电子体温计的研制_设计与实现(共42页)

1、PAGE 19电子(dinz)与信息工程学院本 科 毕 业 论 文论文(lnwn)题目 电子体温计的设计(shj)与实现 学生姓名 刘 恒 强 学 号 093521016 专 业 电气工程及其自动化 班 级 093523 指导教师 刘 芳 华 2013年5月摘 要 III摘 要体温计在人们的日常生活(shnghu)中必不可少，基本每个家庭都缺不了它。在现代化的工业生产中基于单片机的应用非常广泛，并且在我们生活、工作、科研中随处可见，它早已经成为我们(w men)身边一个很有用的工具。鉴于以上(yshng)两点，本文将介绍一种以单片机为基础控制的电子温度计。本设计将对硬件选择以及结构进行设计，并

2、且采用新型的可编程温度传感器DS18B20，它的优点是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，并且不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路。只需要使传感器DS18B20与人体接触，进行温度感应后，DS18B20就可以感应温度并且直接送入AT89S51单片机中，经过单片机的信号处理并将其送出，通过LCD1602数码管进行显示。这样的好处是可以快速并精准的测量出人体体温，与传统的水银体温计相比，它的优点是测量精准度高、测量时间短、并且方便读数。同时它具有记忆功能并能完成蜂鸣提示回警。最后它不含有对人体有害的水银，对人体环境无害，在普通家庭和医院是绝佳的选择。关 键 词：电子体温

3、计；DS18B20传感器；AT89S51单片机；显示屏 湖北科技学院学士学位论文ABSTRACTThe thermometer is essential in peoples daily lives, basically every family is not lack of it. Microcontroller-based applications in modern industrial production is very wide, and everywhere we live, work, scientific research, it is already around us i

4、s a very useful tool.In view of the above two points, the paper will introduce a microcontroller-based control electronic thermometer. The design of the hardware selection and structure design, and the use of a new type of programmable temperature sensor DS18B20, it has the advantage directly with t

5、he MCU to complete the data acquisition and processing, convenient, high precision, stable performance, and does not require complicated signal conditioning circuit and A / D conversion circuit. Just need to make sensor DS18B20 with human contact, temperature sensor, DS18B20 can sense temperature an

6、d fed directly to AT89S51 single-chip microcontroller signal processing and sent through the LCD1602 digital tube display. The advantage is that can quickly and accurately measure the body temperature,compared with traditional mercury thermometer, it has the advantage of high measurement accuracy, t

7、he measurement time is short and easy to read. At the same time it has a memory function and can complete Beeper back to the police. Finally, it does not contain harmful mercury, environmentally sound on the human body, is an excellent choice in ordinary homes and hospitals. KEYWORDS: Digital thermo

8、meter；DS18B20 sensor；AT89S51 microcontroller；LCD screen目 录目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc13427 摘 要 1 绪 论现在已经有许多家庭和医院在采用数字温度计，而且单片机智能化仪表也是测量仪表的发展一个主要发展趋势。我们的日常生活因为(yn wi)有了它更加方便，为了要满足人们的需要，数字体温计也发展的越来越快。测温在物理实验、医疗卫生、食品生产都是必不可少的。但是(dnsh)现在使用的温度计还有很多是分辨力为10.1的水银温度计。这些温度计虽然构造简单，但是它们刻度间隔通常都很密，非常难于分辨，会造

9、成读数困难，同时(tngsh)他们的热容量很大，达到稳定的读数要很长时间，因此非常难于读准，在使用过程中非常不方便。本设计研究和介绍的数字体温计，比传统体温计读数方便，测温范围广，测温准确，并且其输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所。温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、半导体集成数字温度计等。在电子式温度计中，传感器是它的重要组成部分，温度计的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。温度传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型温度传感器，从而构成性能优良的温度监控系统。1.1 体温计的发展与现状体温测量的历

10、史，可以追溯到l6世纪。当时Saatorio用空气热膨胀的原理，制出了第一支测量口腔温度的体温计。本世纪初，开始用水银来制作体温计，至今在临床上得到了广泛的应用。根据1928年Ebstein的报告，当时除测量口腔及腋下的温度外，还可以测量直肠、颈部、大腿根部，外耳及尿温。这些都是用被测皮肤温度与玻璃球内积存的水银温度相等的原理实现的。由于水银体温计使用方便、精度高，因而应用很广。再加上测温方法及其结构都已成熟，没多大改进余地，人们对它的研究失去了信心，至今几乎没有什么进展。由于用水银体温计进行体温监测很不方便，水银的污染的可能也很严重等，为了正确测量人体局部温度，促使人们开发了各种不同的测温仪

