1、基于單片機(jī)的電子體溫計設(shè)計摘 要本文著重介紹了基于AT89S52單片機(jī)的一種溫度測量及報警電路,該電路采用改進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，溫度范圍為-55-125 ºC,最高分辨率可達(dá)0.0625 ºC。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A

2、DC0809完成A/D轉(zhuǎn)換，得到8位的數(shù)字信號送入自動控制模塊的主機(jī)中。主機(jī)將采集到的溫度值在LED數(shù)碼管上顯示出來，并通過串口通信將溫度信號傳到從機(jī)，該電路設(shè)計新穎、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)簡單。關(guān)鍵詞：DS18B20,溫度測量,AT89S52,LEDDESIGNOFELECTRONICTEMPERATUREMETERBASEDON SCMABSTRACTThis article focuses on using AT89S52 microcontroller of a temperature measurement and alarm circuits, the circuit with impro

3、ved smart temperature sensor DS18B20 as detection device, ºc temperature range is-55-125, Max resolution up to 0.0625 ºc. Main power circuit modules, A/D conversion circuit module, temperature control module, control module, set the temperature, display and alarm circuit modules, serial co

4、mmunication modules and voice playback module. Automatic control module using double AT89S52 constitute a master-slave serial processing structure of automatic control of the system. Temperature control module using AD590 temperature sensor to gather outside temperature, converted to a linear voltag

5、e signal. Linear high precision low temperature drift of voltage by the OP07 constitute amplifier circuit processing, performed by ADC0809 A/D conversion circuit moduleA/D converter, resulting in 8-bit digital signals into the control module in the host. Host will be collected on LED digital tube te

6、mperature value is displayed, and temperature signals transmitted from machine through serial communication, the innovative circuit design, powerful, simple.KEY WORDS:DS18B20，Temperature Measurement，AT89S52，LED目錄前言1第1章系統(tǒng)設(shè)計方案21.1方案論證與比較21.2方案選擇4第2章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計52.1自動控制模塊52.1.1 單片機(jī)的概述52.1.2 AT89S52芯片52.2 串

7、行通信模塊62.3 電源電路模塊72.4 溫度控制模塊82.4.1 AD590概述82.4.2 溫度檢測、放大電路原理92.4.3 溫度檢測與放大電路102.5 A/D轉(zhuǎn)換電路模塊112.5.1 ADC0809概述112.5.2 A/D轉(zhuǎn)換電路圖122.6溫度設(shè)制、顯示及報警電路模塊132.6.1 LED顯示器簡介132.6.2 電路圖142.7 語音播放模塊142.7.1 ISD2650概述142.7.2 電路原理圖16第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計183.1系統(tǒng)程序流程圖183.2子程序流程圖20第4章系統(tǒng)測試214.1硬件測試214.1.1 單元模塊測試214.1.2 系統(tǒng)整體測試214.2 軟件測

8、試224.3 硬件與軟件的聯(lián)機(jī)測試224.4 測試數(shù)據(jù)和結(jié)果分析224.4.1 測試數(shù)據(jù)224.4.2 結(jié)果分析23結(jié)論24謝辭25參考文獻(xiàn)26附錄28前言隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用，近年來單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各個行業(yè)。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。傳統(tǒng)的控制方式以不能滿足高精度，高速度的控制要求，近幾年來快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。這些控制技術(shù)大大的提

9、高了控制精度，不但使控制變得簡便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比，仍然有著較大的差距。國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少。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(xué)科。它利用材料隨溫度變化的參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號對溫度進(jìn)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(bǔ)償采用分立式電路進(jìn)行各種方法的補(bǔ)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)

10、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又一次成為關(guān)注和研究的對象。本設(shè)計使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。第1章 系統(tǒng)設(shè)計方案1.1 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?zé)崤迹瑹犭娕加蓛蓚€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

11、/D 通道的單片機(jī)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來。系統(tǒng)主要包括對A/D0809 的數(shù)據(jù)采集，自動手動工作方式檢測，溫度的顯示等，這幾項功能的信號通過輸入輸出電路經(jīng)單片機(jī)處理。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動電路等。故現(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MCS-51 芯片，執(zhí)行機(jī)構(gòu)有4 位數(shù)碼管、報警器等。【1】系統(tǒng)框圖如圖 1-1所示。數(shù)碼管報警電路測溫電路晶振電路復(fù)位電路 單 片 機(jī) ADC0809按鍵防抖動動圖1-1 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DS1

12、8B20 測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。該系統(tǒng)利用單片機(jī)控制溫度傳感器DS18B20進(jìn)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(kuò)展性非常強(qiáng)，在數(shù)據(jù)處理同時顯示時間，利用鍵盤來進(jìn)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(jìn)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 1-2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(kuò)展接口：對時間和溫度信息定點存儲，并與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換顯示電路單片機(jī)圖1-2 DS18B20溫度測溫系統(tǒng)框圖方案三：采用了AT89S52單片機(jī)的溫度測量和報警電路，外部溫度信號經(jīng)過集成溫度傳

