智能电子体温计论文

1 智能体温计 （ C题） 摘要 ： 本智能体温计采用 AT89S52 作为核心器件实现对 系统的 自动控制 ，采用双单片机串行处理结构。外界温度经 AD590 集成温度传感器 采集， 温度变化转换为线性电压信号， 再经 由 OP07 构成高精度低 温 漂的 放大电路 处理后，作为 ADC0809 的模拟输入信号，由ADC0809 完成 A D 转换 ，得到 8 位的数字信号送入单片机 1（ AT89S52）。 单片机 1 将采集到 温度值在 LED 数码管上显示出来， 也通过串口通信将温度信号传到单片 2（ AT89S52）。此外温度预制，报警电路模块 功能也由单片机 1 完成 。单片机 2 完成温 度值的 语音播放 功能 。通过系统的设计与实现说明本设计方案切实可以，能够完成题目所要求的基本功能部分，并留有相应的接口，为完成扩展功能打下基础。 关键字：单片机 AD590 ADC0809 ISD2560 一、 主要模块的 方案论证与比较 1、 温度传感器的选择 方案一 ： 采用 热敏电阻 。 热敏电阻 价格便宜， 对温度灵敏， 原理简单， 但线性度不好，如不进行线性补偿， 对于本设计归一化输出的要求， 难于达到 设计精度 ；如要对非线性进行补偿 ， 则电路结构复杂，难于调整。 故不采用。 方案 二 ： 采用热电偶。 热电偶 在测温范围 内 热电性质稳定，不随时间变化而变化，电阻温度系数小，导电率高，比热小，但热电偶一般体积较大，使用不方便，价格相对较高。作为一个智能体温计的温度传感器，要求体积小，使用方便，便于携带，故此方案不合适。 方案三 ：采用集成温度传感器。集成温度传感器一般且有具有线性好、精度高、灵敏度高、体积小、使用方便等优点。根据实验室现有材料可选取 AD590。 AD590 的测温范围为 -55 +150，能满足本设计的 0 50 度测量要求。根据相关技术资料： AD590 线性电流输出为 1 A/K,正比于绝对温度； AD590 的电源电压范围为 4V 30V，并可承受 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件反接也不会被损坏。 该方案能完全满足此设计的要求，故采用此方案。 2、 A D 转换器的选择 方案一 ：选用 AD574。 AD574 的数字量位数可设成 8 位也可以设为 12 位，且无需外接 CLOCK 时钟，转换时间达到 25 s，输出模拟电压可以是单极性的 0 10V 或 0 20V，也可以是双极性的 5V 或 10V 之间。 AD574 精度高， 但与 8 位的单片机接口较复杂，且价格昂贵，考虑到体温计是对温度的测量，其响应时间的 要求不高。故不选用此方案。 2 方案二 ：选用 ICL7135。这类芯片比较适合于低速测量仪器，适用于精度高，速度要求不高的系统设计中。 ICL7135 的输出为动态扫描 BCD 码，与单片机的接口较复杂。且它的满量程输入为 2V 电压，如在本设计中使用要进行衰减，较难保证转换精度。 方案 三 ： 选用 ADC0809。 ADC0809 数字量是 8 位，转换时间为 100 s，输入模拟电压为单极性的 0 5V。由于本设计的要求精度不是很高， ADC0809 可以达到要求，故 选用此方案。 3、 语音提示模块 方案一： 通过 A/D 转换器、单片机，存储器， DA 转换器实现声音信号的采样、处理、存储和实现。首先将声音信号放大，通过 AD 转换器采样将 语音 模 拟 信号 转 换成数字信号，并由单片机和处理存放到存储器中，实现录音操作。在录 、 放音过程中由单片机控制 D/A转换器，将存储器中的数据转化成声音信号。此方案安装调试复杂，集成度低。 方案二 ： 采用 ISD2560 语音录 放集成电路 。这是一种永久记忆型语音录放电路，录音时间为 60S，可重复录放 10 万次。该芯片采用多电平直 接模拟量存储专利技术，每个采样值可直接存储在片内单个 EEPROM 单元中，因此能够非常真实、自然地再现语 音、音乐、音调和效果声。此 外， ISD2560 还省去了 A/D 和 D/A 转换器。其集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和 480K 字节的 EEPROM。 ISD2560 内部 EEPROM 存储单元均匀分为 600 行，有 600个地址单元，每个地址单元指向其中一行，每一个地址单元的地址分辨率为 100ms 。 ISD2560可不分段，也可按最小段长为单位来任意组合分段。因此，选择方案二。 二、 总 系统 设计 方案 1、总系统方案设计描述： 根据题目要求，将系统 分为若干模块，以单片机为核心，完成多项功能。 图 1 系统框 图 系统框图 如图 1， AD590 把采集的外部温度信号转换成相应的电压，再经过 OP07 运放放大后作为 ADC0809 的模拟输入信号， ADC0809 将此模拟信号转换成数字信号，通过并口送入到单片机 1。