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1、滨江学院毕业论文（设计） 题 目 电子体温计的设计 院 系 电子工程系 专 业 电子科学与技术 学生姓名 吴 麟 学 号 指导教师 陶在红 职 称 讲 师 二一五 年 五月 八日目 录1引言32系统设计4 2.1 任务要求4 2.2 设计思路4 2.3 系统设计4 2.4 方案设计与论证4 2.5 系统框图53 硬件电路设计6 3.1 硬件原理图6 3.2 测量单元6 3.3 主控单元10 3.4 显示单元12 3.5 报警单元17 3.6 PCB电路板的制作174 软件设计17 4.1 主程序设计18 4.2 程序初始化流程图19 4.3 读温度子程序流程图195 系统调试与测量20 5.1
2、 实物制作20 5.2系统调试20 5.3误差分析216 设计总结21参考文献22致谢23附录：23电子体温计的设计吴麟南京信息工程大学滨江学院滨江学院电子工程系，江苏 南京摘要：在我们如今的现代化工业的生产当中，温度通常是属于测量以及被控参数，然而随着我们的时代的发展和进步，我们现在的生活、工作、学习还有科研等各个领域都有着单片机技术带来的影响。它现在已然被当成了一种简便而又高效的辅助工具。此篇论文介绍了一个以STC89C52型号的单片机为主要控制器的一个电子体温计的设计。我们选用DS18B20为此次设计的温度传感器，它可以编程是它的最大的特点，不需要那么多的复杂的信号处理以及转换的电路系统
3、，它能能够将搜集到的信息和单片机完成一对一的直接交互，十分的方便，而且它的性能相对很稳定。在温度传感器感应到了温度之后，会将信号传送到单片机中，处理单元将控制我们的LCD1602数码管实时显示。而且所测到的温度一旦超过了我们事先设定好的温度上下限的话，它的蜂鸣控制系统会发出警示声音。此系统能够迅速而又精确地测量人体的实际温度，和我们的传统水银玻璃体温计相比，具备读数容易明显，精确度较高，测量耗时较短等等优点。【关键词】DS18B20型温度感应器；电子体温计；STC89C52型单片机；显示屏LCD1602Design of electronic thermometerLin WuDepartme
4、nt of Electronic Engineering，Binjiang college，NUIST NanjingAbstract:The thermometer is essential necessities in peoples lives，and single-chip technology as an effective tool is applied in various field, such as living, working, and researching in various fields with the development of society. A ele
5、ctronic thermometer system based on STC89C52 is designed in this paper. DS18B20 as a new type of programmable temperature sensor is used to measure temperature, which can realize the data acquisition and processing without complicated signal processing circuit and the A / D conversion circuit. It is
6、 easy to achieve high accuracy and stable performance. Sensor DS18B20 has measured the temperature, and then the signals are sent to the STC89C52. Finally the LCD1602 display the dates by controlling of STC89C52. It can alarm if the temperature is too high. This system can quickly and accurately mea
7、sure the body temperature, compared with traditional mercury glass thermometer, and has the advantages of easy reading, short measurement time, high measurement accuracy.【Key words】DS18B20 ;Digital Thermometer; STC89C52; LCD1602 1引言如今的单片机智能化仪表已经成为了仪表测量的进展趋向。我们现在的生活都离不开单片机，例如现在医院、家庭到处都可以见到的数字温度计，出于使人
8、们的需要更能得到满足的目的，数字体温计现在正在一步一步的更新换代。温度的测量在进行物理试验、医疗卫生的检测、食品的生产等方面有着十分重要的意义。目前所使用的温度计还有许多都是用分辨力在10.1的水银、煤油或酒精为测温材料的温度计。这些个温度计它们的刻度之间的距离经常都很紧密，不方便正确的辨别，读数也是一个难题，并且它们的热容量都很大，到达热平衡所需要花费的功夫都比较长，因此很难读准，使用起来非常的不方便。本篇文章的设计当中介绍的数字体温计，与传统的温度计相比，具备读数容易，测温限度大，测温精确等长处，我们用数字显示来表示所测到的温度值，适用在测温要求精准的地方，或者用在科研实验中。温度计发展很
