基于51單片機的電子體溫計設(shè)計畢業(yè)論文

1、 電子體溫計設(shè)計摘 要 本文設(shè)計一種基于單片機控制的電子體溫計，實現(xiàn)了實時測量顯示和語音播報與聲音報警的功能。主要由電源電路模塊，A/D轉(zhuǎn)換電路模塊，溫度控制模塊，自動控制模塊，溫度設(shè)制、顯示及報警電路模塊，串行通信模塊和語音播放模塊組成。自動控制模塊采用雙AT89S52構(gòu)成主從串行處理結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動控制。溫度控制模塊選用AD590集成溫度傳感器來采集外界溫度，轉(zhuǎn)換為線性電壓信號。線性電壓經(jīng)由OP07構(gòu)成高精度低溫漂的放大電路處理后，由A/D轉(zhuǎn)換電路模塊中的ADC0809完成AD轉(zhuǎn)換，得到8位的數(shù)字信號送入自動控制模塊的主機中。主機將采集到溫度值在LED數(shù)碼管上顯示出來，并通過串口通信將

2、溫度信號傳到從機。此外，主機完成溫度預(yù)制和報警電路模塊功能，從機完成溫度值的語音播放功能。關(guān)鍵詞 單片機； AD590； ADC0809； ISD25601 緒論溫度是存在于客觀世界的一個基本物理量，它與人類的生活和生存有著密切的聯(lián)系。溫測量的歷史，可以追溯到l6世紀。當時Saatorio用空氣熱膨脹的原理，制出了第一支測量口腔溫度的體溫計。本世紀初，開始用水銀來制作體溫計，至今在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)1928年Ebstein的報告，當時除測量口腔及腋下的溫度外，還可以測量直腸、頸部、大腿根部，外耳及尿溫。這些都是用被測皮膚溫度與玻璃球內(nèi)積存的水銀溫度相等的原理實現(xiàn)的。由于水銀體溫計使用

3、方便、精度高，因而應(yīng)用很廣。由于用水銀體溫計進行體溫監(jiān)測很不方便，水銀的污染的可能也很嚴重等，為了正確測量人體局部溫度，促使人們開發(fā)了各種不同的測溫儀器和測溫方法。現(xiàn)在已有許多醫(yī)院采用了電子體溫計，用其它電子儀器測量體溫也日益普及。電子溫度測量方式是隨著電子技術(shù)的興起而發(fā)展的一門學科。它利用材料隨溫度變化的參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號1對溫度進行測量。早期的電子溫度測量均采用模擬技術(shù)的方法，對傳感器的非線性補償采用分立式電路進行各種方法的補償，線路復(fù)雜、體積龐大、可靠性低，應(yīng)用受到很大的制約，微電子技術(shù)的發(fā)展使這一希望逐步變成了現(xiàn)實。現(xiàn)在數(shù)字集成電路技術(shù)和相應(yīng)的數(shù)字信號處理理論相對成熟，開發(fā)制造成本大幅下

4、降，為新一代電子體溫計的開發(fā)創(chuàng)造了良好的先決條件，以數(shù)字技術(shù)為主要技術(shù)的新一代電子體溫計2,3又一次成為關(guān)注和研究的對象。因此，鑒于傳統(tǒng)的水銀體溫計汞的污染及其攜帶不方便易破碎，尤其是測量時間過長等缺點，本課題設(shè)計出一種數(shù)字式電子體溫計。2 系統(tǒng)方案與論證2.1 方案論證與比較方案一：采用熱電偶溫差電路測溫，溫度檢測部分可以使用低溫熱偶，熱電偶由兩個焊接在一起的異金屬導(dǎo)線所組成，通過將參考結(jié)點保持在已知溫度并測量該電壓，便可推斷出檢測結(jié)點的溫度。數(shù)據(jù)采集部分使用帶有A/D 通道的單片機，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可

