智能体温计设计论文.docx

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1、电子产品设计题目智能体温计电子产品设计智能体温计摘要智能体温计采用AT89S52作为核心器件实现对系统的自动控制，采用双单片机串行处理结构。外界温度经AD590集成温度传感器采集，温度变化转换为线性电压信号，再经由OP07构成高精度低温漂的放大电路处理后，作为ADC0809的模拟输入信号，由ADC0809完成A/D转换，得到8位的数字信号送入单片机1(AT89S52)o单片机1将采集到温度值在LED数码管上显示出来，也通过串口通信将温度信号传到单片2(AT89S52)o此外温度预制，报警电路模块功能也由单片机1完成。单片机2完成温度值的语音播放功能。通过系统的设计与实现说明本设计方案切实可以，

2、能够完成题目所要求的基本功能部分，并留有相应的接口，为完成扩展功能打下基础。关键字：单片机AD590ADC0809ISD2560ElectronicproductdesignElectronicthermometerAbstractIntelligenttemperaturemeteradoptsAT89S52asthecoredevicetorealizetheautomaticcontrolofthesystem,usingtheserialprocessingstructure.OutsidetemperaturebyintegratedtemperaturesensorAD590acq

3、uisition,temperatureconversionintothelinearvoltagesignalandthenthroughtheOP07constitutehighprecisionandlowtemperaturedriftofamplificationcircuits,asADC0809analoginputsignalbytheADC0809pletea/Dconversionandget8bitdigitalsignalintothemicrocontroller1(AT89S52).SCM1willbecollectedtothetemperaturevaluein

4、theLEDdigitaltubedisplay,butalsothroughtheserialmuicatiotothetemperaturesignaltothemonolithic2(AT89S52).Inadditiontothetemperature,thealarmCirCU计modulefunctionispletedbytheMCU1.SCM2topletethetemperaturevalueofthevoiceplayer.Throughthedesignandimplementationofthesystem,thisdesigncanberealized,canplet

5、ethebasicfunctionalrequirementsofthetitle,andleavethecorrespondinginterface,forthepletiooftheextensionfunctiontolaythefoundation.Keyword:singlechipmicroputerADC0809ISD2560AD590目录摘要1第1章绪论11.1 背景11.2 设计目的1第2章原理分析22.1 设计总原理22.1.1 温度传感器的选择22.1.2 A/D转换器的选择32.1.3 语音提示模块32.2 原理分析32.3 系统电路原理图4第3章主要电路设计与参数计算

6、53.1 电源电路模块53.2 温度检测、放大模块63.2.1 换成DS18B20温度模块怎么改63.2.2 AD590简介63.2.3 图5温度检测、放大电路原理83.3 A/D转换模块83.4 温度设制、显示及报警电路模块93.5 串行通信模块103.6 语音播放模块113.6.1 录音、放音简介113.6.215 D2560简介113.6.216 工作原理133.6.217 电路设计143.6.218 法的特点14第4章系统软件设计154.1 系统程序流程图15第5章系统测试165.1 硬件测试165.1.1 单元模块的测试165.1.2 系统整体测试175.1.3 软件测试175.1.

7、4 硬件与软件的联机测试18第6章利用的程序：18第7章参考文献37图目录图1系统框图2图2系统电路原理图4图3电源电路图5图4AD590温度检测、放大电路图6图5AD590包装与等效电路图8图6A/D转换电路图9图7温度设制、显示及报警电路图10图8串行通信电路图10图9录音、放音电路图11图10ISD2560管脚图12图11单片机1程序主流程图图12单片机2程序主流程图15图13单片机2的TO中断程序流程图16第1章绪论1.1 背景温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工

8、农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。利用热敏电阻器和惠斯通电桥制作一个电子体温计，也可以演示自动控制电路的工作原理。现代信息技术的三大基础是信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。因此传感器在此电子体温计的制作中起了重要的作用。1.2 设计目的传统的玻璃水银（汞）体温计不仅使用不便，而且还存在着安全隐患。这种体温计依靠体温的传导使汞柱的热胀冷缩的影响下伸缩而发生长度变化，因此其惰性大，获取体温

