.1.2 AT89C51各引脚功能介绍 (5) 2．2 温度传感器 (7) 2.2．1 DS1620介绍 (7) 第三章软件设计................................ 错误!未定义书签。
3.1 主程序流程图 (11) 3.4 计算温度子程序流程图 (13) 3.5 显示数据刷新子程序流程图 (13) 第四章 Proteus仿真调试......................... 错误!未定义书签。 4.1 Proteus软件介绍 (15) 4.2 Proteus界面介绍 (16) 4.2.1 原理图编辑窗口 (18) 4.2.2 预览窗口 (23) 4.2.3 模型选择工具栏 (31) 4.2.4 元件列表 (35) 4.2.5 方向工具栏 (37) 4.2.6 仿真工具栏 (38) 4.3 本次设计仿真过程 (39) 4.3.1 创建原理图 (40) 设计总结 (50) 结论 (57) 参考文献 (59) 致谢 (62) 附录 (72)
电子技术基础数字温度计课程设计要点
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 学生姓名屈鹏 学号1141201112 系、专业电气工程系电气工程及其自动化 指导教师李海娜 2013年12月17日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 年级专业11级电气工程及其自动化学生姓名屈鹏学号1141201112 题目名称数字温度计设计设计时间2013.12.9—2013.12.20 课程名称电子技术课程设计课程编号121202306 设计地点电工电子实验室408、409 一、课程设计（论文）目的 电子技术课程设计是电气工程及自动化专业的一个重要的实践性教学环节，是对已学模拟电子技术、数字电子技术知识的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成，着重培养学生工程实践的动手能力、创新能力和进行综合设计的能力，并要求能设计出完整的电路或产品，从而为以后从事电子电路设计、研制电子产品奠定坚实的基础。 二、已知技术参数和条件 用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，具体要求如下： 1、温度范围0-100度。 2、测量精度0.2度。 3、三位LED数码管显示温度。 三、任务和要求 1.按学校规定的格式编写设计论文。 2.论文主要内容有：①课题名称。②设计任务和要求。③方案选择与论证。④方案的原理框图，系统电路图，以及运行说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 ⑤必须用proteus或其它仿真软件对设计电路仿真调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。⑥收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效； 2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
数电课程设计-温度计实验报告(提交版)
一、设计项目名称 温度采集显示系统硬件与软件设计 二、设计内容及要求 1，根据设计要求，完成对单路温度进行测量，并用数码管显示当前温度值系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图，编辑、绘制出PCB印制版。 要求： （1）原理图中元件电气图形符号符合国家标准； (2)整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义。 (3)列出完整的元件清单(标号、型号及大小、封装形式、数量) (4) 图纸幅面为A4。 (4)布局、布线规范合理，满足电磁兼容性要求。 (5)在元件面的丝印层上，给出标号、型号或大小。所有注释信息（包括标号、型号及说明性文字）要规范、明确，不产生歧义。 2.编写并调试驱动程序。 功能要求： （1）温度范围0-100℃。 （2）温度分辨率±1℃。 （3）选择合适的温度传感器。 3.撰写设计报告。 提示：可借助“单片机实验电路板”实现或验证软件、硬件系统的可靠性。
温度传感器 摘要：温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器 实现对温度的测试与控制得到更快的开发，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。一种数字式温 度计以数字温度传感器DS18B20作感温元件，它以单总线的连接方式， 使电路大大的简化。传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，这类传 感器可靠性差，测量温度准确率低且电路复杂。因此，本温度计摆脱了 传统的温度测量方法，利用单片机STC89C52对传感器进行控制。这样 易于智能化控制。 关键词：数字测温；温度传感器DS18B20；单片机STC89C52； 一．概述 传感器从功能上可分为雷达传感器、电阻式传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、温度传感器、光敏传感器、湿度传感器、生物传感器、位移传感器、压力传感器、超声波测距离传感器等，本文所研究的是温度传感器。 温度传感器是最早开发，应用最广泛的一类传感器。温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有半导体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。 随着科学技术的发展，测温系统已经被广泛应用于社会生产、生活的各个领域，在工业、环境监测、医疗、家庭多方面均有应用。从而使得现代温度传感器的发展。微型化、集成化、数字化正成为发展的一个重要方向。