单片机 1 把这些信号处理后通过 LED 数码管显示出来。同时单片机 1 3 还处理按键、报警模块。 单片机 1 把温度值通过串行通信传送给单片机 2，控制语音芯片报出相对应的温度值。 2、系统电路 原理图 图 2 系 统电路 原理 图 如图 2 所示，该电路主要由电源电路，温度 检测 、放大电路， A D 转换电路，双单片机串行通信电路， 按键输入、报警电路， 数码管 扫描 显示电路以及语音 芯片 电路组成 。 123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSizeBDate:31-May-2007Sheet of File:D:比赛比赛.ddbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U2AT89S52K4CLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO15U8 74F161AdpgfedcbadpgfedcbaC150.1UT2 TRANS4C160.1U+5vC170.1UQ7 9012Q69012Q59012+C142200U19+C132200U18AC220V+C122200U1716231VVGNDINOUTU187905132VVGNDINOUTU16781215132VVGNDINOUTU1778051234D2BRIDGE112+12V+5V13-5V141 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpDS2AMBERCCK3K1 K2+5VS2C7 10UR9 RES2+12v-5v30P30P+12VSVR110K2 3467OP1R2310kR13100K+12VR14100KR1120K+12VR1220K-5V2 3467OP32 3467OP2+12VU9AD590AI026AI127AI228AI31AI42AI53AI64AI75CLK10ADA25ADB24ADC23ALE22START6OE9REF+12REF-162-1212-2202-3192-4182-582-6152-7142-817EOC7U7 ADC0809D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0D1D2D3D4D5D6D7EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U3AT89S522560A0/M01A1/M12A2/M23A3/M34A4/M45A5/M56A6/M67A78A89A910SP+14P/R27XCLK26EOM25PD24CE23ANA OUT21ANA IN20AGC19 MICREF18MIC17SP-15U15ISD2560LS2 C90.22UC80.22UR1610KR2210KMK2MICC1147UR8 1K+5VR15470KC101UC244.7U+5V+5V30P30P36+5V+5VU5 BUZZER371K*820 21 22 23 24 25 26+5vP00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07Q4 9014R7 1K+5VV1V2VoD? +5v-5V 4 三、 主要电路设计与参数计算 1、电源电路模块 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 0- M a y - 20 0 7 S he e t o f F i l e : D : 比赛 比赛 .d db D r a w n B y:C 2 10 .1 UT1T R A N S 4 C 2 20 .1 UC 2 30 .1 U+ C 2 02 20 0 U+ C 1 92 20 0 UA C 2 20 V+ C 1 82 20 0 U2 31V VGNDIN OUTU 2 5 7 90 51 32V VGNDIN OUTU 2 3 7 81 21 32V VGNDIN OUTU 2 4 7 80 51234D1B R I D G E 1+ 12 V+ 5V- 5 VGND 图 3 电源电路 图 如图 3 所示， 220V 交流电经变压器市降压、桥式整流、电容滤波后由 7812、 7805、7905 三端集成稳压管分别得到 12V、 +5V、 -5V 电压。给整个电路供电。 