电子体温计的设计论文

1、目录一、摘要1二、任务要求 3三、设计思路 3四、系统设计 3五、方案设计与论证 4六、系统框图 4七、硬件电路设计 57.1 传感器电路57.2 单片机电路67.3 LCD1602显示屏电路67.4 电源模块7八、测温电路的设计 98.1 温度传感器的介绍98.1.1热敏电阻的类型及特性98.1.2线性化处理98.1.3 NTC热敏电阻用于温度测量和控制简介108.2 热敏电阻温度测量计算118.3 放大电路部分128.4 恒流源电路12九、PCB电路板的制作13十、系统调试与测量 1310.1系统调试1310.2误差分析14十一、设计总结 14十二、参考文献 14电子体温计的设计摘要体温计是人们生活中的必不可少的用品。在现代化的工业生产中，单片机技 术已经普及到我们生活、工作、科研各个领域，已经成为一种有力的工具，本文 介绍一种基于单片机控制的电子温度计。本设计采用电子体温计系统的硬件设计，采用一种新型的可编程温度传感(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路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。传感器DS18B20接触人体，感应 温度后，

2、模数转化后的电信号送入STC89C52单片机，并将其送入LCD1602数码 管显示。它能快速准确地测量人体体温，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读 数方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有蜂鸣提示的优点。并且超过预定 的温度，回有报警提示。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。【关键词】电子体温计DS18B20传感器STC89C52单片机LCD1602显示屏The Design Of The Electronic ThermometerElectronic And Information Engineering【Abstract The thermometer is essential necessities in peoples lives. In modern industrial production, single-chip technology has spread to the way we live, work, research in various fields, has become a powerful tool, t

3、his paper describes a microcontroller-based control of electronic thermometers.This design uses the hardware design of the electronic thermometer system, a new type of programmable temperature sensor (DS18B20), data acquisition and processing does not require complicated signal conditioning circuitry and the A / D conversion circuit with a microcontroller, easy to achieve accuracy high and stable performance. Sensor DS18B20 contact with the human body, the sensor temperature, the electrical sign

4、als into the analog-to-digital conversion STC89C52 microcontroller and into the LCD1602 digital display. It can quickly and accurately measure the body temperature, compared with traditional mercury glass thermometer, with the easy reading, short measurement time, high measurement accuracy, memory and Beeper advantages. And exceeds a predetermined temperature, back to the alarm. Electronic thermometer mercury-free, on the human body and ambient sound, especially suitable for families, hospitals

5、and other occasions.【 Key words 】 Digital Thermometer DS18B20 Sensor STC89C52 Microcontroller LCD1602 Display二、任务要求该系统的用于体温检测，能准确快速地测量人体体温，并且需要实时的显示 当前的温度。与传统的水银玻璃体温计相比，电子体温计具有方便的读数，高精 度的测量，测量时间比较短，能记忆并有与其它体温计不同的蜂鸣提示的优点。测温范围35C 42C，误差在0.2C以内，当温度超过38C时，可 以报警，采用LED数码管直读显示。并且能够实时的宽范围的温度检测，能清楚 的显示与读出数据。三、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STC89C52,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35C 42C之间，检查的分辨率为0.2C。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

6、电子体温计的两个最主要的核心模块：DS18B20传感器控制和 STC89C52单片机主控制器。四、系统设计为满足系统的三个需求：（1）实时的温度检测。（2）数据能清楚的显示与读出。（3）温度变化的曲线能够实时的描绘出来。整个电子体温计系统应该设计 必须含有以下几个模块：a. 温度采集模块。b. 显示模块。c. 串口通信接口。d. 核心系统模块。五、方案设计与论证万案一:本电路设计的电子温度计，如图1.1,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，存在测量时间较长等问题。图1.1基于热敏电阻的电子体温计系统框图万案一: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。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。六、系统框图图1.2电子体