数字温度计设计
数字温度计 摘要：温度计在实际生产和人们的生活中都有广泛应用。该设计是数字温度计，首先是对总体方案的选择和设计；然后通过控制LM35进行温度采集；将温度的变化转为电压的变化，其次设计电压电路，将变化的电压量通过放大系统转化为所需要的电压；再通过TC7107将模拟的电压转化为数字量后直接驱动数码管LED对实时温度进行动态显示。最后在Proteus仿真软件中构建了数字温度计仿真电路图，仿真结果表明：在温度变化时，可以通过电压的变化形式传递，最终通过3位十进制数显示出来。 关键词：温度计；电路设计；仿真
目录 1 设计任务与要求 (1) 2 方案设计与论证 (1) 3 单元电路的设计及仿真 (2) 3.1传感器 (2) 3.2放大系统 (2) 3.3 A/D转换器及数字显示 (4) 4 总电路设计及其仿真调试过程 (6) 4.1总电路设计 (6) 4.2仿真结果及其分析 (7) 5 结论与心得 (9) 6 参考文献 (11)
1 设计任务与要求 温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，即用数字显示被测温度。具体要求如下：（1）测量范围0～100度。 （2）测量精度0.1度。 （3）3位LED数码管显示。 掌握线性系统的根轨迹、时域和频域分析与计算方法； （2）掌握线性系统的超前、滞后、滞后-超前、一二阶最佳参数、PID等校正方法；（3）掌握MATLAB线性系统性能分析、校正设计与检验的基本方法。 2 方案设计与论证 数字温度计的原理是：通过控制传感器进行温度采集，将温度的变化转化为电压的变化；然后设计电压电路，将变化的电压通过放大系统转化为需要的电压；再通过A/D转换器将模拟的电压转换为数字量后驱动数码管对实时温度进行动态显示。 原理框图如图2-1所示： 传感器放大系统A/D转换显示 图2-1 数字温度计原理框图 由设计任务与要求可知道，本设计实验主要分为四个部分，即传感器、放大系统、模数转换器以及显示部分。经过分析，传感器可以选择对温度比较敏感的器件，做好是在某参数与温度成线性关系，比如用温敏晶体管构成的集成温度传感器或热敏电阻等；放大系统可以由集成运放组成或反相比例运算放大器；A/D转换器需要选择有LED 驱动显示功能的，而可供选择的参考元件有ICL7107，ICL7106，MC14433等；显示部分用3位LED数码管显示。 方案一：用一个热敏电阻,通过热敏电阻把温度转化为电压,再得到每一度热敏电
温度与温度计 精品教案(大赛一等奖作品)
第十二章温度与物态变化 第一节温度与温度计 一、教学目标： 1、知识和技能 理解温度的概念。 了解生活环境中常见的温度。 会用温度计测量温度。 2、过程和方法 通过观察和实验了解温度计的结构。 通过学习活动，使学生掌握温度计的使用方法。 3、情感、态度、价值观 通过教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲，使学生乐于探索自然现象中的物理规律。 二、教学重、难点： 1、设计测温度的仪器（温度计）； 2、正确使用温度计。 三、教学过程： 导学达标： 引入课题：欣赏一段有春、夏、秋、冬的影片 问题：你知道物质有几种状态吗？这些状态如何转化？ 受什么因素的影响？ 学生猜想：〔……〕 教师：刚才有同学说“温度”（热），下面我们就来学习有关温度的知识—温度计 进行新课： 1、温度：物体的冷热程度叫作温度。 （1）、试验：结论：人们凭感觉判断物体的温度往往不可靠必须采取其他较好的办法。 （2）、探究：有什么方法可以较好的判断出这哪杯水的温度比较高？学生结论〔……〕 （3）、教师引导：拿出自制的温度计（图示）， 可否判断温度高低？
学生讨论如何判断？ 这仪器有什么缺点？如何改正？ （加刻度、缩小体积……得到准确的测温度的仪器） 2、温度计：测量温度的仪器实物观察……各种温度计 结构原理：利用液体的热胀冷缩的规律制成的。 分类：实验室用温度计、体温计、寒暑表（实物、录像观察） 3、试验用温度计的使用： 探究：怎样使用？要注意些什么问题？ 总结：（1）使用前观察量程……所测温度不能超过量程 认清分度值……每小格代表的数值 （2）使用时①温度计的玻璃泡全部浸入液体中，不要碰容器底或壁 ②待温度计的示数稳定后再读数 ③读数时温度计的玻璃泡继续留在被测液体中，视线与温度计液柱的上表面相平（让学生读数，把结果写出来）……单位 4、摄氏温度：字母C代表摄氏温℃是摄氏温度的单位，读做摄氏度；它是 这样规定的：把冰水混合物的温度规定为零摄氏度，把沸水的温度规定 为100摄氏度，分成100等份，每1份就是1℃。低于0℃用负数表示 例：37℃读作；－45℃读作； 0℃读作。 5、体温计： 结构、量程、分度值、使用。 四、课堂练习，巩固提高 五、教学板书 第一节温度与温度计 温度 定义： 单位： 温度计：
