《电子体温计毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子体温计毕业设计.docx（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、电子体温计毕业设计篇一：毕业论文-电子体温计设计毕业论文（设计）题目电子体温计（硬件部分）的设计院系专业年级学生姓名学号指导教师电子体温计（硬件部分）的设计电子信息工程专业学生指导教师【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，模数转化后
2、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LCDI602显示屏TheDesignOfTheElectronicThermometerElectronicAndInformationEngineering【AbstractThethermometerisessentialne
3、cessitiesinpeople,slives.Inmodernindustrialproduction,single-chiptechnologyhasspreadtothewaywelive,work,researchinvariousfields,hasbexxeapowerfultool,thispaperdescribesamicrocontroller-basedcontrolofelectronicthermometers.Thisdesignusesthehardwaredesignoftheelectronicthermometersystem,anewtypeofprog
4、rammabletemperaturesensor,dataacquisitionandprocessingdoesnotrequirexxplicatedsignalconditioningcircuitryandtheA/Dconversioncircuitwithamicrocontroller,easytoachieveaccuracyhighandstableperformance.SensorDS18B20contactwiththehumanbody,thesensortemperature,theelectricalsignalsintotheanalog-to-digital
5、conversionSTC89C52microcontrollerandintotheLCD1602digitaldisplay.Itcanquicklyandaccuratelymeasurethebodytemperature,xxparedwithtraditionalmercuryglassthermometer,withtheeasyreading,shortmeasurementtime,highmeasurementaccuracy,memoryandBeeperadvantages.Andexceedsapredeterminedtemperature,backtotheala
6、rm.Electronicthermometermercury-free,onthehumanbodyandambientsound,especiallysuitableforfamilies,hospitalsandotheroccasions.KeywordsDigitalThermometerDS18B20SensorSTC89C52MicrocontrollerLCD1602Display目录绪论11任务要求2路23 系统设计24 方案设计与论证25 系统框图46 硬件电路设计46.1传感器电路46.1.1DS18B20四个比较重要的主要的数据部件46.1.2数字温度传感器DS18B2
7、0介绍66.2路76.3LCD1602显示屏电路.116.4电源模块127 PCB电路板的制作148 系统调试与测量141.1 1系统调试141.2 测量数据151.3 误差分析16设计总结17参考文献18致谢19绪论体温测量的历史，最早出现在16世纪。当时空气热膨胀是Saatorio主要根据的原理，制出了第一支体温计，用于测量口腔温度体。到20世纪初，才开始设计采用水银来制作体温计，至今水银体温计在家庭等处，得到了广泛的应用。埃布斯坦在1928年发表的报告中指出，水银温度计当时除测量口腔及腋下的温度外，还可以用来测量颈部、外耳，大腿根部及尿温。水银体温计的原理就是玻璃球内积存的水银温度和被测
8、量皮肤的温度相等。由于水银体温计精度很高、使用方便、并且易于携带，因而很多人喜欢采用水银体温计。再加上体温计测温方法及其结构都已完全成熟，并没太多的改进余地，人们对水银体温计的研究热情逐渐渐低，到现在水银体温计几乎已经没有什么发展的余地。再加上由于测量体温用水银体温计很不方便，如果打破摔坏体温计，水银的污染也很严重等，为了准确测量人体的局部温度，促使人们不得不开发了多种多样的测温方式和测温器件设备。现在其它不同种类的电子仪器测量体温也日益普及，已有许多医院采用了电子体温计来测量体温。这一事实至少说明了，电子测温仪器的性能与水银温度计的性能已经很接近了。因此，鉴于传统的水银体温计多种因素，诸如汞