5、以將被測溫度顯示出來。系統(tǒng)包括對A/D的數(shù)據(jù)采集，溫度的顯示等，這幾項功能信號通過輸入輸出電路由單片機處理。4此外還有復(fù)位電路，晶振電路等。現(xiàn)場輸入硬件有手動復(fù)位鍵、A/D 轉(zhuǎn)換芯片，處理芯片為51 芯片，執(zhí)行機構(gòu)有數(shù)碼管、報警器等。系統(tǒng)框圖如圖 2-1所示。數(shù)碼管報警電路測溫點路晶振電路復(fù)位電路按鍵防抖動單 片 機數(shù)據(jù)傳送圖 2-1 熱電偶溫差電路測溫系統(tǒng)框圖方案二：采用數(shù)字溫度芯片DS18B20 測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。該系統(tǒng)利用單片機控制溫度傳感器DS18B20進行實時溫度檢測并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測量環(huán)境溫度，并可根據(jù)需要設(shè)定上下限報警溫度。該系統(tǒng)擴展性非常強，在數(shù)據(jù)處理同時顯示時間

6、，利用鍵盤來進行調(diào)時和溫度查詢，獲得的數(shù)據(jù)可通過MAX232芯片與RS232接口進行串口通信，方便采集和整理時間溫度數(shù)據(jù)。系統(tǒng)框圖如圖 2-2所示。按鍵輸入電路驅(qū)動電路報警電路測溫電路時鐘電路復(fù)位電路擴展接口：對時間和溫度信息定點存儲，并與計算機進行數(shù)據(jù)交換顯示電路單 片 機 圖 2-2 DS18B20溫度測溫系統(tǒng)框圖方案三：外部溫度信號經(jīng)過集成溫度傳感器采集轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，經(jīng)過信號放大后成為模擬輸入信號，AD將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過并口送入到主機。主機處理這些信號后通過LED數(shù)碼管顯示出來，同時還處理按鍵和報警模塊的程序。溫度值由主機通過串行通信傳送給聰機，從機控制語音芯片報出

7、對應(yīng)的溫度值。系統(tǒng)框圖如圖 2-3所示。放大電路AD溫度采集A/D轉(zhuǎn)換電路模塊鍵盤預(yù)制、報警電路模塊主機串行通信語音播放模塊從機顯示模塊圖 2-3 系統(tǒng)框圖2.2 方案選擇方案一：熱電偶在測溫范圍內(nèi)熱電性質(zhì)穩(wěn)定，比熱小，導(dǎo)電率高，但熱電偶的體積較大，使用不易，價格高5,6。而電子體溫計的溫度傳感器要求易用，方便攜帶，體積小，故不用采用。方案二：測溫裝置電路簡單、精確度較高、實現(xiàn)方便，但DS18B20一般用于工業(yè)測溫度，故不采用。方案三：采用集成溫度傳感器。集成溫度傳感器一般且有具有線性好、精度高、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點如上所述，故選用方案三來進行設(shè)計。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計電子體溫計主

8、要由電源電路模塊，A/D轉(zhuǎn)換電路模塊，溫度控制模塊，自動控制模塊，溫度設(shè)制、顯示及報警電路模塊，串行通信模塊和語音播放模塊組成。3.1 自動控制模塊 3.1.1 單片機的概述 單片機，又稱為微控制器。是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)7,8。單片機的主要特點：有優(yōu)異的性能價格比；集成度高、體積小、可靠性高；控制功能強；低電壓、低功耗。單片機的主

9、要應(yīng)用領(lǐng)域有:工業(yè)控制、儀器儀表、電信技術(shù)、辦公自動化和計算機外部設(shè)備、汽車和節(jié)能、制導(dǎo)和導(dǎo)航等。9,10 3.1.2 AT89S52芯片自動控制模塊選用AT89S52，它是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。11 (1) 標準功能：8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM,32位I

10、/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下,RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機一切工作停止,直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 (2) 在外部結(jié)構(gòu)上,AT89S52單片機和MCS-51系列單片機的結(jié)構(gòu)相同，有三種封裝形式，分別是PDIP形式，為40針腳；PLCC形式，為44針腳；TAFP形式，也為44針腳。其中，常用的為PDIP形式，如圖3-1所示。圖3-