2、温度检测、放大 模块 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 0- M a y - 20 0 7 S he e t o f F i l e : D : 比赛 比赛 .d db D r a w n B y:R61 0kR51 00 KR3 1 00 KR22 0KR42 0KU2A D 5 90+ 12 V23467O P 223467O P 3- 5 V- 5 V+ 12 V+ 12 V23467O P 1S V R 11 0K+ 12 V- 5 v+ 12 vVoV1V2 图 4 AD590 温度检 测 、放大 电路 图 如 图 4 所示，温度检测、放大电路 主要器件 的 作 用： OP1:电压跟随器 ； OP2：电压跟随器 ； OP3：差分放大电路 ； AD590：温度传感器 ； SVR：零位调整 。 （ 1） AD590 简介 AD590 是电流输出型的半导体温度感测组件，主要特性如下 ： 1.具有线性输出电流。 2.宽广的操作温度范围 (-55 150 )。 5 3.宽广的工作电压范围 (+4V+30V)。 4.良好的隔离性。 AD590 的包装与等效电路如图 4 所示，是 TO-52 型金属外壳包装。他是两端子的半导体温度感测组件，另有一端子是外壳接脚，可接地以减少噪声干扰。 AD590 如同一个随温度而改变输出电 流的定电流源，输出电流与外壳的 开 氏 (K)温度成正比。 开 氏温度与摄氏温度的单位相等， 0等于 273.2K， 100等于 373.2K。当温度为 0时， AD590 的输出电流是 273.2 A。而温度为 100时，输出电流是 373.2 A。温度每升高 1，输出电流增加 1 A，及温度系数为 1 A/。 图 5 AD590 包装与等效电路图 （ 2） 、 图 2 温度检测、放大电路原理 AD590 当温度增加 1时，其输出电流会增加 1 A。即 AD590 的温度系数为 1 A/。所以在 T( )时的电流 I1(T)为 TCAITI /1011 ，而温度每变化 1时， V2 的电压变化是为 CmVkCA /1010/1 ，表示温度每增加 1， V2 会增加 10mV。在 0时 V2 就已经有电压存在，其值为 VkAV 732.2102.27302 ，则 T( )时 TCmVVTV /10022 ， VV 732.202 。 如图 3 所示， OP3 组成差动放大器，电压增益为 52010012 kkRR 。零位调整 SVR1则用于抵补 0的电压值，由差动放大器的公式 1212 VVRRV O 可得知，若调整 SVR1使 V1 的电压为 2.732V，则 0时，差动放大器的输出 VO 为 0V。也就是说，若温度是在 0至 50之间，则差动放大器的输出电压是在 0V 至 5V 之间，亦即每 0.1V 的输出代表温度上升 1 。 与 设计 要求 相符合 。 3、 A/D 转换模块 如图 6： ADC0809 把从放大电路传送过来的模拟信号转变成数字信号，并行传送给单片机的 P0 口，让单片机处理。 6 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 0- M a y - 20 0 7 S he e t o f F i l e : D : 比赛 比赛 .d db D r a w n B y:E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U2A T 89 S 5 2K4K3K1K2A I 026A I 127A I 228A I 31A I 42A I 53A I 64A I 75C L K10ADA25ADB24ADC23A L E22S T A R T6OE9R E F +12R E F -162 - 1212 - 2202 - 3192 - 4182 - 582 - 6152 - 7142 - 817E O C7U7A D C 08 0 9D0D1D2D3D4D5D6D7 D0D1D2D3D4D5D6D7+ 5V 图 6 A/D 转换电路 图 4、温度设制、显示及报警电路模块 如图 7：通过按键可以事先设定报警温度值，当显示的温 度值超过设定的温度值时，单片机就会从 INT0 脚发出一连串脉冲，驱动蜂鸣器发出报警声。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 0- M a y - 20 0 7 S he e t o f F i l e : D : 比赛 比赛 .d db D r a w n B y:E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U2A T 89 S 5 2K4dpgfedcbadpgfedcba+ 5vQ79 01 2Q69 01 2Q59 01 219181716151213141234567abcdefg8dpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpD S 2 A M B E R C CK3K1K23 0P3 0P+ 5VU5B U Z Z E RQ49 01 4R71K 图 7 温度设制、显示及报警电路图 5、串行通信模块 如图 8 所示，单片机 1 把温度值发送数据到单片机 2,单片机 2 接收数据并控制语音芯片报出当前的温度值。 