9、的污染及其携带不方便易破碎，尤其是测量时间过长等缺点，本课题为解决此问题设计出一种数字式电子体温计。它在稳定性及响应时间上比传统的水银体温计有着显著的优势，精度要求也能和传统的水银体温计相媲美。单片机智能化仪表在测量仪表的方面，有着很大的发展趋势。它给日常生活带来多方面的进步，其中数字温度计就是一个典型的例子，家庭、医院等随处可见，为了能更加满足人们的需要，数字体温计正在不断的进行更新换代。现在所使用的温度计还有很多是水银、酒精或煤油。温度计的分辨力都是为1O。这些普通水银温度计的刻度间隔通常都很密集，读数比较困难，分辨的不准确，而且他们有着比较大的热容量，需要很长时间达到热平衡，因此温度数值
10、很难读准，使用非常不方便。本设计所介绍的电子体温计，主要用于家庭等普通环境。与传统的水银温度计相比,电子体温计易于读数，广泛的测温范围，测温精度比较高等优点，其输出温度采用数字显示。现在温度计发展非常迅速，从最原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电偶温度计、热电阻温度计、集成的半导体数字温度计等。在电子式温度计中，最重要组成部分就是传感器。温度计的测量范围、精度、控制范围和用途取决于传感器的精度、灵敏度等等。现在的温度传感器被广泛的应用，目前已经研制出各种各样的新型温度传感器，从而现在温度监控系统的功能日趋强大。篇二：毕业设计电子体温计设计电子体温计系统结构整个系统主要包括测温模块（电子体温计）
11、、发射模块、接收模块、计算机终端，如图1所示。测温模块由热敏电阻、放大器、微处理器构成。测得人体的体温后，该模块将温度数据送至发射模块。数据在发射模块内被调制，并由发射天线进行发射。接收天线收到信号后，将信号送至接收模块进行解调，解调后的数据通过异步串行口送入计算机。计算机可在同一屏幕上同时显示将多名患者的体温。测温模块原理框图如图2所示。本设计中的温度传感器采用高精度热敏电阻。单片机采用TI公司的微控制器MSP430F435o该款微控制器内带有8路12位ADo我们使用其中的一路作为温度信号采集通道。微控制器根据采集到的温度信号的幅度来确定被测样本的温度。此外微控制器还带有LCD驱动电路，可以
12、直接与LCD屏相连而不需要额外的驱动电路，它最多可以显示96段。微控制器计算出温度数据后，分两路输出，其中一路送给LCD用于温度的显示。另一路作为无线基带信号送给无线收发芯片TRF6900,用于调制载波信号。4无线收发模块的设计收发射模块均由德州仪器（TI）公司的无线收发芯片TRF6900,微控器MSP430F435、收发天线以及其他周边电路组成。TRF6900是Tl公司推出的单片射频收发芯片，其内部结构如图3所示。芯片内集成了完整的发射电路（功率放大器、锁相环、压控振荡器、直接数字合成器、串行接口）和接收器电路（低噪声放大器、混频器、中频放大器、FM/FSK解调器），适合在ISM频段内进行数
13、据的双向无线传输。传统的频移键控（FSK）是利用基带数字信号去控制电子开关，使之在不同振荡频率的振荡器之间进行切换，从而输出不同频率的信号，再与载波进行混频，从而实现频率调制。与传统的方法不同，TRF6900采用DDS和PLL技术。该技术直接由基带数字信号0,1产生相应两种不同频率的正弦波。直接数字频率合成器是基于数字域，直接产生相应频率的正弦波。它具有频率范围宽，频率分辨率高，可用软件方便地控制输出频率、频率切换速度快且切换频率时相位保持连续等优点。从而在线性调频、扩频和跳频系统、多普勒响应模拟等领域得到了广泛应用。具体方法是当传输0的时候是根据外接的参考频率和DDS的编程设置产生输出某个频
14、率，而1则是在此基础上根据调制系数的传输速率来编程产生偏移频率。但DDS由于受参考频率的限制，输出频率通常较低，一般为100MHz400MHz,而这一频段的频率资源相当紧张。如果直接产用DDS产生射频信号，将会对DDS的实际应用造成很大限制。所以在实际应用中往往是采用DDS/PLL混合方式。该方法将DDS输出的中频信号作为PLL倍频器的参考频率，利用PLL将信号变换到所需的频率。这种方式既保留了DDS的频率分辨率高和频率切换速度快的特性，又弥补了DDS输出频率较低的不足，从而得到广泛的应用。TRF6900就是采用DDS/PLL这种方式。TRF6900的工作模式有两种，分别为模式0和模式1,使用