11、1 AT89S52的引腳圖3.2串行通信模塊 串行通信模塊的主要功能是主機把溫度值數(shù)據(jù)發(fā)送到從機,從機接收數(shù)據(jù)并控制語音芯片報出當前的溫度值。主機與從機串行通信電路圖如圖3-2所示。 圖3-2 主機與從機串行通信電路圖3.3 電源電路模塊如圖3-3所示，220V交流電經(jīng)變壓器降壓、橋式整流、電容濾波后由7905、7805、7812三端集成穩(wěn)壓管分別得到-5V、+5V、12V電壓，整個系統(tǒng)供電。圖3-3 電源電路圖3.4 溫度控制模塊溫度控制模塊選用AD590，主要功能是負責采集溫度，把溫度值進過放大后傳送給A/D轉(zhuǎn)換電路模塊3.4.1 AD590概述 集成溫度傳感器AD590 是美國模擬器件公

12、司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流源。AD590 屬于電流型集成溫度傳感器，電流型集成溫度傳感器是一個輸出電流與溫度成比例的電流源，由于電流很容易變換成電壓，故使用十分方便。AD590 集成溫度傳感器的輸出電流是整個電路的電源電流，而這個電流與施加在這個電路上的電源電壓幾乎無關(guān)。12,13 AD590主要特性如下： (1) 具有線性輸出電流。 (2) 寬廣的操作溫度范圍(-55150)。 (3) 寬廣的工作電壓范圍(+4V+30V)。 (4) 良好的隔離性。 AD590的包裝與等效電路如圖3-4所示。圖3-4 AD590外形及符號AD590是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。根據(jù)特

13、性分擋，AD590的后綴以I，J，K，L，M表示。AD590L，AD590M一般用于精密溫度測量電路，它采用金屬殼3腳封裝，其中1腳為電源正端V；2腳為電流輸出端I0；3腳為管殼，一般不用。它是兩端子的半導(dǎo)體溫度感測組件，另有一端子是外殼接腳，可接地以減少噪聲干擾。AD590如同一個隨溫度而改變輸出電流的定電流源，輸出電流與外殼的開氏(K)溫度成正比。開氏溫度與攝氏溫度的單位相等，0等于273.2K，100等于373.2K。當溫度為0時，AD590的輸出電流是273.2A。而溫度為100時，輸出電流是373.2A。溫度每升高1，輸出電流增加1A，及溫度系數(shù)為1 A/。3.4.2 溫度檢測、放大

14、電路原理AD590當溫度增加1時，其輸出電流會增加1A。即AD590的溫度系數(shù)為1A/。所以在T()時的電流I1(T)為 （式3.1）而溫度每變化1時，V2的電壓變化是為 （式3.2） 表示溫度每增加1，V2會增加10mV。在0時V2就已經(jīng)有電壓存在，其值為 （式3.3） 則T()時 ， （式3.4）如圖3-3所示，OP3組成差動放大器，電壓增益為 （式3.5）零位調(diào)整SVR1則用于抵補0的電壓值，由差動放大器的公式 （式3.6）可得知，若調(diào)整SVR1使V1的電壓為2.732V，則0時，差動放大器的輸出VO為0V。也就是說，若溫度是在0至50之間，則差動放大器的輸出電壓是在0V至5V之間，亦即

15、每0.1V的輸出代表溫度上升1。與設(shè)計要求相符合。3.4.3 溫度檢測與放大電路該模塊的主要功能是實時檢測溫度并轉(zhuǎn)換放大，傳送給A/D轉(zhuǎn)換電路。溫度檢測、放大電路主要器件的作用：OP1:設(shè)置溫度閥值；OP2：采集AD590轉(zhuǎn)換溫度數(shù)據(jù)；OP3：完成A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換所需的模擬信號輸入；AD590：溫度傳感器；SVR：零位調(diào)整。如圖3-5所示。圖3-5 AD590溫度檢測、放大電路圖3.5 A/D轉(zhuǎn)換電路模塊A/D轉(zhuǎn)換電路模塊選用ADC0809，其功能是從溫度控制模塊接受數(shù)據(jù)后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳送給主機進行處理。3.5.1 ADC0809概述 ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司