9、快，一开始使用的是玻璃管温度计，到现了如今热电阻温度计、热电偶温度计、半导体集成数字温度计等等都各式各样的发展了起来。在我们的电子温度计这块里面，它的最主要的成分就是它的传感器了，一个温度计的精度大小、能测范围及控制范围的大小和用途等等都是由它的精度和灵敏度来决定的。温度传感器现在以及遍及到了各个领域，现在的新式传感器已经有着各式各样的种类，形成了一个性能非常优良的这样的一个温度监控系统。体温测量的历史，从l6世纪就开始了。当时的Saatorio运用空气热膨胀原理，制造出第一支用于测量口腔温度的体温计。本世纪最初使用的是水银来制造温度计，如今水银温度计的使用十分的普遍。根据我们调查的的在192
10、8年Ebstein所提到的报告当中，那个时候的体温计不仅能测量口腔和腋下的温度，还能测出颈部、直肠、大腿的根部，外耳以及尿温。它测量的原理是被测量的皮肤温度等于球体内的水银的温度。由于水银体温计用起来十分的简易便利、精确度高，所以它的使用是很普遍的。然而它的测温方式和内部构造都趋于成熟，没有在需要改造的必要了，人们慢慢的对水银温度计的研究失去了兴趣，到了现在就更加没什么改良以及发展了。我们在使用水银温度计测温的时候还是不怎么方便，还有水银容易造成非常有害的污染，然而为了我们更加准确的测量我们的体温，激发了人们研究各种不同测温仪器和测温方法的兴趣，从而取代水银温度计，不可否认水银体温计目前依然是
11、一个精度高、便宜、便于测量的测温仪器。当前电子体温计已然被多家医院所选用，利用别的电子测量仪器来测量我们的体温也变得越来越普遍了。这件事说明电子测温器件的性能甚至能够取代了传统的水银温度计。水银体温计里的水银污染很大，又不方便携带，还容易碎掉，所谓我们设计了电子式的温度计来解决这些个问题。它的高稳定性和较短的测量时间跟水银体温计比起来有明显的长处，并且它的精度又高，跟水银温度计的测量值相差很小。本文主要内容：本文包括了体温计设计的系统设计、硬件电路、软件系统的设计以及调试和测量等几个模块，着重介绍温度传感器以及单片机电路，通过系统方案的论文来确定合适的器件选择，然后按要求进行电路的设计，最后进
12、行一下系统的调试。2系统设计2.1 任务要求我们设计此系统的目的是用作体温的测量，它能够很快的测量出我们人体温度，而且它具有实时性，随时随地的准确地显示当前的体温状态。和水银温度计对比一下，我们可以明显的读出当前的温度示数，很方便快捷，而且其准确度很高，所消耗的时间很短，甚至有记忆的功能，方便我们的温度对比与查看分析，同时如果温度高于或低于了我们预先设置范围的换，它的蜂鸣装置会发出报警的声音。我们设计的体温计测温范围应为35C42C，误差要保持在0.2C之间，如果温度查过了38的话，报警系统会发出报警提示，我们的显示是选用LCD数码显示，能及时地检测较宽范围的温度，数据的显示要明显。2.2 设
13、计思路我们这次设计的这个电子体温计，主要的控制器件为STC89C52型单片机，我们用来设计体温计的传感器是美国半导体公司DALLAS生产的DS18B20型号的温度传感器。此传感器测量幅度为35C42C，有0.2C的测量误差。在温度不正常的情况下或者所测温度不在我们预先设置的限度内时，蜂鸣器会立刻报警。我们主要提到的一些研究内容有熟悉电子体温计的工作原理以及它主要的内部构造，研究一下国内外对温度计的发展历史。DS18B20传感器控制和STC89C52单片机主控制器12是我们本文主要的研究对象。2.3 系统设计为了满足系统的三个需求：（1） 实时温度检测。（2）数据能够清楚的显示与读出。（3）温度
14、的改变的曲线要能及时的描述出来。 下面是我们设计电子体温计系统的主要组成部分： (a).温度采集模块。 (b).显示模块。 (c).串口通信接口模块。 (d).核心系统模块。2.4 方案设计与论证方案一：这个电子体温计的设计如图1所示，在测温电路中用选用热敏电阻来感测温度的变化情况。我们把因为温度变化引起的感应电压与电流通过模数转换，用单片机对电压及电流的变化进行加工处理，之后得到的数据通过显示电路系统把它给显示出来。然而用热敏电阻测量温度需要的时间较长，不利于我们快速的得到我们需要的温度值。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1以热敏电阻为基础的电子体温计系统框图方案二
15、：红外体温计是一种非接触的方式，是种高端技术，它是近几年才发展起来的。它的红外线的感应器器能采集到人的红外辐射，经模拟和数字之间的转换之后，送到单片机里面来处理收集到的信息，显示电路就能够吧数据显示出来。然而这个方案制作成本高，所需要的时间比较长，最主要的是硬件电路与软件程序设计起来复杂。因此通过上述的分析，这次的设计我们采用方案三来设计电子体温计：将温度传感器作为我们的温度采集模块，通过单片机处理输出到显示器，此方案方便快捷，对外部条件的要求低，下面来介绍一下第三方案的内容：2.5 系统框图 下面是方案三的系统框图：主控制器串口通信5v稳压电路时钟震荡LCD显示温度传感器图2 电子体温计的系统框图3 硬件电路设计3.1 硬件原理图 所设计的原理图如下图所示：图3 电子体温计的总原理图 该原理图包括：18b20温度传感器模块，电源模块，按键电路，单片机主控电路，报警电
