一种便携式高精度数字体温计的设计-论文.pdf

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1、实用技术推广中国科技信息2014笨第16期·CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONAug．2014原洋物宏伟中国农业机械化科学研究院康泽为了克服传统温度计由于水银有毒、测温时间较长、读数麻烦、测量精度不高等缺点，本文设计了一种基于STC89C52单片机和DS18B20单线数字温度传感器的数字体温计，该粥字温度计可实现对人体温度快速采集、存储、实时数字显示等功能，具有响应速度快、泖温精度高、读数容易等优点。DOL：10．3969／j．issn．1001—8972．2014．16．077一种便携式高精度数字体温计的设计传统的水银式体温计在家庭和医

2、院还经常被使用，但耗很适合于数字体温计这样的小型控制系统。其测温时间长、读数麻烦、测量精度不高，基于此，本文设计了一种由STC89C52单片机控制的液晶显示数字体温温度采集模块计，其价格低廉、操作方便、测温速度快、测量精度高及温度采集的核心器件选用的是美国DALLAs半导体能够实现实时数字显示。公司推出的DS18B20温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际硬件系统设计需要通过简单的编程实现宽范围的9—12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：(1)独特的单线接口系统选用STC89C52单片机为控制核心，外围电路包仅需要一个

3、端口引脚进行通信，DS18B20在与微处理器进括温度采集模块、显示电路、报警模块和按键模块。系统行通讯连接时仅需要单线即可实现微处理器与DS18B20总体结构框图如图1所示。的双向通讯。(2)可通过数据线供电，电压范围为3．0～5．5V。(3)温度以9或12位数字显示，对应的可分辨温度分别为0．5℃、0．25℃、0．125℃和0．0625℃多精度的测量，这样便可实现高精度测温。(4)负电压特性，电源极性接反时，内部自动进行保护，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。(5)测量结果直接已数字表示的形式输出，以”一线总线”串行传送给CPU，同时将CRC校验码进行传送，具有极强的

4、抗干扰纠错能力。(6)无须外部器件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。图1系统总体结构框图单片机STC89C52显示模块单片机STC89C52是STC公司生产的一种新型号的显示器选用LCD1602液晶显示屏，这是一种专门设低功耗、高性能的CMOS8位微型控制器，具有强大的计用来显示字母、数字、符号的点阵型液晶显示器。它由8K在线系统可编程Flash存储器，512字节的RAM，若干个5X7或者5X11点阵字符位组成，每个点阵字符位还具备内置4KBEEPROM，接El有32位的I／O口都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行线，看门狗定时器，全双工

5、串行口等功能单元。同时，之间也有间隔。LCD1602可以显示两行字符，每行可显示STC89C52具有以下功能：STC89C52可降至0Hz静态16个不同的字符。逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式，具有2．7～6V的宽工作电源电压，当工作在3V时，电流相当于6V工系统总体电路作时的1／4。STC89C52工作于12Hz时，动态电流为由单片机控制的测温电路、显示电路、按键电路和报5．5mA，空闲态为1mA，掉电状态仅为20hA。这样低功警电路的总电路原理图如图2所示，图中还需要加入调节一184—中国科技信息2014年第16期’CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYI

6、NFORMATIONAug．2o14实用技术推广LCD1接地和+5V的恒压电源。(3)通过按键设定温度的上下限，把实际测量的温度和设定的上下限进行比较，来控制P1．0、P1．1端口的高低电平，通过P1．0控制与三极管的报警电路。当测量的温度超过了设定的最高温度，P1．0由低电平变成高电平，蜂鸣器连入电路发声报警，同时P1．1由高电平变成低电平，LED灯点亮，完成超限声光报警的功能。软件系统设计单片机对系统的测温、显示及超限报警的控制主要通过软件程序实现，其主流程图如图3所示。主流程是先调用初始化函数，对系统进行初始化；然后调用读取温度的子函数读取即时的温度数据，并将数据传送到

7、单片机；再调用温度显示子函数将读取到的温度数据通过LCD显示屏显示；接着图2总电路原理图调用按键函数判断是否有指定按键按下，若检测到模式按键按下，则光标在温度上下限数值闪烁，按加减键可修改数值；最后调用报警函数来判断当前温度是否在上下限的范围内，若不在，则电路中的led灯亮和蜂鸣器发声来警告人们温度异常。温度读取流程图如图4所示。读取温度子函数首先是对DS18B20进行初始化，先判断DS18B20是否正常工作，若不正常则蜂鸣器晌以表示异常。DS18B20正常工作就发送跳过ROM的指令，启动温度转换指令读