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1、 .本 科 生 毕 业 设 计（申请学士学位） 论文题目电子体温计的设计与实现 作者姓名 涂玉娇 专业名称 电子信息工程 指导教师 李汉书 2014年 5月学 生： （签字）学 号：2010210055答 辩 日 期： 年 月 日指 导 教 师 ： （签字）Word 文档资料目 录摘要1Abstract11 绪论21.1 课题设计的背景与意义21.2 电子体温计的设计要求22 系统方案论证32.1 系统方案论证32.2 硬件选择33 系统硬件电路设计43.1 AT89C51单片机电路43.2 温度传感电路设计63.3 报警电路的设计73.4 显示电路的设计74 系统的软件设计84.1 主控程序
2、设计84.2 中断程序设计95 仿真结果10参考文献12附录一 主程序13附录二 元器件清单18致 谢19 .电子体温计的设计与实现摘要： 本设计是基于单片机AT89C51的电子体温计，传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的新型可编程DS18B20温度传感器。只需要将传感器DS18B20与人体接触，DS18B20就可以感应温度并且直接送入AT89C51单片机中，经过单片机的信号处理将其送出，然后温度通过LCD1602数码管进行显示。当温度超过38C，报警电路中红灯亮；当温度低于36C时，报警电路中绿灯亮；当温度在3638之间绿灯和红灯都不亮。关键词：电子体温计；DS18B20传感器；AT8
3、9C51单片机；LCD1602显示屏 The design and implementation of the electronic thermometerAbstract: This design is based on single chip microcomputer AT89C51 electronic thermometer, sensor produced by DALLAS semiconductor companies in the United States of new programmable DS18B20 temperature sensor.Just need to
4、 sensor DS18B20 with human body contact, DS18B20 temperature can be induced and directly into the single chip microcomputer AT89C51, through single chip microcomputer of signal processing will be sent out, and then the temperature through the LCD1602 digital tube display.When the temperature more th
5、an 38 C, red light alarm circuit;When the temperature below 36 C, the green light alarm circuit;When the temperature in 36 38 between green and red lights are not bright.Key words: electronic thermometer; temperature sensor DS18B20;AT89C51 single chip;LCD1602 display1 绪论温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻
6、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，传感器的精度、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。现在所使用的温度计还有很多是分辨力为10.1的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，此外还有测温速度慢、环境污染严重、携带不方便等缺点。本设计所介绍的电子体温计，与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确等优点，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，或科研实验室使用。1.1 课题设计的背景与意义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
7、构都已成熟，没多大改进的余地，人们对它的研究失去了信心，至今几乎没有什么进展。但是用水银体温计进行体温监测很不方便，水银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器和测温方法，虽然水银体温计仍是一个精度高、价格便宜、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。温度是常用的测量及被控参数，在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验中，有特别重要的意义。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，本论文为解决此问题设计出
8、了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。电子体温计能快速准确地测量人体体温，尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭、医院等场合使用。我们都知道水银有剧毒，如果破损可能会带来玻璃扎伤或水银污染的隐患。1.2 电子体温计的设计要求本设计旨在设计一个电子体温计，主要控制器采用单片机AT89C51，传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20智能型传感器。测量出的温度采用LCD1602直接显示，当温度超过38C，报警电路中红灯亮；当温度低于36C时，报警电路中绿灯亮；当温度在3638之间绿
9、灯和红灯都不亮。2 系统方案论证2.1 系统方案论证方案一红外体温计是非接触式的，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数据。但是这个方案制作成本高，耗时比较长，主要是硬件电路与软件程序复杂。 方案二 本电路利用热敏电阻器件在测温电路中的感温效应，随着被测温度的变化，采集的电压或电流，进行模数转换后，用单片机进行加工处理采样得到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，比如说存在测量时间较长。Word 文档资料 .方案三 本设计电子体温计采用温度传感器作为检测元件，温度传感器有精度高的优点，可适用于体温检
10、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。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。根据以上需求分析，本设计采用方案三来设计电子体温计。2.2 硬件选择智能温度传感器(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,是在智能温度传感器的基础上发展而成的，典型产品有DS18B20。DS18B20是Dallas半导体公司继DS1820后推出的一种改进型智能数字温度传感器，与传统热敏电阻相比，只需一根线就能直接读出被测温度，并可根据实际需求编程实现912位数字值的读数方式
11、，所以温度传感器采用DS18B20。 .MCS系列单片机集成了完整的中央处理单元。单片机的开发环境要求较低，软件资源十分丰富，开发工具和语言也大大简化。单片机的典型代表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，选择AT89C51单片机。LCD液晶显示器是一种利用液晶的扭曲/向列效应制成的新型显示器。它具有体积小、质量轻、功耗低、抗干扰能力强等优点。LCD1602是字符式LCD液晶显示器，该显示器可以显示两行字符，每行16个字符，
12、显示容量为16X2字符。带有背光源，采用时分割驱动的形式，并行接口，可与单片机I/O端口直接相连，是当今显示器的主流，所以采用LCD1602作为显示器。 .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，对所测温度进行监控报警，当温度高于或低于上下限时，进行信号灯报警，系统框图如图2-1。图2-1 电子体温计系统框图3 系统硬件电路设计3.1 AT89C51单片机电路A
13、T89C51单片机可应用许多场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。由于价格低廉，经济实惠，很适合作为各种小型设计的需要。单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计，使用系统可用二节电池供电，也可用USB接口供电，主要特性如下：(1) 与MCS-51 兼容(2) 4K字节可编程FLASH存储器(3) 1288位内部RAM(4) 32可编程I/O线(5) 两个16位定时器/计数器(6) 5个中断源(7) 可编程串行通道(8) 低功耗的闲置和掉电模式(9) 片内振荡器和时钟电路AT89C51的引脚图
14、如图3-1：图 3-1 AT89C51引脚图引脚说明：1VCC：接+5V电源2GND：接地3P0口：P0口为一个8位漏级开路的双向I/O口。当AT89C51扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P0口作为地址总线（低8位）及数据总线的分时复用端口。P0口也可作为通用的I/O口使用，但需加上拉电阻，这时为准双向口。当作为通用的I/O输入时，应先向端口输出锁存器写入1。P0口可驱动8个LS型TTL负载。4P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位准双向I/O口。P1口是专为用户使用的准双向I/O口，当作为通用的I/O口输入时，应先向端口锁存器写入1。P1口可驱动4个LS型TTL负载。5P2口：P2口为一个具有内部上拉电阻的8位准双向I/O口。当AT89C51扩展外部存储器及I/O口时，P2口作为高8位地址总线用，输出高8位地址。P2口也可作为普通的I/O口使用。当作为通用的I/O口输入时应先向端口输出锁存器写入1 。P2口可驱动4个LS型TTL负载。6 P3口：P3口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O口。P2口可作为普通的I/O口使用。当作为通用的I/O口输入时应先向端口输