15、时通过MODE线设置其工作模式为发射或接收。输出频率可通过对四个专门工作寄存器A,B,C,D编程来灵活设置。控制字A和B分别控制DDS模式O和模式1状态下输出信号频率。控制字C负责锁相环和DDS模式O的设定。控制字D负责调制和DDS模式1的设定。图3TRF6900内部结构图本系统中采用的微控制器是TI公司的MSP430F435o它具有功耗低、体积小、硬件资源丰富等特点。为了降低功耗，用户可以对内部电路模块进行通/断选择。这些功能模块可在50OnIS内接通和断开。在待机模式下，芯片的功耗可以达到微安级。系统发射模块的构成如图4所示。该模块由MSP430F435、TRF6900,收发天线组成，它与
16、测温模块共用一个微控器MSP430F435o接收模块的构成如图5所示。其所用器件基本上与发射模块相同，所不同的是该模块具有异步串行通信的功能。系统工作时接收模块在计算机的控制下，首先被设置为发射模式，并向发射模块发出询问信号。该询问信号的有效数据为地址码。而发射模块首先被设置为接收模式，当收到询问信号后，通过计算来判别该地址码是否有效。若无效，则继续工作在接收模式下等待。若有效，则立刻通过程序改变自身的工作模式，变为发射模式，然后将温度信号通过TRF6900和发射天线发射出去。这时，接收模块已处于接收等待状态，接收到信号后，经过放大、变频、解调处理后，将温度信息还原，然后经异步串行口送至计算机
17、进行显示。图5接收模块电路为了实现无线数据通信，必须根据无线传输的一般要求以及所采用的无线传输收发芯片的特殊要求来设计一套传输协议。由于异步传输效率低，一帧只能传输一个字节，加之TRF6900不支持异步数据格式，所以采用同步帧格式。首先必须发送一个到两个字节的1和0相间隔的位同步码，一方面用来识别一帧有效数据和无效数据，另一方面是TRF6900接收最终输出需要的比较参考电平建立时间的需要。接下来就是一个帧同步码，一般是一个下降沿开始。接下来就是用户要上传的状态信息以及数据信息。最后，为了保证无线传输的可靠性和高效性，必须有检错纠错码。我们采用通讯中广泛使用的CRC循环冗余码，来达到前向纠错的目
18、的。5数据接收终端的设计数据接收终端的主要功能是接收并显示患者的体温数据。它可将患者的体温以表格或者以图形的的形式在计算机屏幕上显示。当体温高于设定的门限值时，它可以自动报警。此外他还兼有设定系统参数的功能。6结束语我们在该系统中使用了TI公司的单片无线收发芯片TRF6900o该芯片功耗低，抗干扰能力强，且使用ISM频段,频率无需申请.可广泛应用于无线数据采集系统、无线监控系统、收费系统、智能卡、设备遥控等场合，应用前景十分广泛。该系统具有一定的通用性，它不只是用来传输温度信息以及其它生物医学信号，还为低成本实现近距离通讯提供了一种思路和一套解决方案，可广泛的应用于其它的行业。电子体温计的设计
19、摘要：体温是生命活动的一种表现，是人体新陈代谢的一个重要生理参数，体温既有生理学的意义，又有重要的临床医学意义,是临床诊断的一个重要指标。因此,体温计在现在的生活中有极为重要的作用，传统的水银体温计易破碎，存在水银污染的可能，测量时间较长，不易读数，为此设计一种新型的电子体温计，它的测温精度与传统的水银温度计相媲美的情况下，大大的缩短了测温时间且携带方便,对环境几乎没有污染。它以AT89S52单片机为核心,结合温度传感器，LED模块等外部设备，在软件的控制下，实现智能化的体温测量，不但能够精确测温，而且能够对温度进行逻辑判断，并且通过LED显示器将测量结果显示出来。关键词：电子体温计；智能温度
20、传感器；单片机Digitaldemonstrationtypeelectronclinicalthermometer,sdesignAbstract:Temperatureisamanifestationoflife.Itisanimportanthumanphysiologicalmetabolicparameters,bodytemperatureofboththesignificanceofphysiology,andimportantclinicalsignificance,clinicaldiagnosisisanimportantindicator.Therefore,thethe
21、rmometerinlifenowthereisaveryimportantrole,thetraditionalmercurythermometereasilybroken,thereisthepossibilityofmercurypollution,alongermeasurementtime,itisnoteasyreading,forthedesignofanewtypeofelectronicthermometer,anditstemperaturemeasurementaccuracywiththetraditionalxxparabletothemercurythermomet