7 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 0- M a y - 20 0 7 S he e t o f F i l e : D : 比赛 比赛 .d db D r a w n B y:E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U2A T 89 S 5 2E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U3A T 89 S 5 2 图 8 串行通信电路图 6、 语音 播放 模块 语音播放模块 如图 9 所示。 主要由单片机 AT89S51 与语音芯片 ISD2560 组成。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 9- M a y - 20 0 7 S he e t o f F i l e : D : 比赛 比赛 .d db D r a w n B y:A 0 / M 01A 1 / M 12A 2 / M 23A 3 / M 34A 4 / M 45A 5 / M 56A 6 / M 67A78A89A910S P +14P / R27X C L K26E O M25PD24CE23A N A O U T21A N A I N20AGC19 M I C R E F18M I C17S P -15U1I S D 2 56 0L S 1C20 .2 2 UC10 .2 2 UR5 1 0KR21 0KM K 1M I CC34 7UR11K+ 5VR6 4 70 KC51UC44 .7 UE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U9A T 89 S 5 2+ 5V1 K *8+ 5V 图 9 录音、放音 电路 图 （ 1） 录音、放音简介 如图 9 所示，首先通过麦克风向语音芯片 ISD2560 录入“ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10，点，度”等音符。当单片机 2 接收到单片机串行发 送过来的温度值时，就会自动地去寻找相对应音符的地址，并把这些音符通过扬声器 播放出来。 （ 2） ISD2560 简介 ISD2560 为 28 脚 的 DIP 器件封装， 如图 10. 8 图 10 ISD2560 管脚图 各引脚功能如下： 1 7： A0/M0 A6/M6 地址 /模式选择 ； 8 10： A7 A9 输入地址线 ； 11： AUX IN 辅助输入 ； 12、 13 ： VSSD、 VSSA 数字地和模拟地 14、 15 ： SP 、 SP-扬声器输出 . 16 ： VCCA 模拟信号电源正极 17、 18： M IC、 MIC REF 麦克风输入端和输入参考端 19 、 AGC 自动增益控制 20、 21 ANA IN、 ANA OUT 模拟信号输入和输出 22、 OUF 溢出 23 、 CE 片选（低电平允许芯片工作） 24 、 PD 芯片低功耗状态控制 25 、 EOM 录放音结束信号输出 26、 XCLK 外部时钟 27、 P/R 录 /放控制选择 28 、 VCCD 数字信号电源正极 （ 3） 芯片 工作原理 ISD2560 有 10 个地址输入端 A0 A9，录址能力可达 1024 位，地址空间为 0 1023。其分配情况是：地址 0 299 作为分段用，地址 600 767 未使用，地址 768 1023 为工作模式选择（即 A8、 A9 均为高）。 2500 系列的地址线有两种用途，一是作为工作模式控制，二是作为分段录放音的起始段地址。当最高位地址（ MSB） A8、 A9 都为高电平时（即地址 9 768 1023），地址端 A0 A6 就作为工作模式选择端 M0 M6，对应 7 种工作模式。当 A8、A9 任一位为低或都为低时（即地址 0 599），只要在分段录 /放音操作前（不少于 300ns）给地址 A0 A9 赋值，操作就从 该地址开始。 ISD2560 将 480K 的 EEPROM 分为 600 个信息段，每段 800 个字节。作为一个整体单位进行寻址和控制，应给每个信息段分配一个供外部控制的地址，而不是对每个字节进行寻址，否则至少需要 19 个地址端口。这样，大大减少了信息检索所需要的地址线。对较长的语音信号可以跨越多个信息段进行录音，不受内部存储信息段的限制，且内部的信息段址会自动增加。在每个语音段的尾部自动增加一个结束标志 EOM，组合放音时，通过检测 EOM来控制各语音段的结束和下一段的开始。 每个信息段的录放音时间等于总时间除 以 600。如 ISD2560 的总时间为 60s，则每个信息段的录放音时间为 100ms； ISD25120 的总时间为 120s，则每个信息段的时间为 200ms。