這個最簡單的就是用STM32單片機 用通用型的48腳就可以了 然后要可以弄個板 把溫度感應放在后面，前面是顯示屏。 這種很簡單的 如果用C51的話 也可以 但是C51沒有自帶的AD轉換 要另外加器件 不過C51程序比較好寫，STM32 程序模板很多 電路也好搭 就是沒接觸過的話 可能比較難懂 對了顯示記得放在中斷里就好了。 控制信號的話 外部弄個按鍵

溫度測量儀的簡介

溫度測量儀是測溫儀器類型的其中之一。根據所用測溫物質的不同和測溫范圍的不同，有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、輻射溫度計和光測溫度計、雙金屬溫度計等。

模電課程設計 水溫測量儀

第二章 水溫測量儀的設計

2.1總體結構框圖設計
制作水溫測量儀，首先利用溫度傳感器獲取被測量對象的溫度，將溫度轉換為電壓表示。然而上述表示的為絕對溫度與電壓的轉換關系，因此還需將絕對溫度與電壓的關系轉換為攝氏度與電壓的關系，這樣就完成電壓與攝氏度之間的直接轉換關系。之后將電壓放大，即可直接用電壓表讀出被測對象的溫度值。此外將放大后的電壓接至一電壓比較器，比較器輸出端接報警設備，如指示燈。在設置比較電壓（即比較溫度）后，由比較器輸出端的電壓決定指示燈的狀態，進而起到報警的作用。基本原理如圖 2.1.1所示：

圖 2.1.1基本原理圖

2.2溫度檢測電路設計
圖2.2.1 集成溫度傳感器AD590

2.2．1 AD590簡介:
AD590是AD公司利用PN結正向電流與溫度的關系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器，如圖 2.2.1所示。這種器件在被測溫度一定時，相當于一個恒流源。該器件具有良好的線性和互換性，測量精度高，并具有消除電源波動的 特性。即使電源在5～15V之間變化，其電流只是在1μA以下作微小變化。其主要參數如表2.2.1所示：
工作電壓 4～30V 反向電壓 －20V
工作溫度 －55～＋150℃ 焊接溫度（10秒） 300℃
保存溫度 －65～＋175℃ 靈敏度 1μA／K
正向電壓 ＋44V

表 2.2.1 AD590參數表

2.2.2 AD590的應用
AD590輸出阻抗達10MΩ，轉換當量為1μA/K。溫度—電壓轉換電路如圖 2.2.2所示：

圖 2.2.2 溫度—電壓轉換電路

溫度—電壓轉換分析：如圖 2.2.2所示，當將AD590置于水中時，根據水溫多少將提供恒流，方向如圖所示。由于在Uo輸出端接一電壓跟隨器從而增大輸入阻抗，電流幾乎全部流經電阻R。
由AD590轉換當量可知：
U01= UR=1μA/K×R=R×10-6/K (2 .2. 1)
在實際應用中可取R=10KΩ，則:
U01=10mV/K (2.2.2)
這樣可以實現溫度—電壓的轉換，取的所需電壓。

2．3 K—℃變換
2.3．1 K—℃變換減法電路
實現溫度—電壓轉換后，不能直接測量，仍需將絕對溫度轉換為攝氏度，即實現K—℃變換。絕對溫度（T）與攝氏度（t）之間的關系為：
T=t+273k （2.3.1）
由式 （2.2.2）與式 2.3.1可知要實現K—℃變換，必有：
Uo2=10mV/℃―2.73V (2.3.2)
該變換可用一個求和式加法器實現，如圖1.3.1所示：

圖 2.3.1 求和式加法器
求和式加法器分析：在理想運放的情況下，利用虛短與虛斷。有如下關系：

-UR/R2+U01/R1=U02/Rf1 (2.3.2)

設R2=R1=Rf1（2.3.3）

解式（2.3.2與式（2.3.3 ）得：
(1.3.5)
U02= （U01-UR） (2.3.4)

2.3.2 電壓的放大

放大器
設計一個反相比例放大器，使其輸出u03滿足100mV/℃。用數字電壓表可實現溫度顯示。

圖2.3.2

放大器的關系式：

U03/R4=U02/R3 ；
由R4/R3=10得

U03=10U02

2.4 比較器
2.4.1 電壓比較器原理：
由電壓比較器組成，如圖3所示。UREF為報警時溫度設定電壓，Rf2用于改善比較器的遲滯特性，決定了系統的精度。

由上式可知溫度與電壓之間的關系：
U=0.1V/ ℃
將放大后的電壓接直流電壓表，即可直接讀的溫度值,如:將AD590放入20℃的水中，可讀得電壓表的值為2V。
圖2.4.1(a)所示為一最簡單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運放的同相的輸入端，輸入電壓ui加在反相的輸入端。