16、生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片14,15 （1）主要性能特點 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?轉(zhuǎn)換時間為100s 單個5V電源供電 模擬輸入電壓范圍05V，不需零點和滿刻度校準 工作溫度范圍為-4085攝氏度 低功耗，約15mW （2）引腳特性IN0-IN7：8條模擬量輸入通道 ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0-5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不

17、變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A、B、C三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通.的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A、B和C為地址輸入線，用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。數(shù)字量輸出及控制線：11條。ADC通道選擇表如表3-1所示。表3-1 ADC0809通擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；

18、在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7-D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時鐘輸入信號線。ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ。3.5.2 A/D轉(zhuǎn)換電路圖如圖3-6所示，ADC0809把從放大電路傳送過來的模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，并行傳送給單片機的P0口，讓單片機處理。圖3-6 A/D轉(zhuǎn)換電路圖3.6溫度設(shè)制、顯示及報警電路模塊該模塊通過

19、按鍵可事先設(shè)置報警溫度值，當顯示的溫度值超過設(shè)定的溫度值時，單片機會從INT0腳發(fā)出一連串脈沖，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警聲。數(shù)據(jù)用3位LED顯示3.6.1 LED顯示器簡介在顯示系統(tǒng)中，使用的顯示器件主要有LED發(fā)光二極管，LCD液晶顯示器，近年來也有使用簡易形式的CRT接口，其中LED顯示器最為常見，具有成本低廉、配置靈活、與單片機的接口簡單方便、易于編程等特點，在低端領(lǐng)域使用廣泛， LCD液晶顯示器多用于高端場合。在本系統(tǒng)設(shè)計中，采用LED顯示器。LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段促成的器件，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED，這種顯示器分共陰極和共陽極兩種。其結(jié)構(gòu)圖如下圖3-7所示。 a

20、）共陰極 (b)共陽極 (c)結(jié)構(gòu)圖圖3-7 3位LED結(jié)構(gòu)圖共陰極LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陰極接地，當發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陽極接+5V電源。N位的LED顯示器有N根位選線和8×N根段選線，位選線控制顯示位的亮和暗，段選線控制字符的選擇。LED顯示器有兩種顯示方式靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。在靜態(tài)工作方式下，共陰極接地或者共陽極接5V，每一位的段選線（ag，dp）與一個8位的并行I/O口相連。在動態(tài)工作方式中，要將所有位的段選線并接在一個I/O口上，共陰極或共陽極分別由相應(yīng)的I/O口線控制。由于每一位的段選線都接在一個I/O口

21、上，所以每送一個段選碼，各位顯示器都顯示同一個字符，這樣的顯示器是不能用的，解決方法是利用人的視覺滯留，從段選線I/O口上按位次分別送顯示字符的段選碼，在位選控制口也按相應(yīng)的次序分別選通相應(yīng)的顯示位（共陰極送低電平，共陽極送高電平），選通位就顯示相應(yīng)字符，并保持幾毫秒的延時，未選通位不顯示字符（熄滅），這樣對各位的顯示就是一個循環(huán)的過程。由于人的視覺滯留，這種動態(tài)變化是觀察不到的，從效果看，各位顯示器能連續(xù)而穩(wěn)定的顯示不同字符。在實際使用中，多使用動態(tài)顯示16方式。3.6.2 電路圖如圖3-8所示。圖3-8 溫度設(shè)制、顯示及報警電路圖3.7 語音播放模塊語音播放模塊采用采用ISD2560語音錄