数字温度计的设计与仿真
单片机原理与应用设计课程综述 设计项目数字温度计 任课教师 班级 姓名 学号 日期
基于AT89C51的数字温度计设计与仿真摘要：随着科学技术的不断发展，温度的检测、控制应用于许多行业，数字温度计就是其中一例，它的反应速度快、操作简单，对环境要求不高，因此得到广泛的应用。 传统的温度测量大多使用热敏电阻，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路将模拟信号转换成数字信号才能由单片机进行处理。本课题采用单片机作为主控芯片，利用DS18B20来实现测温，用LCD液晶显示器来实现温度显示。 温度测量范围为0～119℃，精确度0.1℃。可以手动设置温度上下限报警值，当温度超出所设报警值时将发出报警鸣叫声，并显示温度值，该温度计适用于人们的日常生活和工、农业生产领域。 关键词：数字温度计；DS18B20；AT89C51； LCD1602 一、绪论 1.1 前言 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，但人们对它的要求也越来越高，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。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,单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用。 1.2 课题的目的及意义 数字温度计与传统温度计相比，具有结构简单、可靠性高、成本低、测量范围广、体积小、功耗低、显示直观等特点。该设计使用AT89C51，DS18B20以及通用液晶显示屏1602LCD等。通过本次设计能够更加了解数字温度计工作原理和熟悉单片机的发展与应用，巩固所学的知识，为以后工作与学习打下坚实的基础。 数字温度计主要运用在工业生产和实验研究中，如电力、化工、机械制造、粮食存储等领域。温度是表征其对象和过程状态的重要参数之一。比如：发电厂锅炉
DS18B20数字温度计设计实验报告
单片机原理及应用 课程设计报告书 题目：DS18B20数字温度计 姓名学号：20133522080 赵晓磊 20130123096 段石磊 20133522028 付成 指导老师：万青 设计时间： 2015年12月
电子与信息工程学院 目录 1.引言 (3) 1.1.设计意义 (3) 1.2.系统功能要求 (3) 2.方案设计 (4) 3.硬件设计 (2) 4.软件设计 (5) 5.系统调试 (7) 6.设计总结 (8) 7.附录 (9) 8.作品展示 (15) 9.参考文献 (17)
DS18B20数字温度计设计 1.引言 1.1. 设计意义 在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，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，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下： ●硬件电路复杂； ●软件调试复杂； ●制作成本高。 本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55～125℃，最高分辨率可达0.0625℃。 DS18B20可以直接读出被测温度值，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热点。 1.2. 系统功能要求 设计出的DS18B20数字温度计测温范围在-55～125℃，误差在±0.5℃以内，采用LED数码管直接读显示。
2. 方案设计 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4.1图所示： 图4.1 3. 硬件设计 温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051，温度传 感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。 主控制器 单片机AT89C2051 具有低电压供电和小体积等特点， 两个端口刚好满足电路系统的设计需AT89C2051 主 控 制 器 DS18B20 显示电路 扫描驱动
简易数字式温度计设计
摘要 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。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温围广，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，或科研实验室使用，该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，它具有独特的单线总线接口方式。本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 关键词：DS18B20 温度传感器STC89C51