22、er,thetemperaturegreatlyreducesthetimeandeasytocarry,almostnopollutionontheenvironment.AT89S52itssingle-chipmicroxxputerasthecore,xxbinationoftemperaturesensor,LEDmodulesandotherexternalequipment,underthecontrolofthesoftware,therealizationofintelligenttemperaturemeasurement,temperaturemeasurementcan
23、notonlyaccurate,butthelogiccandeterminethetemperatureandtheadoptionofLEDdisplaysthemeasurementresultswillbedisplayed.Keyword:Electronicclinicalthermometer；Intelligenttemperaturesensor；Monolithicintegratedcircuit目录摘要IAbstractI1.引言12.设计方案12.1功能和设计要求12.1.1功能12.1.2设计要求12. 2方案设计13硬件电路设计23.1各硬件部分原理23.1.1M
24、AX6626智能温度传感器23. 1.2MCS-51系列单片机33 .1.3LED数码管44 .2硬件电路部分设计63. 2.1MAX6626智能温度传感器电路63. 2.2主机电路63. 2.3显示电路73. 2.4复位电路83. 2.5晶振电路9篇三：本科毕业设计,毕业论文，电子体温计的研制本科毕业论文电子体温计的研制摘要在现代化的工业生产中，温度是常用的测量及被控参数。随着时代的进步和发展，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数字温度计。它克服了传统的水银温度计测温速度慢、环境污染严重、携带不方便等缺点。介绍了系统的硬件和
25、软件设计，利用半导体热敏电阻物理参数（如电阻、电压、电流等）与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来，读数清晰又安全。采用ATmegal6单片机来对温度进行测量，不仅控制方便、组态简单灵活，还能够减小仪表的体积。本论文将介绍电子体温计的基本概念，基于ATmegal6单片机的电子温度计的设计过程，分析NTC热敏电阻和LM35作为测温传感器的非线性纠正方法，介绍液晶显示屏的驱动程序。关键词：电子体温计，热敏电阻，ATnIega16单片机，液晶屏ABSTRACTInmodernindustrialproduction,thetemperatureismeasuredandcharge
26、dwithxxmonparameters.Asthetimesprogressanddevelopment,singlechiptechnologysopervasiveinourlives,work,researchinvariousfields,hasbexxeapowerfultool,thispaperintroducesamicroxxputer-basedcontrolofthedigitalthermometer.Itoverxxesthetraditionalmercurythermometertemperatureisslow,seriousenvironmentalpoll
27、ution,bringinconvenienceshortxxings.Describesthehardwareandsoftwaredesign,usingsemiconductorthermistorphysicalparametersandtheenvironmentdeterminetherelationshipthatexistsbetweenthetemperature,thetemperaturedisplayedindigitalform,readingaclearandsafe.ATmegal6microcontrollerusedtomeasurethetemperatur
28、enotonlyeasytocontrol,simpleandflexibleconfiguration,itcanreducethesizeofinstrument.Thispaperwillintroducethebasicconceptsofelectronicthermometer,electronicthermometerbasedonATmegal6microcontrollerdesignprocess,analysisofNTCthermistorandtemperaturesensorLM35linearascorrectmethodsofintroducingliquidc
