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1、 中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：姚莹学 号：0805084138学 院、系：信息与通信工程学院专 业：生物医学工程设 计 题 目：红外温度报警器设计指导教师:石海杰 2012 年 3 月 15 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1 课题设计研究的背景和意义随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数准确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要依赖与现代信息发展的技术水平。在三大信息：信息采集（传感器技术）、信息传输（通信技术）、和信息处理（计算机技术）中，传感器属于信息技
2、术的前沿尖端产品，尤其是温度传感技术，在我国各个行业已得到广泛的应用。医疗行业更加要求测量数据的精确便捷和测量的安全，因此应用温度传感器设计体温计装置具有重要的意义。1.2 国内外研究现状和发展前景临床最早使用体温计是在18世纪，荷兰科学家布尔哈韦设计了水银体温计，1851年，德国人温德利希发现特定疾病具有特定体温变化。1867年，英国各医院把体温计用于常规测体温。目前除水银体温计外，还有根据各种原理研究出的如电子体温计、耳式体温计、红外线体温计和液晶体温计等。 水银体温计由玻璃制成，内装水银，根据水银在温度上升时膨胀的原理，水银柱随温度升高而上升。温度与水银柱升高呈直线关系。其优点是比较准确
3、，价格比较便宜。成人用测试范围为35.042.O，早产儿为32.042.0。不足之处是看结果费事，易破碎，水银漏出后常温下即可蒸发，会引起神经中毒。目前美国已不再生产水银体温计。 电子体温计可通过数字观看，比较方便。分实测式电子温度计和预测式电子体温计两种，前者与水银体温计一样，要测510分钟，具有准确、安全的特点；后者有前面提到的缺点，不适合家庭使用。 红外线体温计此种温度计曾于“非典”流行期间广泛使用，分耳式红外线体温计或红外前额测温仪，测定时间为13秒，快速、安全，但鼓膜前下方有一狭窄部分，红外线难以到达，因此，测试值常有误差，年龄愈小误差愈大。近年来，温度传感器的发展无疑促进了温度测量
4、技术的飞速发展。传感器的发展大体经历了模拟集成温度传感器，模拟集成温度控制器和智能温度传感器三个阶段。温度测量装置也随着温度传感器的发展不断的更新换代。在最近的一些数字体温计电路中，基本上都是以温度传感器采集温度，在经过放大电路的放大，放大后的电压接入A/D转换器变成数字信号，最后才输入微控芯片中，经过微控芯片的处理后再输出显示。这样的系统不仅电路比较复杂，调试麻烦、精度易受元件参数的影响而且成本较高。 进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技方向迅速发展。而温度测量系统的研究也必将因此而获得更大的突破。
5、1.3 设计内容本次课程设计的系统以对数字信号的高敏感和可控性的AT80C52单片机作为核心器件，采用高精密度数字温度传感器DS1631芯片和液晶LCD1602显示芯片来实现温度的测量和显示，另外使用蜂鸣器和LED灯设置声光报警装置，用按键控制测量电路。本次课程设计的系统以对数字信号的高敏感和可控性的AT80C52单片机作为核心器件，采用高精密度数字温度传感器DS1631芯片和液晶LCD1602显示芯片来实现温度的测量和显示，另外使用蜂鸣器和LED灯设置声光报警装置，用按键控制测量电路。参考文献1李静.51单片机C语言程序设计M.北京：人民邮电出版社.2010.82薛小玲.单片机接口模块应用于
6、开发实例详解M.北京：北京航空航天大学出版社.2010.13姜远海.医用传感器M.北京：科学出版社.1997.64周润景，张丽敏Altium Designer原理图与PCB设计M.北京：电子工业出版社社.2009.65陈永真.全国大学生电子设计竞赛试题精解选M.北京：电子工业出版社.2009.46毕满清.模拟电子技术M.北京：电子工业出版社.2009.77韩焱.数字电子技术M.北京：电子工业出版社.2009.78陈汝芬.电子技术常用器件应用手册M.北京：机械工业出版社.2006.19孙余凯.传感器应用电路300例M.北京：电子工业出版社.2008.310高伟等.液晶显示器的借口和编程技巧J.电