11、器和测温方法。虽然水银体温计仍不愧是一个精度高、便宜、使用方便的测温仪器。现在已有许多医院采用了电子体温计，用其它电子仪器测量体温也日益普及。这一事实至少表明，电子测温仪器的性能已接近水银温度计的性能。因此，鉴于传统的水银体温计汞的污染及其携带不方便易破碎，尤其是测量时间过长等缺点，本课题为解决此问题设计出一种数字式电子体温计。它在稳定性及响应时间上比传统的水银体温计有着显著的优势，精度要求也能和传统的水银体温计相媲美。湖北科技学院学士学位论文1.2 任务(rn wu)要求 温度广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用普通温度计来采集温度和测量温度，这样测量的温度精度低、实时性差。即使(jsh)

12、有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。本设计由于采用了新型单片机对温度进行采集和测量显示，以其测量精度高、操作简单、可运行性强、价格低廉等优点，特别适用于生活、医疗、工业生产等方面的温度测量。 本设计是一个数字温度测量及报警系统，能测人体和环境的温度，并能在超限的情况(qngkung)下进行报警。1.3 设计思路 本研究旨在设计一个电子体温计，主要控制器采用单片机AT89S51，传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20智能型传感器。该传感器检查的温度是3542之间，检查的分辨率为0.2。当温度出现不同寻常的时候，不在设置范围内时，可以报警，且是通

13、过蜂鸣器。研究工作总体包括以下多个方面：了解电子体温计的工作原理，典型结构，发展历史及国内外的研究和发展的现状，研究电子体温计的两个最主要的核心模块，DS18B20传感器控制和AT89S51单片机主控制器，根据器件的优缺点设计外围电路和软件程序。 方案设计与论证2 方案设计与论证(lnzhng)2.1 方案(fng n)分析 方案(fng n)一 本电路设计的电子温度计，如图2-1，热敏电阻器件在测温电路中的感温效应。随被测温变化，采集的电压或电流，进行模数转换后，再用单片机进行加工处理采样的数据就可以通过显示电路显示出来。但是热敏电阻测量体温有许多问题，如存在测量时间较长等问题。湖北科技学院

14、学士学位论文热敏电阻温度采集放大电路单片机内部A/D转换电路液晶显示图2-1基于热敏电阻的电子体温计系统框图 方案二 红外体温计是非接触式的，算是高端的技术，最近几年才发展起来的。主要是靠红外传感器感应接收人体辐射的红外线,通过模数转换后，用单片机处理采样的数据，显示电路就可以显示出来数据。但是这个方案制作成本费用高，耗时比较长，主要是体现在硬件电路与软件程序复杂。 方案三 数字温度计采用单片机的温度传感器设计，各种各样的精度高的温度计不断出现，不断发展。电子体温检测的一项重要的性能参数其中有一项就是测量精度，数字体温检测追求的一个目标就是高精度。在检测手段不断更新的现代化社会中检测已经能达到

15、很高的灵敏度、精度及更广的测量范围等，同时，科学技术的发展达到的水平越高，又为检测技术、传感器技术提供了新的技术支持。 本电子体温计采用温度传感器作为(zuwi)检测元件，温度传感器有精度高的优点，可适用(shyng)于体温检测。它具有小型化、性能高、耗能低、抗干扰能力强、易配微处理器等优点(yudin)。并且经过单片机处理之后输出到液晶屏，可以直接读出被测的温度值，而且减少了外部的硬件电路设计，具有低成本和易使用的特点。方案确定 根据以上需求分析，本次设计采用方案三来设计电子体温计。2.2 温度传感器的选择2.2.1 采用模拟集成温度传感器集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅

16、传感器或单片集成温度传感器，它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。图2-2是用AD590测量热力学温度的基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1k时，输出电压V随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使V=273.2mV