13、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，A/D將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過并口送入到主機(jī)。主機(jī)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(jī)通過串行通信傳送給聰機(jī)，從機(jī)控制語音芯片報出對應(yīng)的溫度值。系統(tǒng)框圖如圖 1-3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(jī)串行通信語音播放模塊從機(jī)顯示模塊圖 1-3 系統(tǒng)框圖1.2 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

14、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(jìn)行設(shè)計。第2章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計2.1自動控制模塊2.1.1單片機(jī)的概述單片機(jī)，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(jī)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(jī)系統(tǒng)7,8。

15、單片機(jī)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(qiáng)；低電壓、低功耗。單片機(jī)的主要應(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(jī)外部設(shè)備、汽車和節(jié)能、制導(dǎo)和導(dǎo)航等。9,102.1.2 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

16、入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。111. 標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM,32位I/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(hù)方式下,RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機(jī)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(jī)和MCS-51系列單片機(jī)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

17、，為44針腳；TAFP形式，也為44針腳。其中，常用的為PDIP形式，如圖2-1所示。圖2-1 AT89S52的引腳圖2.2串行通信模塊串行通信模塊的主要功能是主機(jī)把溫度值數(shù)據(jù)發(fā)送到從機(jī),從機(jī)接收數(shù)據(jù)并控制語音芯片報出當(dāng)前的溫度值。主機(jī)與從機(jī)串行通信電路圖如圖2-2所示。圖2-2 主機(jī)與從機(jī)串行通信電路圖2.3 電源電路模塊如圖2-3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2-3 電源電路圖2.4 溫度控制模塊溫度控制模塊選用AD590，主要功能是負(fù)責(zé)采集溫度，把溫度值進(jìn)過放大后傳送給

18、A/D轉(zhuǎn)換電路模塊2.4.1AD590概述集成溫度傳感器AD590 是美國模擬器件公司生產(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)。12,13AD590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。AD590的包裝與等效電路如圖2-4所示圖2-4 AD590外形及符號AD590是電

19、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(dāng)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

20、流增加1A，及溫度系數(shù)為1 A/。2.4.2 溫度檢測、放大電路原理AD590當(dāng)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（21）而溫度每變化1時，V2的電壓變化是為（22）表示溫度每增加1，V2會增加10mV。在0時V2就已經(jīng)有電壓存在值 為 （23）則T()時，（24）如圖2-3所示，OP3組成差動放大器，電壓增益為（25）零位調(diào)整SVR1則用于抵補(bǔ)0的電壓值，由差動放大器的公式（26）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0

21、V至5V之間，亦即每0.1V的輸出代表溫度上升1。與設(shè)計要求相符合。2.4.3 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2-5所示。圖2-5 AD590溫度檢測、放大電路圖2.5 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(jī)進(jìn)行處理。2.5.1 ADC0809概述ADC0809是美

22、國國家半導(dǎo)體公司生產(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(jìn)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14,151. 主要性能特點(1)8路8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位；(2)具有轉(zhuǎn)換起停控制端；(3)轉(zhuǎn)換時間為100s；(4)單個5V電源供電；(5)模擬輸入電壓范圍05V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)；(6)工作溫度范圍為-4085攝氏度； (7)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

23、號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，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(dāng)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(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通.的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)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2-1所示。表2-1 ADC0809通擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳

24、沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；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(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)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(jī)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。2.5.2A/D轉(zhuǎn)換電路圖如圖2-6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(jī)的P0口，讓單片機(jī)處理。圖2-6 A/D

25、轉(zhuǎn)換電路圖2.6溫度設(shè)制、顯示及報警電路模塊該模塊通過按鍵可事先設(shè)置報警溫度值，當(dāng)顯示的溫度值超過設(shè)定的溫度值時，單片機(jī)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2.6.1 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(jī)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED，這種顯示器

26、分共陰極和共陽極兩種。2.6.2 電路圖如圖2-7所示。圖2-7 溫度設(shè)制、顯示及報警電路圖2.7 語音播放模塊語音播放模塊采用采用ISD2560語音錄放集成電路，其功能是進(jìn)行語音提示。2.7.1ISD2650概述1. ISD2560是DIP器件封裝，有28腳，如圖2-8所示。圖2-8 ISD2560管腳圖圖2-8 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(yáng)聲器輸出； 腳16： VCCA模

27、擬信號電源正極； 腳17、腳18： M IC、MIC REF 麥克風(fēng)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

28、。ISD2560有10個地址輸入端A0A9，錄址能力達(dá)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為工作模式選擇（即A8、A9都為高）。當(dāng)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(dāng)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。17ISD2560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(jìn)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

29、段的尾部自動增加一個結(jié)束標(biāo)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60s，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(jī)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(jī)控制ISD啟動錄音，同時啟動單片機(jī)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(dāng)單片機(jī)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