7、温计系统框图七、硬件电路设计7.1 传感器电路7.11数字温度传感器DS18B20介绍DS18B20的性能和特点如以下几点，都是很好的优点：其一是多个DS18B20 可以并联在唯一一个单独的三线上，并且能够实现多点组网功能；其二是独特单 独的单线接口仅仅需要一个端口引脚就可以进行通信；其三是用户可以自己定义 的非易失性温度报警的设置；不需要外部的外围器件；其余的是可以通过数据线 供电，电压范围为是在3.05.5V；当待机的时候，功耗为零；温度以912位的 数字两读出；负电压特性，当电源极性接反的时候，温度计不会因发热而烧毁， 只是不能正常工作。报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警DS18B20的主要特性：(1) 适应更加宽广的电压范围，电压范围：3.05.5V,并且采用数据线供电, 与此同时也可以采用寄生电源方式；(2) DS18B20还具有的很多强大的功能，其中一项就是支持多点的组网功能, 在唯一单独的三线上，就可以让多个DS18B20功能并联，实现组网多点测量体温;(3) 具有很独特的单线接口方式，需要一条口线即可让DS18B20在与微处理 器连接，并且能够实现微处理器

8、与DS18B20的双向通讯；(4) 不需要用其他的任何外围的元器件DS18B20就可以使用，一只三极管的 集成电路包含了全部传感元件及转换电路；(5) 温范围一55C+125C，在-10+85C的时侯精度是0.5C左右；(6) 有912位的分辨率是可以用来编写程序的，对应的可分辨温度依次分 别为0.0625C、0.125C、0.25C和0.5C，测量温度可实现精度高；(7) 温度转换为数字，且条件是在9位分辨率时，最多花费93.75ms，而在 12位分辨率时，把温度值转换为数字，速度更快，最多在750ms内；(8) 测量结果可以输出直接明确的数字的温度信号，通过串行，CPU接受一 线总线，同时可以传送CRC校验码，拥有极强的抗干扰纠错能力；(9) 负压特性：当接反电源极性的时候，芯片不会发热，因而更加不会被烧 毁， 但之后不能正常工作。7.2单片机电路STC89C52是一种CM0S8位微小型控制器，其性能高、功耗低，并且具有可编 程Flash存储器，数据容量是8K。在单芯片上，STC89C52为众多嵌入式控制系 统应用提供有效、灵活的解决方案主要其原因就是拥有可编程Flash和灵活的8

9、 位CPU。具有以下标准功能：512bitRAM, 8kbitFlash，32位I/O 口线，看门 狗的定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，单个6向量2级中断结构， 三个16位计数器/定时器，全双工串口。另外静态逻辑操作是STC89X52降至 0Hz，并且支持2种软件，与此同时，还可选择节电模式。当CPU停止工作，就 是属于空闲模式。此时允许RAM、串口、计数器/定时器、中断时候继续工作。 保存RAM内容，可以在掉电保护方式下，并且可以把振荡器冻结了，单片机停止 一切工作，直到下一个硬件复位或中断为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。7.3 LCD1602显示屏电路1602液晶也叫 1602字符型液晶，字母、数字、符号等的点阵型液晶模 块将可以显示在 1602上的，可以显示一个字符，是通过每个点阵字符位来 实现的，并且组成部分是若干个5X7或者5X11等点阵字符位。每位之间有 一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。 1602LCD 是指显示的内容可以显示每行 16个字符液晶模块，并且可以显示 两行，1602代表的就是这个意思。LCD1602液晶显示内容丰富、小巧的体积、功耗低、超薄且轻巧，常用 在微型仪表和低功耗应用系统中。1602的16脚接口是采用标准规范的，其中:（1）第1脚：接地电源是VSS；（2）第2脚：正电源是VDD接+5V ；（3）第3脚：液晶显示器调整对比度的端口是V0,接正电源的时候对比度是 最弱的，接地电源的时候对比度是最高的，对比度太高时会出现不一样的“鬼 影”，使用时，对比度的调整，可以通过一个10K的电位器来进行；(4) 第4脚：RS为选择寄存器，指令寄存器用于低电平的时候、数据寄存器 用于高电平的时候；(5) 第

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