17、。或在室温下(25)条件下调整电位器,使V=273.2+25=298.2（mV）。但这样调整只可保证在0或25附近有较高精度。AD590把被测温度转换为电流再通过放大器和A/D转换器，输出数字量送给单片机进行温度控制。图2-2 基于AD590测温基本(jbn)应用电路方案设计与论证2.2.2 采用数字(shz)单片智能温度传感器智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前，已开发(kif)出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器

18、(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU). 智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线(1-WIRE)总线、I2C总线、SMBUS总线和SPI总线。温度传感器作为从机，可通过专用总线接口与主机进行通信。智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。典型产品有DS18B20,智能温度控制器适配各种微控制器，构成智能化温控系统，它们还可以脱离微控制器单独工作，自行构成一个温控仪。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO92小体积封

19、装形式，温度测量范围为55125，可编程为9位12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。同DS1820一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55+125，在-10+85范围内，精度为0.5。DS18B20的精度较差为0.2。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。如：

20、环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的“DS1820”体积更小、更经济、更灵活。使您可以充分发挥“一线总线”的长处。DS18B20、DS1822 “一线总线”数字化温度传感器。由于DS18B20将温度传感器、信号放大调理、A/D转换、接口全部集成于一芯片，与单片机连接简单

21、、方便，与AD590相比是更新一代的温度传感器，所以温度传感器采用DS18B20。湖北科技学院学士学位论文2.3 显示器的选择(xunz)2.3.1 LED显示器采用(ciyng)传统的七段数码LED显示器。LED虽然价格便宜，但在现代的许多仪表、各种电子产品中逐渐被LCD所取代。2.3.2 LCD液晶屏采用LCD液晶屏进行显示。LCD液晶显示器是一种低压、微功耗的显示器件，只要23伏就可以工作，工作电流仅为几微安，是任何显示器无法比拟的，同时可以显示大量信息，除数字外，还可以显示文字、曲线，比传统的数码(shm)LED显示器显示的界面有了质的提高。在仪表和低功耗应用系统中得到了广泛的应用。优

22、点为：1 显示质量高，由于液晶显示器的每一个点收到信号后就一直保持那种色彩和亮度恒定发光，因此液晶显示器的画质高而且不会闪烁。2 数字式接口，液晶显示器都是数字式的，和单片机的接口简单操作也很方便。3 功率消耗小，相比而言液晶显示器的主要功耗在内部电极和驱动IC上，因而耗电量比其他器件要小很多。虽然LCD显示器的价格比数码管要贵，但它的显示效果好，是当今显示器的主流，所以采用LCD作为显示器。2.4 单片机的选择2.4.1 采用凌阳单片机随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处湖北科技学院学士学位论文理、数据处理以及数字信号处理（DSP，Digital Sign

23、alProcessing）等领域。凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。它的CPU内核采用凌阳最新推出的nSP（Microcontroller and Signal Processor）16位微处理器芯片（以下简称nSP）。围绕nSP所形成的16位nSP系列单片机（以下简称nSP家族）采用的是模块式集成结构，它以nSP内核为中心集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。nSP内核是一个通用的核结构。除此之外的其它功能模块均为可选结构，亦即这种结构可大可小或可有可无。借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可形成各种不同系列派生产品，以适合不同的应用场合。这样做无疑

24、会使每一种派生产品具有更强的功能和更低的成本。利用凌阳单片机有一定的好处，凌阳的优势(yush)是硬件性能，抗干扰能力强，但是其价格要比89S51昂贵一些。方案设计与论证2.4.2 采用(ciyng)AT89S51单片机单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多(xdu)集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中，MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。单片机的诞生意味着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。单片机是最典型的嵌

25、入式系统，其微小的体积和极低的成本，所以它被广泛应用于家电、仪器仪表、工控领域中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。 MCS系列单片机集成了完善的中央处理单元。它的处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，这给我们利用单片机提供了极大的便利。单片机把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，使得数据传送距离大大缩短，运行速度更快，可靠性更高，抗干扰能力更强。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达到最优化，工作也相对稳定。51的优点是价钱便宜,I/O口多,程序空间大。因此，测控系统中，使用51单片机是最理想的选择。单片机的开发环境要求较低，软件资源十分丰富，开