目录 第一章绪论3 1.1 课题背景及研究意义3 1.2 国外的现状3 1.3 设计的目的4 1.4 设计实现的目标4 1.5 数字温度计简介5
第一章绪论 1.1 课题背景及研究意义 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。静态控制精度为2.43℃。 本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。 1.2 国外的现状 温度控制系统在国各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工
数显温度计实验报告
项目编号： 大学生课外开放实验校级普通项目 实验报告 立项时间： 项目名称：数显温度计的设计与制作 学生姓名： 指导教师： 学院： 完成时间：2014.5 设备与实验室管理处制
0. 引言 单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制，智能仪器仪表，机电一体化产品，家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。学生在课程设计，毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此，提高“单片机原理及应用”课的教学效果，让学生参与课程设计实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛，如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法，是一个很有价值的教学项目。为此，我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计，锻炼学生的动脑动手以及协作能力。 单片机课程设计是针对模拟电子技术，数字逻辑电路，电路，单片机的原理及应用课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课设任务、软件设计，硬件设计，调试和编写课设报告等实践内容。通过此次课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法，即学生根据设计要求和性能约束，查阅文献资料，收集、分析类似的相关题目，并通过元器件的组装调试等实践环节，使最终硬件电路达到题目要求的性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。第三，培养学生勤于思考乐于动手的习惯，同时通过设计并制作单片机类产品，使学生能够自己不断地学习接受新知识（如在本课设题目中存在智能测温器件DS18B20，就是课堂环节中不曾提及的“新器件”），通过多人的合作解决现实中存在的问题，从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣，也提高了学生的动手能力，对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础。 1.设计意义 在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，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，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下： ●硬件电路复杂； 2
数字温度计实验报告
课程授课教案 一、实验目的和要求 1.掌握集成运算放大器的工作原理及其应用。 2.掌握温度传感器工作原理及其应用电路。 3. 了解双积分式A/D转换器的工作原理。 4. 熟悉213位A/D转换器MC14433的性能及其引脚功能。 5. 熟悉模拟信号采集和输出数据显示的综合设计与调试方法。 6. 进一步练习较复杂电路系统的综合布线和读图能力。 设计要求如下： 1. 设计一个数字式温度计，即用数字显示被测温度。数字式温度计具体要求为： ①测量范围为0～100℃ ②用4位LED数码管显示。 二、主要仪器和设备 1.数字示波器 2.数字万用表 3.电路元器件： 温度传感器 LM35 1片 集成运算放大器LM741 1片 集成稳压器 MC1403 1片 A/D转换器 MC14433 1片 七路达林顿晶体管列阵 MC1413 1片 BCD七段译码／驱动器 CC4511 1片 电阻、电容、电位器若干 三、实验内容、原理及步骤 1.总体方案设计 图1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随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。 图1 数字温度计原理框图 2. 温度传感器及其应用电路 温度传感器LM35将温度变化转换为电信号，温度每升高一度，大约输出电压升高10mV。在25摄氏度时，输出约250mV。图2（a）、(b)图为LM35测温电路。