因此可以利用该时间长度作为一个段地址，通过单片机定时器的计时平行地映射信息段的地址，从而得到每段录音的起始地址。这样，就需要设置一个地址计数器。一般录音从 0 地址开始，首先通过 CPU 将它赋给 A0 A9，然后通过单片机控制 ISD 启动录音，同时启动单片机的定时器开始计时，每到一个信息段的时间，就给地址计数加 1。当单片机停止控制 ISD录音时，同时停止定时器计时。此时地 址计数器的值即为该段语音的未地址，加 1 即为下一段语音的首地址，并将它存在 EEPROM 中，为下一将放音提供的地址信息。通过 CPU 将该地址赋给 A0 A9，即可录制下一段语音。依次下去，即可在录制完所有语音段的同时得到各段的起始地址。如果不是从 0 地址开始的语音段，只需将初始地址赋给 A0 A9，加上地址计数器的值，即可得到语音段的末地址。这里不用同时保存各语音段的起始地址和结束地址，因为各个段是相邻的，前一段的末地址加 1 即是本段的起始地址，且每个语音段的结尾均有 EOM 标志，并可发出中断。放音时利用它和保存在 EEPROM 中各语音段的起始地址即可按任意顺序组合各个语音段。 （ 4） 硬件电路设计 ISD 器件选用录音时间为 60s 的 ISD2560 器件，以单片机为处理机，外接控制每个语音段录音开始与停止按键，外部存储器 EEPROM 用于保存每个语音首地址。 ISD 的外围电路及其与单片机连接的硬件电路如图 9 所示。 ISD2560 与 AT89S52 的接口部分包含输入地址线 A0 A9、片选 CE（ CE=0 选中 ISD芯片）、芯片低功耗状态控制 PD、录放音控制选择 P/R（ P/R=0 为录音； P/R=1 为放音）、录放音结束信号输出 EOM，将它作为 AT89S51 外部中断 0 的输入信号，放音时通过它告知本语音段结束，便于单片机立即播放另一个语音段 。 （ 5） 本方法的特点 能进行在系统现场录音，随录随放，修改语音方便。 10 修改录音内容时，可以从其中任意一段开始，修改其后的所有录音内容，不必从第一段开始全部修改。这对一些需要厂家固定一些语音段的系统很有好处，将固定的语音段放置在前面的段落中，允许用户录制的放在后面，用户修改录音内容时只需修改后面的语音段即可，不影响厂家录制的语音。 分段灵活。单片 ISD2560 可分 1 600 个段，若多片级联还可更多；各个录音段的 长度任意，只要总录音时间在所用器件的总时间之内即可。 四、 系统软件设计 1、 系统程序 流程图 图 11 单片机 1 程序 主 流程图 图 12 单片机 2 程序 主 流程图 如图 11： 单片机 1 为主机，负责温度显示、按键扫描、 BCD 码转换、串行发送数据给单片机 2。 以定时器定时 1ms，每定时 100 次 即 1 秒钟 就启动 A/D 转换、 BCD 码转换，串行发送 2 进制数给单片机 2。 如图 12、 13 所示： 单片机 2 为从机，只负责接收数据 并播报温度 ， 以 T0 定时器定时 ,结合延时程序定时 1分钟，使 每 1分钟更新一次语音音素地址，即每 1分钟 更新 一次温度值 ，并在中断 程序 处理过程度中报一次温度。 11 图 13 单片机 2 的 T0 中断程序流程图 五 、 系统 测 试 1、硬件测试 （ 1） 单元模 块 的测试 （ A） 电源测试：用数字万用表电压档测量各三端稳压管输出的电压值是否正常。 测试相关测试点，三路电压正常。电源设计成功。 （ B） 温度采集模 块 的测试 ： 调节温度变化，测试点的电压值是否有相对应的改变。 当温度变化时，测试点的电压与温度之间的线性关系比较好，如表 1 所示，达到设计要求。 （ C） A D 转换模 块 的测试 ：当输 入为 0V 和 5V 以及中间若干电压输入时 ，测试 A/D转换是否正常。 测试发现当输入为 0V 时， ADC0809 的输出为 00H，为 +5V 时为 0FFH，当输入为 2.5V 时，输出为 0EFH，测试结果表明 A D 转换的功能完全实现。 （ D）语音播放模快的测试 ：通过拨码开关人工给语音芯片选地址，测试不同的地址是否有不同的发音，以检验语音是否正 确 录入 及能否正常播放 。 根据设定，将 12 个语音信号分别放到指定的行地址上，当按相应的行地址拨开关给 ISD2560 时，能够正常播放设定的12 个语音，说明语音芯片的录用存贮工作成功。接入系统，编程 输出相应的 行地址， ISD2560能够正常播放各个语音，说明语音播放模快的硬件设计可行。 （ 2） 系统整体 测试 测 试方法 以水温代替人的体温，用一根水银温度计与所制作的体温计探头（捆绑）同时接触被测热水的同一点。 （ A）准备一杯 0 摄氏度的冰水混合物和一杯热水。从 0 度开始记录测试点的电压值与 12 温度计对比较。记完一个数后，往杯中加热水， 这样，每测一次，记录一次数据，再加一次热水，这样使水温渐渐升高， 一直测到水温为 50 摄氏度。 