26、发工具和语言也大大简化。单片机的典型代表是Intel公司在20世纪80年代初研制出来的MCS51系列单片机。MCS51单片机在我国得到了广泛的推广应用，成为电子系统中普遍的应用手段，并在工控、交通运输、家电、仪器仪表等领域取得了大量应用成果。基于以上几点，选择STC89S51单片机。 综上，根据已选择的方案及器件，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AT89S51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器为点阵字符LCD 1602液晶模块。检测范围5摄氏度到60摄氏度。本系统除了显示温度以外还可以通过按键设置两个上下限温度值，对所测温

27、度进行监控报警，当温度高于或低于上下限时，进行蜂鸣器和信号灯报警，系统框图如图2-3：AT89S51蜂鸣报警LCD显 示 湖北科技学院学士学位论文 按键输入DS18B20传感器时钟复位信号灯图2-3 电子体温计系统(xtng)框图硬件选择及电路设计 3 硬件(yn jin)选择及电路设计 3.1 单片机最小系统(xtng)的设计 目前的单片机开发系统只能够仿真单片机，却没有给用户提供一个通用的最小系统。由设计的要求，只要做很小集成度的最小系统应用在一些小的控制单元。其应用特点是:（1）全部I/O口线均可供用户使用。 （2）内部存储器容量有限（只有4KB地址空间）。 （3）应用系统开发具有特殊性

28、硬件选择及电路设计图 3-1 最小系统(xtng)图 单片机最小系统(xtng)如图3-1所示，其中有4个双向的8位并行(bngxng)I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P3，都可以用于数据的输出和输入，P3口具有第二功能为系统提供一些控制信号。时钟电路用于产生MCS-51单片机工作所必须的时钟控制信号，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序指令工作。MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片的引脚XTAL1，输出端为XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中的微调电容通常选择为30pF左右，该电

29、容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶体的振荡频率为12MHz。湖北科技学院学士学位论文 把EA脚接高电平，单片机访问片内程序存储器，但在PC值超过0FFFH（4Kbyte地址范围）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。 MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现。采用最简单的外部按键复位电路。按键自动复位是通过外部复位电路的来实现的.我们选用时钟频率为12MHz,C1取47f。3.2 温度传感电路设计 DS18B20的性能特点： 1.采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，

30、含符号位） 2.测温范围为-55125，测量分辨率为0.0625 3.内含64位经过激光修正的只读存储器ROM 4.适配各种单片机或系统机 5.用户可分别设定各路温度的上、下限 6.内含寄生电源。 7.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(bo jng)触发器TH和TL,高速暂存器。DS18B20的管脚排列如图3-2所示。 图 3-2 DS18B20管脚图 在硬件(yn jin)上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是VCC接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生(jshng)电源供电，此时VDD、GND接

31、地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5K左右的上拉电阻.我们采用的是第一种连接方法，如图3-3所示:把DS18B20的数据线与单片机的13管脚连接，再加上上拉电阻。硬件选择及电路设计硬件选择及电路设计 图 3-3 温度(wnd)传感电路图 DS18B20有六条(li tio)控制命令，如表3-1所示：表3-1 DS18B20控制(kngzh)命令指令约定代码操 作 说 明温度转换44H启动DS18B20进行温度转换读暂存器 BEH读暂存器9个字节内容写暂存器4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节复制暂存器 48H把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中重新

32、调E2RAMB8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节读电源供电方式B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU CPU对DS18B20的访问流程(lichng)是：先对DS18B20初始化，再进行ROM操作命令，湖北科技学院学士学位论文最后才能对存储器操作，数据操作。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制DS18B20完成温度(wnd)转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。3.

33、3 报警电路(dinl)的设计 图 3-4 蜂鸣报警电路 实际电路如图3-4所示,通过键盘设定温度的上下限。把实际测量的温度和设定的上下限进行比较，来控制P0.0端口的高低电平。把端口与三极管的基极连接来控制温度和报警。当测量的温度超过了设定的最高温度，由高电平变成低电平，就相当于基极输入为“0”，反之，当基极输入为“1”时，三极管不导通，报警器不工作。只要控制单片机的P0.0口的高低电平就可以控制模拟电路的工作。3.4 键盘电路的设计硬件选择及电路设计 图3-5 键盘(jinpn)硬件电路图 本系统四个按键(n jin)占用了四个I/O口，分别接在AT89S51单片机的P2口的P2.4、P2