（a）基本的测温电路(+2°C to +150°C) （b）全量程的测温电路（?55°C to +150°C） 图2（a）、(b)图为LM35测温电路 LM35系列封装及引脚参见下图 3。 图 3 LM35系列封装及引脚图 3.放大电路 放大器使用LM 741普通运放,作为实验用数字温度计，可以满足要求；如果作为长期使用的定型产品，可以选用性能更好、温度漂移更小的OP07等型号的产品，引脚与LM741兼容,可以直接替换使用。此放大器的目的是通过提供合适的放大倍数及使用一定的参考电压，将线性输出变化的温度信号电压对应的LED数字变化与实际温度变化基本一致。它实际上是一个增益和偏置可调的线性放大电路，调整可变电阻器R,可以改变增益，使温度显示变化和实际变化取得一致。输入端所接的调零电阻，是调节偏置的，用来使显示温度数字和实际温度一致。（参考227页） 4. A/D转换器 A/D转换器，采用MOTOROLA公司的产品MC14433。A/D转换器MC14433的内部结构及其引脚图如下图4所示。该芯片为本系统的核心电路，将模拟电压信号转换为数字信号，并分别输出数据信号和选通脉冲等。该芯片具有外围电路简单，不需要使用昂贵的石英晶体振荡器提供时钟信号，片内可以自己产生显示所需的选通脉冲和刷新信号等特色，仅需少量外围电路配合，就能实现LED的数字显示功能。
简易数字温度计课程设计
唐山学院 单片机原理课程设计 题目简易数字温度计 系 (部) 智能与信息工程学院 班级 姓名 学号 指导教师 2017 年 1 月 2 日至 1 月 6 日共 1 周 2017年1月4日
《单片机原理》课程设计任务书
课程设计成绩评定表
目录 1.方案论证 0 2.硬件设计............................................ 错误!未定义书签。 2.1系统构成 (1) 2.2器件选择 (1) 2.2.1 AT89C51概述 (1) 2.2.2 AT89C51引脚功能 (3) 2.2.3复位电路的设计 (4) 2.3数字温度传感器 (5) 2.3.1 DS1621的技术指标 (5) 2.3.2 DS1621的工作原理 (6) 2.4 单片机和DS1621接口电路...................... 错误!未定义书签。 2.5 七段LED数码显示电路 (7) 3.系统软件设计 (9) 3.1 编程语言选择 (9) 3.2 主程序的设计 (9) 3.3 温度采集模块设计 (10) 3.4 温度计算模块设计 (10) 3.5 串行总线编程 (11) 4.软硬件调试结果分析 (12) 5.设计总结 (13) 6.参考文献 (14) 附录A 多点温度采集系统电路原理图 (15)
1.方案论证 该系统可以使用方案一：热敏电阻；方案二：数字温度芯片DS1621实现。采用数字温度芯片DS1621 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS1621 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1621和微控制器AT89C51构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大。采用51 单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。 控制工作，还可以与PC 机通信上传数据，另外AT89S51 在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。 该系统利用AT89C51芯片控制温度传感器DS1621进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强，它可以在设计中加入时钟芯片DS1302以获取时间数据，在数据处理同时显示时间，并可以利用AT24C16芯片作为存储器件，以此来对某些时间点的温度数据进行存储，利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。故采用了方案二。 测温电路的总体设计方框图如图1-1所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS1621，用5位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1-1 测温电路的总体设计方框图
几种温湿度计的使用实验报告
西北大学文化遗产学院2010级文物保护技术专业实验报告 实验名称：几种温湿度计的使用 姓名：赵星 学号：2010102110 报告日期：2013年3月20日