测试结果如表 1 所示，说明 数码管显示的数值是否与测试点所测值 在误差允许范围内是成 归一化关系 的。 （ B）检测水温高于 50 摄氏度时测试点的电压值。看是否为 5V。 结果显示为 +5V，说明保护电路可行。 2、软件 测试 将各功能子程序进行 KAIL C 系统进行软件仿真，全部通过，再进行硬件仿真，也能全部实现所要求实现的功能。 （ 1） 数码管显示的测试： 把放大器的输出连接到 ADC0809 的输入端， ADC0809 与单片机相连接，观察数码管显示的数值是否 与 测试点所测 值成归一化关系 。 （ 2） 双机串行通信的测试： 从主机发送一个 8 位的二进制数，用示波器观察从机是否接收到。 3、 硬件与软件的联机测 试 根据前面的测试，说明 系统设计的软、硬件设计基本取得成功。将 把程序 经编译、 下载到 相应的 AT89S51 芯片中， 构建电路测试， 比较 数码管 显示的数值 与温度计 的值 和 测试 点的值。 整体测试结果如表 1 所示。 六 、测试数据及实验结果 1 测试数据 按照前述的测试方法，取得到测试结果如表 1 所示。 如表 1 数码显示与测试点电压随温度变化的关系 温度值（摄氏度） 数码管显示值 测试点电压值 （ V） 0 00.0 0.0 10.0 10.0 1.001 19.0 19.0 1.902 38.2 38.2 3.821 48.0 48.0 4.802 60.5 50.0 5.001 2 测试 结果分析 13 根据上述测试结果，此系统的设计基本取得成功。智能体温计在测试温度方面有一定的成效，测试误差较小， 显示的误差与实际的温度值误差在 0.1 C内， 在功能上达到了赛题的要求。 3 心得与体会 通过本次设计，深深感到理论与实践之间的差距。在学习单片课程时，很多知识点在理论完全理解了，但到具体的电路设计与实现中，会出现很多一时无法理解的现象，要通过不断的通过强化自身的实践动手能力的培养， 才能用理论来指导实践，通过实践来进一步深入理解理论。 七 结束语 本设计完成了以下功能： （ 1）温度信号的采集与归一化处理； （ 2） A D 转换； （ 3）温度值的显示， 显示的误差与实际的温度值误差在 0.1 C内； （ 4）语音播报温度与声音报警功能。 参考文献 1 全国大学生电子设计竞赛组委会 .第五届全国大学生电子设计竞获奖作品选编 .北京：北京理工大学出版社， 2003 年第 1 版 . 2 王港元 .电工电子实践指导 .南昌：江西科学技术出版社 .2005.03 第一版 3 谢自美 .电子线路设计实验测试 .武汉：华中科技大学出版社 .2000.5 第二版 . 4 胡汉才 .单片机原理及系统设计 . 北京：清华大学出版社。 2001.01 第一版 . 5 由集成温度传感器 AD590 构成的多温度测试系统 .北京：电子技术应用 .1998年第 6 期 . 14 附录： /* Project Name : 智能体温计 程序 _主机 Designed By : sc.Dai Date : 2007.5.30 */ #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code dis_code10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, / 0, 1, 2, 3 0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90； / 4, 5, 6, 7, 8, 9, off uchar data set_data3=0x00,0x07,0x03； /预设 37.0 度 uchar data ad_data； /AD 转换结果 uchar data dis_buf3=0x00,0x00,0x00； / 显示缓冲区 uchar data bcd_buf3=0x00,0x00,0x00； /十进制 BCD 码转换存放区 uchar data TIMER0_NUM； bit TIMER0_flag； bit data set_flag=0； sbit ALE=P24； sbit OE=P25； sbit START=P26； sbit EOC=P27； sbit P30=P30； sbit select0=P37； sbit select1=P36； sbit select2=P35； sbit K1=P20； sbit K2=P21； sbit K3=P22； sbit K4=P23； sbit bep=P33； sbit SET_IND=P34； sbit P17=P17； /小数点 uint data temp； /*/ /*函数声明 /*/ void delay1ms(uchar t)； void adc(void)； void BCD(void)； void keyscan(void)； void send_str(void)； void beep(void)； 15 void