34、.5、P2.6、P3.4引脚上。采用独立式键盘接口，每个按键各接一根输入线，通过检测输入线的电平状态很容易判断哪个键被按下。根据多功能数字钟设置键，加一键，减一键，确定键，通过键盘可以随时(sush)手动设置温度上限和下限数值报警功能。3.5 显示电路的设计 液晶显示器是一种将液晶显示器件，连接器件，集成电路，PCB线路板，背光源，结构器件装配在一起的组件。 根据显示内容和方式的不同可以分为，数显LCD，点阵字符LCD，点阵图形LCD，在此设计中我们采用点阵字符LCD，这里采用常用的2行16个字的1602液晶模块。 1602采用标准的14脚接口，其中： 第1脚：VSS为地电源第2脚：VDD接5

35、V正电源 第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度 第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。 第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第714脚：D0D7为8位双向数据线。 第1516脚：空脚。与单片机的连接(linj

36、i)如图3-6所示。湖北科技学院学士学位论文图 3-6 液晶显示电路图 最后(zuhu)将所有模块整合，各个模块的引脚分别与对应的单片机接口连接(linji)，系统框图如下： 图 3-7 在Protel 99SE中的电路(dinl)原理图系统的软件设计4 系统(xtng)的软件设计4.1 系统(xtng)的主程序设计主程序是系统的监控程序，在程序运行的过程中必须先经过初始化，包括键盘程序，中断程序，以及各个控制端口的初始化工作,参见附录一。流程图如4.1 所示。系统在初始化完成后就进入温度测量程序，实时的测量当前的温度并通过显示电路在LCD上显示。程序中以中断的方式来重新设定温度的上下限。根据

37、硬件设计完成对温度的控制。按下K2可以进入温度设置，再按K3和K4键分别可以加减设定的温度上下限。系统软件设计的总体流程图如下。湖北科技学院学士学位论文开始系统初始化开中断Int0=0？NY温度上下限设定温度测量温度测量显示系统若测量显示温度超限蜂鸣报警图 4-1 系统(xtng)总体设计流程图4.2 中断程序(chngx)的设计MCS-51单片的中断系统(xtng)有5个中断请求源，用户可以用关中断指令“CLR EA”来屏蔽所有的中断请求，也可以用开中断指令“SET EA”来允许CPU接收中断请求。在本设计中我们选用INTO 来作为中断请求源。 MCS-51响应中断后，就进入中断服务程序，中

38、断程序的基本流程图如下图 关 中 断现场保护开 中 断 中断处理关 中 断现场恢复开 中 断中断返回图 4-2 中断(zhngdun)服务程序基本流程结论仿真结果与硬件调试5 仿真(fn zhn)结果与硬件(yn jin)调试如图5-1所示，此时的温度是29，在LCD 1602上能正常显示。图 5-1 在Proteus 中的电路仿真图结论 系统(xtng)调试 电子体温计系统的硬件调试(dio sh)一般分下面几个步骤。 第一步：检查外部的各种( zhn)元器件，看元器件是否完好无损，并且观察电路板上的电路是否有断点。是否有漏焊，虚焊等等。 第二步：用仪器仪表进行检测，这里主要采用万用表进行检

39、测，先用万用表复核目测中有疑问的连接点、拐点等等、再次检测各种地线与电源线之间是否有短路、断路等不良现象。 第三步：通电检测。给电路PCB板通上电检测所有器件的电源是否符合要求的值。并且检测整个电路的功能是否能够正常运行。 第四步：在通电工作中，观察电子体温计能否正常的测量体温，并且检查显示屏能否正常显示数据。6 结 论通过自己亲自动手设计，使我学到许多东西，包括硬件和软件等方面(fngmin)，使我了解到单片机的开发过程，能有计划的进行数字温度计的研制。 一、成本方面(fngmin)的观念 在单片机的方面(fngmin)，有许多的商业产品都有产品的价值观念，即在实现的功能和性能方面相当的情况