30、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。2.7.2電路原理圖語音播放模塊如圖2-9所示，主要由單片機(jī)AT89S52與語音芯片ISD2560組成。圖2-9 錄音、放音電路圖第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1系統(tǒng)程序流程圖圖3-1為主機(jī)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(jī)。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

31、、BCD碼轉(zhuǎn)換程序，串行發(fā)送二進(jìn)制數(shù)給從機(jī)。圖3-2為從機(jī)程序流程圖，負(fù)責(zé)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YN圖3-1 主機(jī)程序流程圖開始初始化二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制BCD碼1分鐘到否更新溫度數(shù)據(jù)串口中斷入口返 回播報一次溫度NY圖3-2 從機(jī)程序流程圖3.2子程序流程圖T0中端人口計數(shù)變量清零播報一次溫度返 回1分鐘到否NY圖3-3 從機(jī)的T0中斷程序流程圖第4章 系統(tǒng)測試4.1硬件測試4.1.

32、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，測試點的電壓值是否有相對應(yīng)的改變。當(dāng)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(dāng)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(dāng)輸入為0V 時，ADC0809 的輸出為00H，為+5V 時為0FFH，當(dāng)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

33、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(dāng)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，說明語音播放模快的硬件設(shè)計可行。4.1.2 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(zhǔn)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

34、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。看是否為5V。結(jié)果顯示為+5V，說明保護(hù)電路可行。4.2 軟件測試將各功能子程序進(jìn)行KAIL C系統(tǒng)進(jìn)行軟件仿真，全部通過，再進(jìn)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(jī)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(jī)串行通信測試：主機(jī)發(fā)送一個8位二進(jìn)制數(shù)，用示波器觀察從機(jī)是否接收到。4.3 硬件與軟件的聯(lián)機(jī)測試將把程序經(jīng)編譯、下載到相應(yīng)的AT89S52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

35、的值和測試點的值。4.4 測試數(shù)據(jù)和結(jié)果分析4.4.1 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4-1所示。表4-1 數(shù)碼顯示與測試點電壓隨溫度變化關(guān)系溫度值（攝氏度）數(shù)碼管顯示值測試點電壓值（V）000.00.010.010.01.00119.019.01.90338.138.13.82047.847.84.80060.150.05.0034.4.2 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4-1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。結(jié)論本次設(shè)計采

36、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(jī)串行處理結(jié)構(gòu)。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(zhǔn)確測試出體溫，溫度播報時間可快至1min。它的測量精度可達(dá)±0.1，LED直接顯示體溫數(shù)值。通過用普通水銀體溫計與電子體溫計分別測量人體體溫，得出以上幾組數(shù)據(jù)，但是仍然無法避免有細(xì)微的誤差。本設(shè)計的單片機(jī)體溫計使用器件少，電路簡單，測溫時間短，功耗低，體積小，便于攜帶，易于操作，適用很多場合使用，具有廣闊的市場前景。謝 辭通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文基于單片機(jī)的電子體溫計的設(shè)計終于完成了，在本次論文設(shè)計過程中，

37、感謝我的學(xué)校，給了我學(xué)習(xí)的機(jī)會,我要感謝李素芳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寶貴的建議，并且給予了我極大的關(guān)心和幫助。 感謝所有授我以業(yè)的老師，沒有這些年知識的積淀，我沒有這么大的動力和信心完成這篇論文。感恩之余，誠懇地請各位老師對我的論文多加批評指正，使我及時完善論文的不足之處。最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱的各位老師表示衷心的感謝。參考文獻(xiàn)1 閻石著.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版) .北京:高等教育出版社,2006.2 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 于永，戴佳，常江著.51單片機(jī)C語言常用模塊與綜合系

38、統(tǒng)設(shè)計實例精講.北京：電子工業(yè)出版社，2007.4 王港元電工電子實踐指導(dǎo)M南昌：江西科學(xué)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(jī)信息，2007，23(1)6 張培仁，孫占輝，張欣等基于C語言編程 MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用北京：清華大學(xué)出版社，2002，268-277，296-299 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(jī)原理及接口技術(shù)(第1版)M北京：北京航空航于大學(xué)出版社，1999，（3）9 胡漢才單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計M北京：清華大學(xué)出版社，2001第一版10

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41、0,0x90; / 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 data dis_buf3=0x00,0x00,0x00; / 顯示緩沖區(qū)uchar data bcd_buf3=0x00,0x00,0x00; /十進(jìn)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 E

42、OC=P27;sbit P30=P30;sbit select0=P37;sbit select1=P36;sbit select2=P35;sbit K1=P20;sbit K2=P21;sbit K3=P22;sbit 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

43、);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-); bep=!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+) fo

44、r(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_(); START=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(jìn)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); b

45、cd_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(); if(K1=0) beep2(); /按鍵時響一聲 set_flag=!set