(a) （b）
圖 2.4.1 電壓比較器原理原理圖
圖2.4.1 (b)所示為其傳輸特性。當Ui＜UR時，運放輸出高電平，穩壓管Dz反向穩壓工作。輸出端電位被其箝位在穩壓管的穩定電壓UZ，即Uo＝UZ。當ui＞UR時，運放輸出低電平，DZ正向導通，輸出電壓等于穩壓管的正向壓降UD，即 Uo＝－UD。因此，以UR為界，當輸入電壓ui變化時，輸出端反映出兩種狀態，高電位和低電位。
2.4.2 運算放大器比較器
以上介紹的是最簡單的電壓比較器原理。比較器是由運算放大器發展而來的，比較器電路可以看作是運算放大器的一種應用電路。圖2.4.2 由運算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓Va經分壓器R2、R3分壓后接在同相端，Vb通過輸入電阻R1接在反相端，RF為反饋電阻，若不考慮輸入失調電壓，則其輸出電壓Vout與Va、Vb及4個電阻的關系式為：
Vout=(1+RFR1 )( R3R2+R3 )Va- RFR1 Vb (2.4.1)
若R1=R2，R3=RF，則:
Vout= RFR1 (Va-Vb)， (2.4.2)
RF/R1為放大器的增益。當R1=R2=0(相當于R1、R2短 路)，R3=RF=∞(相當于R3、RF開路)時，Vout=∞。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖 2.4.3 的樣子，差分放大器處于開環狀態，它就是比較器電路。實際上，運放處于開環狀態時，其增益并非無窮大，而Vout輸出是飽和電壓，它小于正負電源電壓，也不可能是無窮大。
因此為了實現報警功能，可在輸出電壓端接一個電壓比較器，利用電壓的大小關系起到報警作用。

2.4.3圖

2.4.3 比較器實例

在本實例中采用圖2.4.4比較器。其中電阻參數取：R3=R4=10KΩ，Rf2=1000KΩ，在圖 2.4.4所示VCC3為報警時的溫度設定電壓。R3，R4用于穩定輸入電壓，決定了系統的精度。而 Rf2用于報警設備的輸入電阻，用于控制輸入電流的大小。

圖2.4.4 水溫測試儀電壓比較器電路

2.5報警設備
LED發光二極管：
報警設備可用一個發光二極管來充當，發光二極管LED，它是英文light emitting diode（發光二極管）的縮寫。發光二極管發熱量小，耗電少。
發光二極管有很多優勢：
1. 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。
2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%
3. 適用性：很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環境
4. 穩定性：10萬小時，光衰為初始的50%
5. 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級
6. 對環境污染：無有害金屬汞
報警分析：
當加與U2端的電壓大于設定溫度Uref時，U3有了正向輸出，二極管LED導通，發光，報警完成。

水溫測量儀運作過程總析
將上述器件加以組合得到圖2.6.1所示：
水溫測量過程及報警分析：將AD590放入水中，將會產生相應大小的電流，電流經過Ro，在Ro兩端產生電壓，進而由一個運放組成的電壓跟隨器輸出。然而經過絕對溫度與電壓的轉換后還需要變換為攝氏度與電壓的關系。于是在電壓跟隨器后接一個求和加法器以達目的，即加上一個-2.73V的電壓。可以利用穩壓管和運放電路來提供所需要的-2.73V電壓。
之后可將電壓跟隨器的輸出電壓與上式所求得的電壓接至求和加法器的兩端。在加法器（放大器）作用之后，我們獲得電壓與溫度的直接關系。在U03端接一電壓表，即可讀的溫度值。比如水的溫度為12℃，則電壓表的示數為1.2V。
完成了電壓的讀取，還需進行電壓比較以達到報警的目的。在1.5節中已經討論了比較器的原理。設計所要求的報警溫度為50℃，即比較電壓為5V。所以應該在比較器比較端VCC3接5V的恒壓源。
當輸出電壓U03<5V時，U04<0。此時二極管截止。當輸出電壓>5V時，U04>0。此時二極管導通, LED發光。報警過程完成。在實際應用中，我們取VCC1=12V。

第三章 水溫測量儀的仿真與制作

3.1 仿真軟件簡介
EWB是一種電子電路計算機仿真軟件，它被稱為電子設計工作平臺或虛擬電子實驗室，英文全稱為Electronics Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technologies公司于1988年開發的，自發布以來，已經有35個國家、10種語言的人在使用。EWB以SPICE3F5為軟件核心，增強了其在數字及模擬混合信號方面的仿真功能。SPICE3F5是SPICE的最新版本，SPICE自1972年使用以來，已經成為模擬集成電路設計的標準軟件。EWB建立在SPICE基礎上，它具有以下突出的特點：
（1）采用直觀的圖形界面創建電路：在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取；
（2）軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結果。
（3）EWB軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。
（4）作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟件交換數據。
（5）EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。

3.2 仿真電路的建立
我們用EWB建立電路模型，由于沒有AD590，我們可以利用一個恒流源代替AD590提供電流，比擬溫度的采樣。被減電壓2.73V我用了一個2.73V的電池來代替。電路模型如圖3.1.1，圖3.1.2所示：

3.3仿真效果分析
設置好電路以后，我們開始仿真。由于我們用了一個恒流源代替了AD590，即用電流源比作電壓的獲得。
1，取電流源電流值為200uA，即絕對溫度200K，轉換為攝氏度為-73℃。電壓表讀值為-7.3。可見與理論值相同，此時溫度比50度小。比較器輸出為負值。二極管不導通。圖中二極管未發光（雙箭頭所示）。
2，取電流源電流值為333uA，即絕對溫度333K，轉換為攝氏度為60℃.電壓表為6V。與理論相同，由于溫度比50度大，電壓U2>VCC3.比較器輸出正值，由于理想運放的緣故。圖中電壓表讀出值為19.8V是一個不確定正值。二極管在U3的作用下導通，發光（雙箭頭）.
由此可見理論值與實際值符合得很好。溫度能夠測得。