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1、数字体温计的设计大连理工大学城市学院 本科生毕业设计（论文） 学 院： 电子与自动化学院 专 业： 电子信息工程 学 生： 李 斌 指导教师： 李美花 完成日期： 2015年5月20号 大连理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）数字体温计的设计总计 毕业论文（论文） 54 页插图 34 幅表格 0 个摘 要随着人们物质生活水平的提高和科学技术的快速发展，采用微型控制器单片机控制是一个好的方向，它所带来的便利是我们大家有目共睹的，在此数字体温计就是一个非常典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要做到为工作，科研，生活，提供更便捷的服务，就需要从单片机技术开始，向着数字化控制，智能化控制方向发展。
2、本设计主要研究了基于单片机的原理而实现的数字体温计。设计分为硬件与软件两部分，其中硬件设计部分由数据采集模块，数据处理模块，体温显示模块，按键及报警模块，电源模块组成。采用C51语言进行编程，设计软件流程，通过调用各个子程序来实现体温计的功能。该设计应用单片机技术，实现了整体电路的设计及数据采集模块，数据处理模块，显示模块的整合，该设计可以实时监测体温，减少医务人员的工作负担。数字体温计在设计上主要体现方便实用的特点，操作起来简单，在很大程度上减少因测体温带来的一些不必要的麻烦，可以提高医护人员 的工作效率，从而减少因测温不准确带来一系列问题。该数字体温计与平时我们使用的体温计相比，具有测温范
3、围广，读数准确方便，并且携带方便，不易破碎，精度高，最重要的是节能环保。 关键词：单片机；数字体温计；温度传感器 AbstractWith the development of the peoples livelihood and the science technology, to use the single chip microcomputer control is one of the goals that most people pursue. It is no doubt that the MCU contributes a lot to peoples life of which
4、 the digital thermometer is the most typical example. With the increasing demand for digital thermometer, people need to start by the single-chip microcomputer technology to provide more convenient facilities for peoples work, science technology, as well as their life and to develop the technology i
5、n the direction of digital control and the intelligent control.The design of this paper focus on the digital thermometer based on the fundamentals of 51-Mono-chip computers. With the two parts of hardware and software, the former part was made up by data acquisition module, data processing module, t
6、emperature display module, key and alert module as well as the power module. On the other hand, the whole process of designing the software is to implement the thermometer function by calling each subroutine in light of the C51 programming language. data acquisition module, data processing module an
7、d the display module in application of the single-chip microcomputer technology which can also monitor the body temperature all the time and reduce the burden of the medical staff.On the whole, the digital thermometer mentioned above combines all the merits of easy reading, wide measure range, accur
8、acy, unbreakable and high precision compared to the traditional thermometers. Key Words: Mono-chip computers；digital thermometer；DS18B20 目 录摘 要I目 录III第1章 绪论11.1设计的目的及意义11.1.1设计论文的目的11.1.2设计论文的意义11.2课题研究任务及工作内容21.2.1设计论文的任务21.2.2重点研究内容21.3 国内外应用现状3第二章 数字体温计总体设计方案42.1数字温度计的设计方案42.2方案分析与论证：52.3方案的选择52.
9、4 设计系统的组成6第三章 数字体温计的硬件组成73.1 数字体温计设计电路组成73.2 主控制芯片STC89C5273.2.1 STC89C52芯片的介绍：73.2.2 STC89C52的管脚配置和内部结构83.3单片机最小系统的设计103.4体温数据采集模块133.4.1DS18B20的性能特点143.5温度显示模块LCD1602153.5.1主要技术参数163.5.2引脚功能说明163.6报警电路的实现173.7电源模块17第四章 系统软件设计194.1 Keil-C51语言介绍194.2 Keil C51的优势194.3程序流程图204.4测温模块程序214.4.1读温度子程序214.