几种温湿度计的使用实验报告 一、实验目的： 1、学会几种温湿度计的使用。 2、学习各种温湿度计的原理及使用范围。 二、实验原理： 1、通过测量空气的温湿度来确定环境的的温湿度。 2、酒精和水银温度计是利用其热胀冷缩的原理来制作温度计，双金属自记式温度计是通过两种胀缩系数不同的金属对温度改变反应的不同，来带动滑动杆记录温度。干湿球温度计是通过计算干球和湿球两者温度之差来确定湿度的，毛发湿度计是通过毛发的湿胀干缩性质来确定环境中湿度的仪器。 三、实验材料： 自记式温湿度计、普通干湿球温度计、通风干湿球温度计、蒸馏水、洗瓶。 四、实验内容： 1、普通干湿球温度计的使用。向湿球内加入适量的蒸馏水，等待一定时间读出干球温度和湿球温度，并根据两者差值来确定环境湿度。 2、通风干湿球温度计的使用。向湿球中加入适量的水，旋转发条，放置一段时间，读出两者数据和差值，查表得环境湿度。 3、自记式温湿度的使用。先用毛笔蘸少量水润湿毛发，稍等片刻，将指针调至95%-100%之间，放置待指针稳定后将示数与通风干湿球温湿度计的结果比较校准，然后通过通风干湿球温度计的数据校准温度，将指针与时间表对齐后放置。 五、注意事项： 1、使用前确保温度计可以正常使用，且准确。 2、自记式温湿度计需要校准。 3、注意仪器安全。 六、实验步骤： 1、调节通风干湿球温度计。将通风干湿球温度计打水上发条后，放置15分钟，期间不断上发条，确保其正常通风。如此重复两次，确保温度计的数据准确。 页 1
第1节 温度.1温度与温度计练习题
3.1温度与温度计练习题 一．选择题（共20小题） 1．使用温度计测量液体温度时，如图所示的四种方法中正确的是（ ） A ． B ． C ． D ． 2．下列温度中，约在36～37℃之间的是（ ） A ． 人的正常体温 B ． 标准大气压下沸水的温度 C ． 冰箱冷藏室的温度 D ． 人感觉舒适的环境的温度 3．如图所示，读取温度计示数的方法中，正确的是（ ） A ． 甲 B ． 乙 C ． 丙 D ． 丁 4．如图所示的是一支常用体温计．下列关于该体温计的说法中，正确的是（ ） A ． 它的示数是8 ℃ B ． 它的分度值是1℃ C ． 它不能离开被测物体读数 D ． 它是根据液体热胀冷缩的规律制成的 5．温度计是一种常见的测量工具，如图所示温度计的读数是（ ） A ． ﹣4℃ B ． ﹣6℃ C ． 6℃ D ． 16℃ 6．夏天的早晨，上海地区自来水龙头流出水的温度最接近于（ ）
A．0℃B．25℃C．50℃D．75℃ 7．在标准大气压下，由表格数据判断下列说法正确的是（） 物质名称钨铁钢铜金固态水银固态氮 熔点（℃）3410 1535 1515 1083 1064 ﹣39 ﹣259 A．用铜锅熔化钢块也行B．铜球掉入铁水中不会熔化 C．在﹣265℃时氧气是固态D．﹣40℃的气温是用水银温度计测量 的 8．关于如图所示的温度计，下列说法中错误的是（） A．它的示数为10℃ B．它的最小分度值为1℃ C．它不能离开被测物体读数 D．它是根据液体热胀冷缩的规律制成的 9．以下温度中，最接近25℃的是（） A．健康成年人的体温B．攀枝花市冬季最低气温 C．冰水混合物的温度D．让人感觉温暖而舒适的房间的温度 10．北方冬天某日的温度为﹣20℃，正确的读法是（） A．摄氏负20度B．零下20摄氏度C．零下摄氏20度D．负摄氏加度 11．医用水银温度计使用卮的消毒方法是（） A．放在酒精灯的火焰上烤B．放在沸水中煮 C．用清水冲洗D．用医用酒精擦拭 12．日常生活中，“热”字出现频率很高，但所含的物理意义却不同．下列现象中，“热”字的含义为“温度”的是（） A．热胀冷缩B．摩擦生热C．天气炎热D．热岛效应 13．以下温度中接近23℃的是（） A．让人感觉温暖而舒适的房间温度B．重庆冬季的最冷气温 C．健康成年人的体温D．冰水混合物的温度 14．以下温度中最接近25℃的是（） A．健康成人的体温B．冰水混合物的温度 C．厦门市夏季最热的室外温度D．让人感觉温暖而舒适的温度 15．今年5月8日，“祥云”火炬成功登上“世界第三极”﹣﹣珠穆朗玛峰，成为奥运火炬传递史上的一大创举．下列哪项不属于和火炬在登顶时需要克服的困难（）
单片机实验报告-温度计
成绩： 滨江学院 单片机原理及应用 实验项目温度计DS18B20 院系滨江学院电子工程系 专业信息工程 学生姓名马骏 学号20142309029 二零一七年十一月十八日
一、实验目的 1.1实验意义 在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，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，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下： ●硬件电路复杂； ●软件调试复杂； ●制作成本高。 本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55～125℃，最高分辨率可达0.0625℃。 DS18B20可以直接读出被测温度值，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热点。 1.2功能要求 设计出的DS18B20数字温度计测温范围在-55～125℃，误差在±0.5℃以内，采用LED数码管直接读显示。 二、实验硬件 2.1方案设计 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所示：