40、下，尽可能的用技术来弥补硬件上的缺点，来实现低成本，但在实现低成本时不能降低产品的质量。 二、硬件开发 硬件的搭建是单片机的开发的最早的雏形，它有什么样的功能的实现都是先有硬件决定的，再加上软件的运转，来实现新的功能。硬件的搭建非常重要，要根据实现的目的和单片机的功能来搭建，要在硬件上做到最省，这样我们的成本就低，在商业市场中才具有优势，而且软件实现不像硬件有使用寿命，软件可以无限期的用，而硬件具有一定的寿命，那么我们的硬件越少，产品的寿命就越长，从而达到好的品质，其实软件知识显得有为重要。 三、软件的编写和调试 软件在单片机和开发占有很大的分量，它在产品开发中有主导的地位，也是开发过程最重要

41、和最具有挑战的工作，它不仅是编写的问题，也有调试的事，关键是否能在硬件上能运行，在编写程序中要与硬件相结合，在硬件的基础上，让软件的编写达到要实现的功能，在编写和最重要的是能否更好的使软件在硬件中更好的运行。使此达到更好的运行效果，在编写中会出现很多问题，有指令跳转的长短问题，程序调用问题，和一些伪指令的使用问题都可能使程序在硬件上无法运行。为了确保程序在硬件上能正常运行，要认真的编写每一条程序，确保没有语法和明显的错误。调试是单片机最后一个最重要的环节，也是确实单片机设计是否成功的关键步骤，如果调试成功，就说明程序没有太大的问题，最少是没有明显的语法错误和逻辑错误，能通过电脑软件的C语言检查

42、，然后再烧录到AT89S51单片机里面去，最后检验。 四、对单片机设计的综合测试 对单片机的综合测试，是指在程序通过C语言烧录后进行使用，在一段时间内，对单片机产品设计产品的功能进行综合性的测试，包括在运行中程序是否有错误，程序在单片机产品上运行的情况，包括反映的进度，反应时间，准确度等问题，有些程序在电脑上能通过电脑的C语言，但是在烧录入单片机产品时就不能使用，这里一部分可能是硬件上的设计缺陷，还有就是软件程序编写有问题，一般来说软件问题占很大，因为在硬件上除非是电子元件的坏掉和连线有接触不好以外，很少有其他设计上的缺陷，还有湖北科技学院学士学位论文就是一些辅助电路的问题。大部分是软件出现的

43、问题比较多，相对来说许多单片机产品都是靠软体来实现自身的价值，软体保密性强，但编写比较困难，成本低，实现的商业价值高等优点，在许多产品中都能看到单片机的身影。他们(t men)通过一定的程序来实现硬件不能实现或实现很复杂的场合，具有一定的智能化，不仅在一般生活中能感受的到，在许多工业方面也能见到它们，只有将所有的功能都测试完成才算结束，才能做下面的事情 五、硬件(yn jin)的调试 我这次刚开始的电路调试不成功就因为很多地方(dfng)都短路了。焊接完后应该对照电路利用万用表仔细检查一遍电路，以确保无误。调试也是一个很重要的过程，应弄清楚软件的使用和如何将程序烧到单片机中。认真做完这次的课程

44、设计以后，这些问题都可以得到解决，真正作到从理论到实践。没有得到正确结果时，先检查硬件电路，不插片子情况下，人工给电路加上电平，分析电路逻辑关系，再判断正误，硬件电路无误时再查软件方面，软件是一部分一部分的查找调试。这次设计当中也遇到了不少的困难，但我都通过查阅资料文献以及向学长和老师请教而一一克服了，真可谓受益菲浅，虽然此次的系统设计完成了，但我想中间还有可能存在不少的问题，希望刘老师帮我查看并指出，感谢刘老师的耐心指导与鼓励！结论 六产品的综合设计与展望 单片机设计开发不仅是软件和硬件上要通过，在成为商品时之前要对其外观继续设计等，使此对消费者有第一感官的吸引力，总之，在产品设计时一定要考

45、虑仔细，有计划。要考虑到产品的成本、功能、外观等一系列问题，这样设计出来的产品才有商业的价值才有竞争力。单片机系统硬件及软件的设计，创新点在于针对温度的测量特点，采用温度传感器，可与单片机直接相连，并且由于它的高度集成化，简化外围电路并降低费用，提高了电路工作的可靠性和稳定性，达到了较高的性价比。该测温系统经过多次测试，工作稳定可靠，体积小、集成度高、灵敏度高、响应时间短、抗干扰能力强等特点。此外该系统成本低廉，器件均为常规元件，有很高的工程价值。如稍加改动，该系统可以很方便地扩展为集温度测量、控制为一体的产品，具有一定工程应用价值。本系统具有测温稳定，调试方便，可以代替医生常用的水银体温计，