22、放集成電路，其功能是進行語音提示。3.7.1 ISD2650概述 （1） ISD2560是DIP器件封裝，有28腳，如圖3-9所示。圖3-9 ISD2560管腳圖 各引腳功能如下： 腳1腳7： A0/M0A6/M6地址/模式選擇； 腳8腳10： A7A9輸入地址線 ； 腳11： AUX IN輔助輸入； 腳12、腳13： VSSD、VSSA數(shù)字地和模擬地； 腳14、腳15： SP 、SP-揚聲器輸出； 腳16： VCCA模擬信號電源正極； 腳17、腳18： M IC、MIC REF 麥克風輸入端和輸入?yún)⒖级?； 腳19： AGC自動增益控制； 腳20、腳21： ANA IN、ANA OUT 模擬

23、信號輸入和輸出； 腳22： OUF 溢出； 腳23： CE 片選（低電平允許芯片工作）； 腳24： PD 芯片低功耗狀態(tài)控制； 腳25： EOM 錄放音結(jié)束信號輸出； 腳26： XCLK 外部時鐘； 腳27： P/R 錄/放控制選擇； 腳28： VCCD 數(shù)字信號電源正極；（2）工作原理：ISD2560內(nèi)部存儲單元EEPROM均勻分為600行，有600個地址單元，每個地址單元指向其中一行，每一個地址單元分辨率為100ms 。ISD2560有10個地址輸入端A0A9，錄址能力達1024位，地址空間為01023。其分配情況是：地址0299作為分段用，地址600767未使用，地址7681023為工作

24、模式選擇（即A8、A9都為高）。當最高位地址A8、A9都為高電平時（地址7681023），地址端A0A6就作為工作模式選擇端M0M6，對應(yīng)7種工作模式。當A8、A9不都為高時（地址0599），只需在分段錄、放音操作前（不少于300ns）給地址A0A9賦值，操作就從該地址開始。17 ISD2560將EEPROM分為600個信息段，每段800個字節(jié)。作為一個整體單位進行尋址和控制，應(yīng)給每個信息段分配一個供外部控制的地址。每個語音段的尾部自動增加一個結(jié)束標志EOM，組合放音時，通過檢測EOM來控制各語音段的結(jié)束和下一段的開始。 每個信息段錄放音時間等于總時間除以600。例如ISD2560總時間為60

25、s，每個信息段的錄放音時間為100ms。故可利用該時間長度作為一個段地址，通過單片機定時器的計時平行地映射信息段的地址，得到每段錄音的起始地址。這樣，就需設(shè)置一個地址計數(shù)器。一般錄音從0地址開始，首先通過CPU將它賦給A0A9，然后通過單片機控制ISD啟動錄音，同時啟動單片機的定時器開始計時，每到一個信息段的時間，就給地址計數(shù)加1。當單片機停止控制ISD錄音時，同時停止定時器計時。此時地址計數(shù)器的值即為該段語音的未地址，加1即為下一段語音首地址，并將它存在EEPROM中，為下一將放音提供地址信息。通過CPU將該地址賦給A0A9，即可錄制下一段語音。依次下去，即可在錄制完所有語音段的同時得到各段

26、的起始地址。若不是從0地址開始的語音段，需將初始地址賦給A0A9，加上地址計數(shù)器的值，可得到語音段的末地址。3.7.2 電路原理圖語音播放模塊如圖3-10所示，主要由單片機AT89S52與語音芯片ISD2560組成。圖3-10 錄音、放音電路圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)程序流程圖圖4-1為主機程序流程圖，主要功能是顯示溫度、按鍵掃描、BCD碼轉(zhuǎn)換、串行發(fā)送數(shù)據(jù)給從機。定時器定時1ms，每定時100次即1秒鐘就啟動A/D轉(zhuǎn)換程序、BCD碼轉(zhuǎn)換程序，串行發(fā)送二進制數(shù)給從機。圖4-2為從機程序流程圖，負責接收數(shù)據(jù)并且播報相應(yīng)的溫度值，T0定時器定時，結(jié)合延時程序定時1分鐘，使每1分鐘更新一次語音音素