display(void)； /*/ /*按键蜂鸣函数 /*/ void beep2(void) uchar data j,k； for(j=26；j0；j-) for(k=254；k0；k-)； bep=!bep； bep=1； /*/ /*蜂鸣报警 /*/ void beep(void) uchar data j,k； for(j=100；j0；j-) for(k=254；k0；k-) bep=0； bep=1； /关蜂鸣器 /*/ /*延时 1ms 函数 /*/ void delay1ms(uchar t) uchar j,k； for(j=0；jt；j+) for(k=0；kset_data2) /报警值检测 beep()； else if(bcd_buf2=set_data2) if(bcd_buf1set_data1) beep()； else if(bcd_buf1=set_data1) if(bcd_buf0set_data0) beep()； /*/ /*键盘扫描函数 /*/ void keyscan(void) uchar data m； if(K1=0) /K1 设置键 for(m=0；m100；m+) /延时 11ms 17 display()； if(K1=0) beep2()； /按键时响一声 set_flag=!set_flag； /设置标志位取反 if(set_flag=1) /若设置键按下 ,则检测 K2-K4 SET_IND=0； /设置灯亮 if(K2=0) /K2:十位加 1 for(m=0；m100；m+) /延时 11ms display()； if(K2=0) beep2()； /按键时响一声 set_data2+； if(set_data2=5) set_data2=0； if(K3=0) /K3:个位加 1 for(m=0；m100；m+) /延时 11ms display()； if(K3=0) beep2()； /按键时响一声 set_data1+； if(set_data1=10) set_data1=0； if(K4=0) /K4:小数位加 1 for(m=0；m100；m+) /延时 11ms display()； if(K4=0) beep2()； /按键时响一声 set_data0+； if(set_data0=10) set_data0=0； else SET_IND=1； /*/ 18 /*显示函数 /*/ void display(void) if(set_flag) /设置键按下 ,则显示设置的数值 dis_buf0=set_data0； dis_buf1=set_data1； dis_buf2=set_data2； else /否则显示温度值 dis_buf0=bcd_buf0； dis_buf1=bcd_buf1； dis_buf2=bcd_buf2； P1 = 0xff； / 先关闭所有数码管 P1 = dis_codedis_buf0； / 小数显示代码传送到 P1 口 select2=1；select1=1；select0=0； / 位选 delay1ms(1)； /延时 1ms P1 = dis_codedis_buf1； / 个位显示代码传送到 P1 口 select2=1； select1=0；select0=1； / P17=0； delay1ms(1)； /延时 1ms P1 = dis_codedis_buf2； / 十位显示代码传送到 P1 口 select2=0；select1=1；select0=1； / delay1ms(1)； /延时 1ms /*/ /*串口发送一个字符函数 /*/ void send_str(void) SBUF = ad_data； /串口发送 AD 转换温度值 while(TI=0)； / 等待数据传送 TI = 0； / 清除数据传送标志 /*/ /*主函数 /*/ void main(void) TMOD = 0x21； / 定时器 1 工作于方式 2,8 位自动重载模式 , 用于产生波特率 / 定时器 0 工作于方式 1,产生 1s 的 AD 间隔 19 时间 TH0=15536/256； /T0 定时 50ms TL0=15536%256； TH1 = 0xe1； / 波特率 1000 TL1 = 0xe1； SCON = 0x50； / 设定串行口工作方式 1 PCON = 0x00； / 波特率不倍增 TI=0； /清除发送中断标志 EA = 1； / 开总中断 ET0 = 1； /开 T0 中断 ET1=0； TR1 = 1； / 启动 T1 TR0 = 1； /启动 T0 while(1) display()； keyscan()； if(TIMER0_flag) TIMER0_flag=0； adc()； BCD()； send_str()； /*/ /*T0 中断服务程序 /*每秒钟 ADC 一次 ,串口发送一次 /*/ void t