10、4.2温度转换命令子程序244.4.3计算温度子程序264.5温度显示子程序294.6报警器程序设计32第五章 整体电路的设计以及仿真调试335.1 硬件电路仿真软件335.2整体硬件电路图的设计345.3 电路的仿真调试355.3.1仿真效果图365.4 印刷电路板PCB的设计405.4.1 PCB设计的方案405.4.2 电路板的调试405.5 数字体温计的实物制作以及调试415.5.1 制作流程415.5.2 实物调试42结 论43致 谢44I第1章 绪论1.1设计的目的及意义1.1.1设计论文的目的 21世纪是数字化的社会，一切向着智能化发展，产品的更新换代的速度也是非常快，为了更好地
11、体现科技带给我们的方便。为了提高医护人员的工作效率，减少患者的痛苦及其时间，而针对市面上及部分医院所使用的普通数显体温计，准确度不是很高，从而影响误差比较大，基于这一现状的，该数字体温计由单片机芯片STC89C52，液晶屏LCD1602，DS18B20温度传感器，+5V电源直流，以及常见的电子元器件组成，其优势是其测量精度较高，成本比较低廉，而且有按键设置功能，同时可以根据医护人员对体温的监测测定一个温度区间，当温度超出温度区间，报警器发出报警声音，更加能监护病情能快速准确地测量人体体温，与日常我们接触到的水银体温计相比，具有测量时间短，读数方便且精准，开发成本低廉，有记忆功能，超出温限蜂鸣提
12、示等优点，特别是智能型的数字体温计不含化学物质水银，属于环境友好型材料，特别适合于日常家庭，办公场所，医院，机场火车站等人流较多的场合使用。1.1.2设计论文的意义智能型数字温度计与平时生活中所使用的体温计相比，具有读数便捷并且精准，同时可以通过按键设置温度区间，当低于或者高于人体正常温度，蜂鸣器发出报警，便于监测体温变化，其输出温度采用数字液晶屏LCD显示，主要用于对人体体温的监测，便于及时做出措施。该设计主要介绍了温度信号的采集然后传送给单片机进行处理，主要是温度的监测技术和单片机对信号的控制，以及对温度信号的处理，然后做出判断，单片机处理温度以后进行温度的转换，显示在LCD1602上，实
13、时监测体温变化。监测技术和科学技术的发展是离不开的，现代化的监测是往智能化，数字化发展，监测是控制的基础，新型的传感器的发展是解决检测技术的根本，技术不断的更新，一切向着精准化，便捷化发展，给我们带来的好处但是不可否认的。从目前我国来看，温度控制方面发展的很快，以前的水银体温计，到热电阻体温计，电子体温计，到现在的数字体温计，主要的因素是精确度的限制，目前体温计中最重要是是它的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。1.2课题研究任务及工作内容1.2.1设计论文的任务 熟练掌握单片机STC89C52的功能，掌握电子电路的一般设计方法和设计流程，学习简模拟单电路系统设计，熟练掌
14、握微型控制器STC89C52，温度传感器DS18B20的使用方法，以及液晶显示屏LCD1602的驱动程序和显示方法，仿真软件Protel和仿真软件Proteus和keil的使用方法,以及程序设计的流程，编程以后进行仿真，硬件电路的焊接以及调试，完成数字体温计电路的功能。1.2.2重点研究内容 电子产品的设计，电路的整体设计，微型控制器单片机的设计以及功能实现，温度传感器DS18B20的使用，与单片机建立通信，将物理信号转化成数字信号，传输给单片机进行处理，然后再驱动液晶显示屏LCD1602，并把实时温度显示在液晶屏上，程序的设计以及编写、程序的仿真以及调试时重点研究内容。1.3 国内外应用现状
15、最近随着科技的发展，传感器的使用越来越广泛。国外传感器技术起步比较早，发展的比较成熟，传感器类型也比较多。最近几十年，中国在传感器这方面发展的比较快，温度传感器种类繁多，产品技术更新很快，向着智能化和科技化方向发展。现如今物联网时代的到来，在各类电子产品上传感器的使用是越来越广泛，未来的发展趋势是物物相连，而传感器也向着科技化，智能化发展，未来的时代各类新型传感器将成为电子产品的主要组成部分。本论文主要介绍的是温度传感器，温度传感器的技术发展的越来越成熟，技术的不断更新，向着更便捷，更实用方向发展。温度传感器在各种场合使用范围广，数量种类比较多，居各类传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段： 第一阶段：传统的分立式温度传感器（含敏感元件）热电偶传感器，主要是能够进行非电量和电量之间转换。 第二阶段：模拟