27、地址，即每1分鐘更新一次溫度值 ，并在中斷程序處理過程度中播報一次溫度。開始顯示溫度啟動A/D轉(zhuǎn)換按鍵掃描初始化BCD碼轉(zhuǎn)換串行發(fā)送1秒鐘到否NY開始初始化二進制轉(zhuǎn)十進制BCD碼1分鐘到否播報一次溫度串口中斷入口返回更新溫度數(shù)據(jù)YN圖4-1 主機程序流程圖 圖4-2 從機程序流程圖4.2子程序流程圖T0中端人口計數(shù)變量清零Y播報一次溫度N返回1分鐘到否 圖4-3 從機的T0中斷程序流程圖5 系統(tǒng)測試5.1硬件測試 5.1.1 單元模塊測試 （1）電源測試：用數(shù)字萬用表電壓檔測量各三端穩(wěn)壓管輸出的電壓值是否正常。測試相關(guān)測試點，三路電壓正常。 （2） 溫度采集模塊的測試：調(diào)節(jié)溫度變化，測試點的電

28、壓值是否有相對應(yīng)的改變。當溫度變化時，測試點的電壓與溫度之間的線性關(guān)系比較好，如表所示。 （3）A/D 轉(zhuǎn)換模塊的測試：當輸入為0V 和5V 以及中間若干電壓輸入時，測試A/D轉(zhuǎn)換是否正常。測試發(fā)現(xiàn)當輸入為0V 時，ADC0809 的輸出為00H，為+5V 時為0FFH，當輸入為2.5V 時，輸出為0EFH，測試結(jié)果表明A/D 轉(zhuǎn)換的功能完全實現(xiàn)。 （4）語音播放模快的測試：通過撥碼開關(guān)人工給語音芯片選地址，測試不同的地址是否有不同的發(fā)音，以檢驗語音是否正確錄入及能否正常播放。根據(jù)設(shè)定，將12個語音信號分別放到指定的行地址上，當按相應(yīng)的行地址撥開關(guān)給ISD2560 時，能夠正常播放設(shè)定的12個

29、語音，說明語音芯片的錄用存貯工作成功。接入系統(tǒng)，編程輸出相應(yīng)的行地址，ISD2560能夠正常播放各個語音，說明語音播放?？斓挠布O(shè)計可行。 5.1.2 系統(tǒng)整體測試測試方法以水溫代替人的體溫，用一根水銀溫度計與所制作的體溫計探頭（捆綁）同時接觸被測熱水的同一點。（1）準備一杯0攝氏度的冰水混合物和一杯熱水。從0度開始記錄測試點的電壓值與溫度計對比較。記完一個數(shù)后，往杯中加熱水，這樣，每測一次，記錄一次數(shù)據(jù)，再加一次熱水，這樣使水溫漸漸升高，一直測到水溫為50攝氏度。 （2）檢測水溫高于50 攝氏度時測試點的電壓值?？词欠駷?V。結(jié)果顯示為+5V，說明保護電路可行。5.2 軟件測試將各功能子程序

30、進行KAIL C系統(tǒng)進行軟件仿真，全部通過，再進行硬件仿真，也能全部實現(xiàn)所要求實現(xiàn)的功能。 （1）數(shù)碼管顯示的測試：把放大器的輸出連接到ADC0809的輸入端，ADC0809 與單片機相連接，觀察數(shù)碼管顯示的數(shù)值是否與測試點所測值成歸一化關(guān)系。 （2）雙機串行通信測試：主機發(fā)送一個8位二進制數(shù)，用示波器觀察從機是否接收到。5.3 硬件與軟件的聯(lián)機測試 將把程序經(jīng)編譯、下載到相應(yīng)的AT89S51 芯片中，構(gòu)建電路測試，比較數(shù)碼管顯示的數(shù)值與溫度計的值和測試點的值。5.4 測試數(shù)據(jù)和結(jié)果分析5.4.1 測試數(shù)據(jù)按照前述的測試方法，取得到測試結(jié)果如表5-1所示。表5-1 數(shù)碼顯示與測試點電壓隨溫度變