2.2硬件设计 温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051，温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示 2.3主控制器单片机AT89C2051 具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用。系统可用两节电池供电。AT89C2051的引脚图如下图所示： 1、VCC：电源电压。 2、GND：地。 3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2~P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收 20mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上
(完整)基于51单片机的数字温度计设计
(完整)基于51单片机的数字温度计设计 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于51单片机的数字温度计设计）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)基于51单片机的数字温度计设计的全部内容。
基于51单片机的数字温度计设计 一．课题选择 随着时代的发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注。单片机控制系统无疑在这方面起到了举足轻重的作用。单片机的应用系统设计业已成为新的技术热点，其中数字温度计就是一个典型的例子,它可广泛应用与生产生活的各个方面，具有巨大的市场前景。二．设计目的 1.理解掌握51单片机的功能和实际应用。 2.掌握仿真开发软件的使用。 3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。 三．实验要求 1.以51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计. 2.采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。 3.温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。 四．设计思路 1.根据设计要求，选择STC89C51RC单片机为核心器件。 2.温度检测采用DS18B20数字式温度传感器。与单片机的接口为P3。6引脚. 3.采用usb数据线连接充电宝供电,接电后由按钮开关控制电路供电。 硬件电路设计总体框图为图1： 五．系统的硬件构成及功能 1.主控制器 单片机STC89C51RC具有低电压供电和体积小等特点，有40个引脚，其仿真图像如下图所示:
温度和温度计教案
教学目标 科学概念： 1、温度表示物体的冷热程度，物体的温度可以用温度计测量。 2、常用液体温度计是利用玻璃管内的液注随温度变化而上升和下降来测量温度的。 过程与方法： 1、观察和研究作为测量工具的常用液体温度计的主要构造。 2、识读温度计刻度上的数字，并把刻度上的数字与更热或更冷的温度联系起来。 情感、态度、价值观： 理解测量工具使用规定的意义，并愿意遵守这些规定。 教学重点：摄氏温度的读与写。 教学难点：识读零下温度。 材料：温度计毛巾水杯 教学流程 一、比较水的温度 1、引入：同学们，在生活中用手触摸过冷水和热水吗？有什么感觉？ 2、出示冷热不同的两杯水，请学生用手触摸感知哪一杯温度高，哪一杯温度低，回答后指导：温度是感知物体的冷热程度的。板书：温度 讲述：我们可以通过皮肤等触觉器官感知、比较物体的冷热情况。 3、师：我们再来感知一下，桌上有四杯水（1号杯内装的是凉水，2号、3号杯内装的是温水，4号杯内装的是热水）。大家一起安静的来，请同学来完成下列活动：先把左手手指、右手手指同时分别插入1号杯和4号杯，比较它们的冷热，然后马上将左手手指、右手手指同时分别插入2号杯和3号杯，比较它们的冷热。 4、汇报。（4号杯的水热，1号杯的水冷；3号杯的水比和2号杯的水温度一样。） 5、师：同样的四杯水，由于实验顺序不同，手指获得的感觉是不同的，那有什么办法可以准确地知道物体的冷热程度呢？ 二、观察温度计 1、出示温度计，我们要正确使用温度计，首先必须要认识这个温度计，了解它有哪几个部分组成？ 2、分发温度计，提示：先想一想你准备怎么观察温度计，然后仔细观察。观察时注意温度计要小心拿放，谨防破裂。如果温度计的管子劈裂，请立即告诉老师。 3、学生观察温度计的构造、刻度、标记、数字等内容，教师巡视。 4、汇报交流。 ①、温度计由玻璃管、玻璃泡、刻度三部分组成。 ②、玻璃管上有数字、刻度、单位。符号℃表示摄氏度，表示这是一支摄氏温度计。（随机学习摄氏度的读法与写法） ③、每小格刻度表示1摄氏度…… 5、探究小实验：刚才同学们很仔细，有了很多发现，那么还想不想在研究一下温度计啊？老师给你出个主意，请同学们用双手捂住温度计中的的玻璃泡，看看有什么新发现？ 用手捂住温度计的玻璃泡，观察温度计产生的变化。放开手等一会儿再观察。汇报交流。（手捂住温度计的玻璃泡，液面上升，放开后一会，液面下降。） 6、读出温度计指示的温度 现在请每个同学观察自己温度计上的液面，并记录。
数字温度计设计报告样本