7、力自动化设备.2002（3）.9-1211郭改知.基于单片机的多功能温湿度显示系统的设计与实现J.内蒙古师范大学学报.2006（3）12李建民单片机在温度控制系统中的应用J.江汉大学学报199613王远.模拟电子技术M.北京：机械工业出版社.200114张俊谟.单片机中级教程原理与应用M.北京：北京航空航天大学出版社.200215周润景，张丽敏基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真M北京：北京航空航天大学出版社.200616阎石.数字电子技术基础M.北京：高等教育出版社.1998 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1 本课题要研究或解
8、决的问题本文需要掌握单片机和传感器的应用，并选择合适的芯片，在红外测量的过程中对芯片进行适时的调控，以达到最合适的测量方案。(1)芯片选择方案一：选用AVR系列单片机AVR系列单片机作为一个新兴起的系列，具有了大多数新事物的特点，在原有系列的基础上，拥有高性能、高速度、甚至是更低的功耗，但这些优化更新的性能背后，也存在着一些问题，例如其价格相比之下显得较为昂贵，此外，它的32个通用寄存器中前16个寄存器都不能直接与立即数打交道，而不像51系列单片机中所有的通用寄存器均可直接与立即数打交道，因而AVR系列的单片机在通用性方面无疑有所下降。由此可见，较高的价格、较低的适用性，这两点便是AVR单片机
9、进行市场推广所存在的最大制约。方案二：选用51系列单片机51系列单片机市场价格最低、应用最广，它不仅硬件结构合理，而且指令系统也更为规范，占了先入为主的优势后，经过不断更新和完善，已经形成了一个庞大的体系，至今仍然保持着活力。它从内部硬件到软件有着一套完整的按位操作系统，即处理器也称布尔处理器，它的处理对象是位，这就意味着它不仅能对片内的某些特殊功能寄存器的某位进行处理，还能进行位的逻辑运算，这一点是其他种类单片机很难实现的。此外，51系列单片机还在片内RAM区间开辟了一个双重功能的地址区间，单元地址为20H-2FH的16个字节，它既可作字节处理，也可作位处理，使用起来灵活方便，使我们操作时更
10、得心应手。编程操作方面简单实用。I/O脚设置和使用也非常简单，精度也较高，完全能满足设计要求。鉴于我们对51系列单片机有两年的学习，51单片机有较高的精度，简单的操作，较高的性价比，另外其具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，因此我们选用51系列单片机作为主控芯片（2）温度传感器模块方案一：采用集成温度传感器DS18B20 DS18B20采用独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条主线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。其测温范围 55+125，固有测温分辨率0.5。使用时不需外接其它辅助电路。而且有很多成功运用的例子可以参考。但是虽然
11、DS18B20有0.5的精度，但是其温漂较大，最大达到1之多，作为体温测量的传感器如此大的温漂是起不到测温作用的。方案二：采用集成温度传感器DS1631DS1631是一种高精度数字温度传感器，提供9,10,11,12位的转换精度，温度范围-55+150，准确度+0.05，温度测量无需外部元件。 相关技术资料：DS1631线性电流输出为1A/K,正比于绝对温度；DS1631的电源电压范围为2.7V5.5V，该芯片采用I2C总线结构传输数据，具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速期间同步功能的高性能传输，只有两根双向信号线，编程更加简单方便。通过比较以上两个方案，DS1631精度更大，能够达到体温测量的要求精度，故采用方案二。2.2 拟采用的研究方法（1）基于模拟温度传感器测温电路系统框图（2）总体思路与计划采用单片机为控制中心，设计一个红外温度测量和报警装置，用于医院病人的监护。通过传感器实时采集人体温度，当温度超出某一设定范围时，给出声光报警；通过电路图的设计和对程序的编程，对各个模块进行认真分析和测试，最后达到总体的设计成功。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见： 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日