31、化關(guān)系溫度值（攝氏度）數(shù)碼管顯示值測試點電壓值（V）000.00.010.010.01.00119.019.01.90338.138.13.82047.847.84.80060.150.05.0035.4.2 結(jié)果分析根據(jù)上述測試結(jié)果，此系統(tǒng)的設(shè)計基本取得成功。智能體溫計的測量范圍在,在測試溫度方面有一定的成效，測試誤差較小，通過表5-1的數(shù)據(jù)比較，顯示的誤差與實際的溫度值誤差在內(nèi)。數(shù)碼管顯示的數(shù)值是否與測試點所測值成歸一化關(guān)系。6 結(jié)論 本次設(shè)計采用AT89S52作為核心器件實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動控制，采用雙單片機串行處理結(jié)構(gòu)。AD590集成溫度傳感器采集外界溫度，并將溫度變化轉(zhuǎn)換為線性電壓信號。

32、線性電壓經(jīng)由OP07構(gòu)成高精度低溫漂的放大電路處理后，作為ADC0809的模擬輸入信號，由ADC0809完成AD轉(zhuǎn)換，得到8位的數(shù)字信號送入主機（AT89S52）。主機將采集到溫度值在LED數(shù)碼管上顯示出來，并通過串口通信將溫度信號傳到單從機（AT89S52）。此外，主機完成溫度預(yù)制和報警電路模塊功能，主機完成溫度值的語音播放功能。比起水銀體溫計，電子體溫計利用電子感溫，靈敏度高，適合無法長時間安靜的兒童，且能在較短的時間內(nèi)準確測試出體溫，溫度播報時間可快至1min。它的測量精度可達±0.1，LED直接顯示體溫數(shù)值。參考文獻1 無銘基于89S52單片機的電子體溫計J電子制作，2008

33、，(1)2 沙占友智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢J電子技術(shù)應(yīng)用，2005，(5)：6-73 莊春生，楊杰，劉宏偉新型智能電子體溫計的研究J河南科學，2004，22（6）4 王港元電工電子實踐指導(dǎo)M南昌：江西科學技術(shù)出版社，20055 支長義，程志平，焦留成語音智能電子體溫計設(shè)計J微計算機信息，2007，23(1)6 金偉正單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用J.電子技術(shù)應(yīng)用，2000，(6)7 柴衛(wèi)華，何文昌，孫慶安新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20組成的溫度巡檢系統(tǒng)J傳感器世界，2001，(1)：458 李朝青單片機原理及接口技術(shù)(第1版)M北京：北京航空航于大學出版社，1999，（3）9 胡漢才單片機原

34、理及系統(tǒng)設(shè)計M北京：清華大學出版社，2001第一版10 孫育才單片微型計算機及其應(yīng)用M上海：東南大學出版社，200411 全國大學生電子設(shè)計競賽組委會第五屆全國大學生電子設(shè)計競獲獎作品選編M北京：北京理工大學出版社，2003，(1)12 汪涵才集成溫度傳感器AD590構(gòu)成多溫度測試系統(tǒng)J電子技術(shù)應(yīng)用，1998，(6)，7-1313 馬凈，李曉光，寧偉幾種常用溫度傳感器的原理及發(fā)展J中國儀器儀表，2004，(6)：1-214 W.Wójciak，NAPIERALSKI AAn analogue temperature sensor integrated in the CMOStechn

35、ology.In:Proc.THERMINIC95 WorkshopR，F(xiàn)rance:Grenoble，1995：15-20，25-2615 V.Székely,RENCA M.CMOS temperature sensors and built-in test circuitry for thermal testing of ICs.Sensors and Actuators AJ，1998，71：10-1816 謝自美電子線路設(shè)計·實驗·測試M.武漢：華中科技大學出版社，200017 P.Miribel-Català,E.Montané.M

36、OSFET-based temperature sensor for standard BCD smart power technology.Microelectronics JournalJ，2001，32：869-873Electronic thermometers designZhao Zhixiang(Department of Physics , Dezhou University , Dezhou,253023)Abstract As the era of progress and development, microcontroller technology has spread

37、 to our life, work, scientific research, etc, has become a more mature technology, this paper introduces a kind of based on single chip microcomputer control, the electronic thermometers AT89S52 as the core device implements to the system automatic control, adopt double microcontroller serial proces