29、rystaldisplaydriver.IKeywords:digitalthermometer,thermistor,ATmega16microcontroller,LCDscreen目录1 绪论11.1 体温计的发展与现状11.2 新型智能电子体温计的结构及其特点21.3 总体方案设计22 测温电路的设计42.1 温度传感器的介绍42.2 热敏电阻温度测量计算112.3 放大电路部分122.4 恒流源电路133 ATmegal6单片机163 .1ATmegal6单片机硬件介绍163.2电源管理与睡眠模式203.3 系统控制和复位213.4 AD转换器.234液晶屏JXD1602254 .1
30、液晶显/5简介254.3 1602字符型LCD简介254.4 液晶特性参数284.5 控制器接口时序说明305 编程介绍325.3 软件设计和仿真软件325.4 源程序346 结论.44参考文献46谢471绪论单片机智能化仪表是测量仪表的发展趋势。它给日常生活带来多方面的进步，其中数字温度计就是一个典型的例子，医院、家庭等随处可见，为了能更加满足人们的需要，数字体温计正在更新换代。温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域有着特别重要的意义。现在所使用的温度计还有很多是分辨力为10.1的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量比较大，
31、达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，使用非常不方便。本设计所介绍的数字体温计，与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、半导体集成数字温度计等。在电子式温度计中，传感器是它的重要组成部分，温度计的精度、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。温度传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型温度传感器，从而构成性能优良的温度监控系统。1.1 体温计的发展与现状体温测量的历史，可以追溯到16世纪。当时Saat
32、oriO用空气热膨胀的原理，制出了第一支测量口腔温度的体温计。本世纪初，开始用水银来制作体温计，至今在临床上得到了广泛的应用。根据1928年Ebstein的报告，当时除测量口腔及腋下的温度外，还可以测量直肠、颈部、大腿根部,外耳及尿温。这些都是用被测皮肤温度与玻璃球内积存的水银温度相等的原理实现的。由于水银体温计使用方便、精度高，因而应用很广。再加上测温方法及其结构都已成熟，没多大改进余地，人们对它的研究失去了信心，至今几乎没有什么进展。由于用水银体温计进行体温监测很不方便，水银的污染的可能也很严重等，为了正确测量人体局部温度，促使人们开发了各种不同的测温仪器和测温方法。虽然水银体温计仍不愧是
33、一个精度高、便宜、使用方便的测温仪器。现在已有许多医院采用了电子体温计，用其它电子仪器测量体温也日益普及。这一事实至少表明，电子测温仪器的性能已接近水银温度计的性能。因此，鉴于传统的水银体温计汞的污染及其携带不方便易破碎，尤其是测量时间过长等缺点，本课题为解决此问题设计出一种数字式电子体温计。它在稳定性及响应时间上比传统的水银体温计有着显著的优势，精度要求也能和传统的水银体温计相媲美。1.2 新型智能电子体温计的结构及其特点1.2.1结构温度传感器，这个是关键部件；放大电路；单片机及数模转换器A/D；数字显示部分（LCD显示屏组件）；电源部分。NTC具有价格低廉、阻值随温度变化显著的特点，而广
34、泛用于温度测量。通常采用一只精密电阻与NTC串联，NTC阻值的变化转变为电压变化直接进入比较电路或单片机的A/D的输入接口，不必经过放大处理，电路构成极为简单。运用NTC时除了选择合适的R值和B值之外，还应当考虑到测量速度和精度1。选择合适的B：B值直接反映NTe测量温度的响应速度,但不是越小越好，确定B值需要比较与权衡。因为B值与它的封装尺寸有关，NTC的封装尺寸小，则B值小，机械强度低；封装尺寸大，则B值大，机械强度高。确定电流范围：可根据厂家提供的非自热最大功率或利用耗散系数来确定工作电流的范围。1.2.2特点新型电子体温计利用电子感温，灵敏度高，也适合无法长时间安静的儿童，且能在较短的
35、时间内准确测试出体温，探热时间可快至InIin。它的测量精度可达0.1,液晶屏直接显示体温数值。1. 3总体方案设计(1)根据温度范围和精度选择NTC热敏电阻，确定其型号，根据电阻特性设计采集放大电路，利用运算放大器将温度信号转换为电压信号，设计电路时，因为单片机采集电压在02.5V,所以输入的测量范围为3542C,对应输出02.5Vo(2)采集完成以后输入单片机ATnIega16的A/D口，对模拟量进行采样，转化为数字信号，单片机对采集的信号进行处理，根据采集的信号与温度的数学关系，将电信号转化为温度值2。(3)用液晶屏显示出温度值。(4)所需的电源功率足够小，能够利用开关电源供电。电子体温计系统大多主要使用3V直流电源。总体方案系统设计框图如图IT和图1-2所示。