数字温度计实验报告 一, 实验目的 1. 学习80C52单片机的内部的定时器及各接口的功能及应用。 2. 设计任务及要求利用实验平台上LED数码管和蜂鸣器设计具有最低、最高温度查询, 实时显示和报警功能的数字温度器。二, 实验要求 基本要求: 1: 能够实时显示环境温度。 2: 能够保存使用时间内的最大值和最小值, 能够查阅。 3: 有温度报警功能, 能够设置报警温度。用绿灯表示正常温度, 红灯表示报警同时发声。 扩展功能: 查询最低和最高温度时, 指示灯蓝灯和黄灯分别表示当前先显示的是高温还是低温。 三, 实验基本原理 利用单片机定时器完成报警检测功能。每隔一段时间定时器0对当前温度值进行检测, 当超过设定温度30度时红灯亮并发生报警。 为了将时间在LED数码管上显示当前温度, 采用动态显示法, 由于静态显示法需要译码器, 数据锁存器等较多硬件, 可采用动态显示法实现LED显示, 经过对每位数码管的依次扫描, 使对应
数码管亮, 同时向该数码管送对应的字码, 使其显示数字。由于数码管扫描周期很短, 由于人眼的视觉暂留效应, 使数码管看起来总是亮的, 从而实现了各种显示。 该设计采用四按键输入, 当按键1( 2) 按下, 可分别查看当前最低( 最高) 温度。 四, 实验设计分析 针对要实现的功能, 采用AT89S52单片机和ds18b20温度传感器进行设计, AT89S52 单片机是一款低功耗, 高性能CMOS8位单片机, 它有以下特点: 1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash 2、晶片内部具时钟振荡器( 传统最高工作频率可至 12MHz) 3、内部程序存储器( ROM) 为 8KB 4、内部数据存储器( RAM) 为 256字节 5、 32 个可编程I/O 口线 6、 8 个中断向量源 7、三个 16 位定时器/计数器 8、三级加密程序存储器 9、全双工UART串行通道 Ds18b20管脚图为:
热敏电阻温度计的设计 实验报告——大连理工大学
大连理工大学 大 学 物 理 实 验 报 告 院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 xxx 学号 xxx 实验台号 实验时间 2019 年 11 月 25 日，第14周，星期 二 第 5-6 节 实验名称 热敏电阻温度计的设计 教师评语 实验目的与要求： （1） 掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法。 （2） 设计和组装一个热敏电阻温度计。 主要仪器设备： 稳压电源， 自制电桥盒（如右下图所示）， 直流单臂电桥箱和热敏电阻感温原件等。 实验原理和内容： 热敏电阻温度计的工作原理 由于热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质， 我们可以将热敏电阻作为一个感温原件， 以阻值的变化来体现环境温度的变化。 但是阻值的变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差， 因此要将其转化为一个对外部条件变化更加敏感的物理量； 本实验中选择的是电流， 通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电流（电压）的变化。 电桥的结构如右图所示， R1、R2、R3为可调节电阻， Rt 为热敏电阻。 当四个电阻值选择适当时， 可以使电桥达到平衡， 即AB 之间（微安表头）没有电流流过， 微安表指零； 当Rt 发生变化时， 电桥不平衡， AB 间有电流流过， 可以通过微安表读出电流大小， 从而进一步表征温度的变化。 成 绩 教师签字
当电桥不平衡时， 可以描绘成如右侧的电路图。 根据基尔霍夫定律和R1=R2的条件， 能够求得微安表在非平衡状态下的电流表达式： t t g t t cd g R R R R R R R R R U I ++++- =33132 2)21( 式中， Ucd 为加载在电桥两端的电压， Rg 为微安表头的内阻值。 可以见到， 为使Ig 为相关于Rt 的单值函数， R1、R2、R3和Ucd 必须为定值， 而其定制的大小则决定于以下两个因素： 1） 热敏电阻的电阻-温度特性。 2） 所设计的温度计的测温上限t1和测温下限t2。 步骤与操作方法： 1. 温度计的设计 （1） 测出所选择的热敏电阻Rt-t 曲线（或由实验室给出）。 （2） 确定R1、R2、R3的阻值。 具体方法如下： 该实验中， t1=20℃，t2=70℃, 对应R t -t 曲线可以得到R t1和R t2； Rg 由实验室给出， U cd 取值为1.3V ， 由微安表面板上可读出I gm =50μA 。 根据电桥关系， 有R 1=R 2， R 3= R t1， R t = R t2， I g =I gm ； 再将以上量代入关系式：)(2)21(2 12121221t t t t g t t t gm cd R R R R R R R R I U R R ++-+-==， 计算得到R1和R2的值。 2. 温度计的调试 （1） 将面板上的开关扳向下方， 将R1和R2调节到方才的计算值之后， 保持不变。 （2） 将微安表接入电路， Rt 先用一个四位旋钮式的电阻箱代替接入E 、D 两点， 并链接其 余电路和电源。 （3） 将电阻箱调至R t1的计算值， 打开电源，调节R3使微安表指零，此时R3调节完毕， 有 R3= R t1。