38、sing structure. AD590 temperature sensors to collect outside temperature integrated, and temperature change converted to linear voltages. OP07 constitutes high precision linear voltage temperature drift through the amplifier circuit, as ADC0809 after treatment by the analog input signal, ADC0809 fin

39、ish A/D conversion, get eight digital signals into AT89S52 SCM (1). SCM 1 temperature collected in LED digital display, and tube through serial communication will temperature signals to single Keywords Microcontroller； AD590； ADC0809； ISD2560 致 謝在論文完成之即，我要感謝我的導(dǎo)師張秀梅老師在論文題目的選定、研究方案的制定以及后期論文的修改工作中給出了許多

40、寶貴的建議，并且給予了我極大的關(guān)心和幫助。沒有張老師的幫助也就沒有今天的論文。所以我要衷心的感謝張老師對我的幫助。四年時間很快就要過去了，在學校里我不僅學到了專業(yè)知識，還學會了很多做人的技巧，再一次衷心的謝謝我的老師，謝謝你們給我的幫助。謝我的班主任魏勇老師，謝謝他在這四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動，再次向他表示由衷的感謝。同時還要謝謝同學們，在我論文設(shè)計過程中給予的幫助，使我能夠順利的完成論文設(shè)計最后，感謝我的母校德州學院四年來對我的大力栽培。我還要感謝含辛茹苦撫養(yǎng)我長大的父母，謝謝您們!附錄1 系統(tǒng)總電路圖附錄2 電子體溫計程序#include <r

41、eg52.h>#include <absacc.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code dis_code10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,/ 0, 1, 2, 30x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; / 4, 5, 6, 7, 8, 9, off uchar data set_data3=0x00,0x07,0x03; /預(yù)設(shè)37.0度uchar data ad_data; /AD轉(zhuǎn)換結(jié)果uchar

42、data dis_buf3=0x00,0x00,0x00; / 顯示緩沖區(qū)uchar data bcd_buf3=0x00,0x00,0x00; /十進制BCD碼轉(zhuǎn)換存放區(qū)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;sbi

43、t K4=P23;sbit bep=P33;sbit SET_IND=P34;sbit P17=P17; /小數(shù)點uint data temp;/*/*函數(shù)聲明/*/void delay1ms(uchar t); void adc(void);void BCD(void);void keyscan(void);void send_str(void);void beep(void);void display(void);/*/*按鍵蜂鳴函數(shù)/*/void beep2(void) uchar data j,k; for(j=26;j>0;j-) for(k=254;k>0;k-); b

44、ep=!bep; bep=1; /*/*蜂鳴報警/*/void beep(void) uchar data j,k; for(j=100;j>0;j-) for(k=254;k>0;k-) bep=0; bep=1; /關(guān)蜂鳴器 /*/*延時1ms函數(shù)/*/void delay1ms(uchar t) uchar j,k; for(j=0;j<t;j+) for(k=0;k<120;k+);/*/*AD轉(zhuǎn)換函數(shù)/*/void adc(void) ALE=1; _nop_(); _nop_(); ALE=0; START=1; _nop_(); _nop_(); STAR

45、T=0; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); while(EOC=0); /等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 OE=1; ad_data=P0; /讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) OE=0;/*/*十進制BCD碼轉(zhuǎn)換函數(shù)/*/void BCD(void) bcd_buf2=(ad_data/51); /十位 temp=(ad_data%51); temp=(temp*10); bcd_buf1=(temp/51); /個位 temp=(temp%51); temp=temp*10; bcd_buf0=(temp/51); /小數(shù)位 if(bcd_buf2>set_data2) /報警值檢測 beep(); else if(bcd_buf2=set_data2) if(bcd_buf1>set_data1) beep(); else if(bcd_buf1=set_data1) if(bcd_buf0>set_data0) beep(); /*/*鍵盤掃描函數(shù)/*/void keyscan(void) uchar data m; if(K1=0) /K1設(shè)置鍵 for(m=0;m<100;m+) /延時11msdisplay();