46、也可以用作0100范围内的温度计，有很高的实用价值，具有广阔的发展前景。数字体温计用于精确测量人体温度，这对于现实生活中具有很大的意义。比如“H7N9”时期在人流量大的区域(火车站，汽车站等)都发挥了巨大的作用，而且精确测量本身的技术也是促进科学发展的重要途径。致 谢7 致 谢 本课题在选题及研究过程中得到刘芳华老师的悉心指导。刘芳华老师认真帮助我修改论文，对于错误的格式也细微指出，甚至连个别错别字也逃不过刘老师的眼睛。刘老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时几个月，却给以终生受益无穷(wqing)之道。对刘芳华老师的感激之情是无法用言语表达的。

47、在毕业论文接近末尾(mwi)之时，我要衷心地感谢我们的刘芳华(fn hu)老师，她总是很耐心地帮我讲解和解决问题，我深知论文的整个过程是艰辛的，但是有了刘芳华老师的指点和孜孜不倦的教诲，使我能在规定的时间内圆满的完成论文的设计。她让我们学会了以前在课堂上没有的东西。 另外，我还要特别感谢我的学长，是他们给了我巨大的勇气和战胜困难的信心，在毕业设计中他们的帮助也是非常大的，他们以过来人的身份告诉我们，该怎样去做一个毕业设计的雏形，要层次明确，分配合理，这样才能在预期的时间内完成任务。当我们遇到困难时，学长总是二话不说的帮助我，和我一起探讨和研究，一起去战胜它，我们也一起分享排除问题和困难后的喜悦

48、，在此我表示真诚的感谢！参考文献参考文献1 梁森，王侃夫，黄杭美.自动检测与转换(zhunhun)技术M.北京：机械工业出版社，20062 邓重一.数据采集与处理系统中的干扰问题(wnt)及解决方法J. HYPERLINK 7/kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=cjfd&LinkType=BaseLink&Field=BaseID&TableName=CJFDBASEINFO&NaviLink=%e7%94%b5%e5%b7%a5%e6%8a%80%e6%9c%af%e6%9d%82%e5%bf%97&Value=DGJZ t _blank 电工技术(jsh)杂志，2

49、004 3 高晓蓉.传感器技术M.西南交通大学出版社，20034 黄继昌. 传感器工作原理及应用实例M.人民邮电出版社，19985 陈杰. 传感器与检测技术M.高等教育出版社，20026 金发庆.传感器技术与应用（第二版）M.北京：机械工业出版社，20067 高吉祥. 数字电子技术M.电子工业出版社，20038 沈任元 ，吴勇.数字电子技术M.北京：机械工业出版社，20059 康华光. 电子技术基础模拟部分M.高等教育出版社，198810 卜益民. 模拟电子技术M.北京:邮电大学出版社，200511 王港元.电工电子实践指导M.南昌：江西科学技术出版社，200512 谢自美.电子线路设计M.武

50、汉：华中科技大学出版社，2000 13 马潮.ATmega16原理及应用手册M.北京：清华大学出版社，200514 霍孟友.单片机原理与应用M.机械工业出版社，200415 沙占友，庞志峰，王彦朋.The Application of Phase-Locked Technology In the Electric Measuring Field.ICEMI2001:78-8016王元庆，董戴，洪光烈. HYPERLINK /Periodical_yqyb200106024.aspx 液晶显示屏的液晶层温度测量方法的研究M.仪器仪表学报2004(6):15-2017应俊，陈广飞，叶丹，张海川.

51、HYPERLINK /Article/CJFDTOTAL-BJSC200601017.htm%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09 t _blank 无线体温监测系统的研制J .北京生物医学工程2006年01期:16-8818Stanley B. Lippman. C+PrimerM. 北京:人民邮电出版社,2008.19谭浩强. C+程序设计M. 北京:清华大学出版社,2004.20Roderick L.Shepherd,William S.Yerazunis and Senior Member, “Low-Cost Surface 21Mount L

52、ED Gas Sensor”, IEEE King Tong Lau and Dermot Diamond, Sensors-00997, 200522TSomeya，JSmall，P Kim，CNuckolls，JTYardleyAlcohol vapor sensors based on single-walled carbon nanotube field effect transistorsMNano Letters，2003.23MPenza et alAlcohol detection using carbon nanotubes acoustic and optical sens

53、orsMApplied Physics Letters，2004.24Huddleston,C.美.Intelligent Sensor Design:Using the Microchip dsPIC(智能传感器设计(M).北京：人民邮电出版社，2000:827-1124.25FRettig，RMoosDirect thermoelectric gas sensors Design aspects and first gas sensorsMSens Actuators B，2007.附录一湖北科技学院学士学位论文附录(fl)一 主程序#include #include 18b20.h#in

54、clude key_contrl.h#include lcd1602.h#define LCM_Data P1#define Busy 0 x80 /用于检测(jin c)LCM状态字中的Busy标识extern int flag;extern int temp;sbit LCM_RW= P31; /定义(dngy)引脚sbit LCM_RS= P30;sbit LCM_E= P32;extern int temph,templ,disp_mode;extern char tel,teh;/写数据void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM)ReadStatusL

55、CM(); /检测忙LCM_Data = WDLCM;LCM_RS = 1;LCM_RW = 0;LCM_E = 0; /若晶振速度太高可以在这后加小的延时LCM_E = 0; /延时湖北科技学院学士学位论文LCM_E = 1;/写指令void WriteCommandLCM(unsigned char WCLCM,BuysC) /BuysC为0时忽略(hl)忙检测if (BuysC) ReadStatusLCM(); /根据需要(xyo)检测忙LCM_Data = WCLCM;LCM_RS = 0;LCM_RW = 0; LCM_E = 0;LCM_E = 0;LCM_E = 1; /读数据

56、unsigned char ReadDataLCM(void)LCM_RS = 1; LCM_RW = 1;LCM_E = 0;LCM_E = 0;LCM_E = 1;return(LCM_Data);/读状态unsigned char ReadStatusLCM(void)LCM_Data = 0 xFF; LCM_RS = 0;LCM_RW = 1;LCM_E = 0;LCM_E = 0;LCM_E = 1;while (LCM_Data & Busy); /检测(jin c)忙信号return(LCM_Data);void LCMInit(void) /LCM初始化附录一LCM_Data

57、 = 0;WriteCommandLCM(0 x38,0); /三次显示模式设置，不检测忙信号Delay5Ms(); WriteCommandLCM(0 x38,0);Delay5Ms(); WriteCommandLCM(0 x38,0);Delay5Ms(); WriteCommandLCM(0 x38,1); /显示模式设置,开始要求每次检测(jin c)忙信号WriteCommandLCM(0 x08,1); /关闭(gunb)显示WriteCommandLCM(0 x01,1); /显示(xinsh)清屏WriteCommandLCM(0 x06,1); / 显示光标移动设置Writ

58、eCommandLCM(0 x0C,1); / 显示开及光标设置/按指定位置显示一个字符void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData)Y &= 0 x1;X &= 0 xF; /限制X不能大于15，Y不能大于1if (Y) X |= 0 x40; /当要显示第二行时地址码 0 x40;X |= 0 x80; / 算出指令码WriteCommandLCM(X, 0); /这里不检测忙信号，发送地址码WriteDataLCM(DData);/按指定位置显示一串字符void DisplayListC

59、har(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char code *DData)unsigned char ListLength;ListLength = 0;Y &= 0 x1;X &= 0 xF; /限制X不能大于15，Y不能大于1while (DDataListLength0 x20) /若到达字串尾则退出if (X = 0 xF) /X坐标应小于0 xF湖北科技学院学士学位论文DisplayOneChar(X, Y, DDataListLength); /显示单个字符ListLength+;X+;/5ms延时void Delay5Ms(v

60、oid)unsigned int TempCyc = 5552;while(TempCyc-);/*void Delay_xMs(unsigned int x) unsigned int i,j; for( i =0;i x;i+ ) for( j =0;j500;j+ ); */void display_temp(void)DisplayOneChar(0,0, );DisplayOneChar(1,0, );DisplayOneChar(2,0,T);DisplayOneChar(3,0,e);DisplayOneChar(4,0,m);DisplayOneChar(5,0,p);Disp