9、平衡值的等待时间较为长久。婴幼儿好动，测量体温大多不愿默契配合，用玻璃水银体温计给婴幼儿测量体温具有一定的危险性。体温计水银囊的玻壳薄脆易碎，一旦被不慎咬碎，极易导致汞的外泄污染与中毒。一支普通水银体温计内的汞含量约为2g,足以污染8C）OL的水；汞只需0.3g的微量便能对成人的身体赞成致命的伤害。人体一旦吸入大量的甲基汞，将有丧命之虞，如果摄入遭到汞污染的水或食物，将严惩损害神经系统，孕妇也将因此而产下畸形儿鉴于水银体温计破裂会危及人体健良乃至宝贵的生命，欧美各国从上世纪末就已纷纷宣布禁止使用与销售水银体温计，并换代升级为安全环保的电子体温计。电子体温计在国内也正在逐渐成为水银体温计的升级替

10、代品。2003年以来流行的“非典”、“甲流”等呼吸系统传染性疾病给中国和世界带来了无尽的痛苦和灾难。这类疾病的主要病征之一就是发烧。为此，许多车站、码头、学校、企事业单位、医务点均以测量体温作为判断是否得了“甲流”等疾病的前提。而数字体温计以使用方便、检测时间短、精确度高、显示清晰、直观、安全性好、价格合理等优点将会得到更广泛的应用。第2章原理分析2.1 设计总原理图1系统框图2.1.1 温度传感器的选择采用集成温度传感器。集成温度传感器一般且有具有线性好、精度高、灵敏度高、体积小、使用方便等优点。根据实验室现有材料可选取AD590AD590的测温X围为-55C+150C,能满足本设计的050

11、度测量要求。根据相关技术资料：AD590线性电流输出为14AK,正比于绝对温度；AD590的电源电压X围为4V30V,并可承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。该方案能完全满足此设计的要求，故采用此方案。2.1.2 A/D转换器的选择选用ADa)809。ADCO809数字量是8位，转换时间为IoOIJS,输入模拟电压为单极性的0-5Vo由于本设计的要求精度不是很高，ADC0809可以达到要求,故选用此方案。2.1.3 语音提示模块采用ISD2560语音录放集成电路。这是一种永久记忆型语音录放电路，录音时间为60S,可重复录放10万次。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技

12、术，每个采样值可直接存储在片内单个EEPRc)M单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。此外，ISD2560还省去了A/D和D/A转换器。其集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480K字节的EEPROMoISD2560内部EEPRoM存储单元均匀分为600行，有600个地址单元，每个地址单元指向其中一行，每一个地址单元的地址分辨率为IoomSoISD2560可不分段，也可按最小段长为单位来任意组合分段。因此，选择方案二。2.2 原理分析系统框图如图1,AD590把采集的外部温度信号转换成相应的电压

13、，再经过OP07运放放大后作为ADC0809的模拟输入信号，ADC0809将此模拟信号转换成数字信号，通过并口送入到单片机1。单片机1把这些信号处理后通过LED数码管显示出来。同时单片机1还处理按键、报警模块。单片机1把温度值通过串行通信传送给单片机2,控制语音芯片报出相对应的温度值。23系统电路原理图图2系统电路原理图如图2所示，该电路主要由电源电路，温度检测、放大电路，A/D转换电路,双单片机串行通信电路，按键输入、报警电路，数码管扫描显示电路以及语音芯片电路组成。第3章主要电路设计与参数计算3.1 电源电路模块U237812图3电源电路图如图3所示，220V交流电经变压器市降压、桥式整流

14、、电容滤波后由7812、7805、7905三端集成稳压管分别得到+12V、+5V、5V电压。给整个电路供电。3.2 温度检测、放大模块图4AD590温度检测、放大电路图321换成DS18B20温度模块怎么改如图4所示，温度检测、放大电路主要器件的作用：OPl:电压跟随器；OP2:电压跟随器；OP3:差分放大电路；AD590:温度传感器；SVR:零位调整。3.2.2AD590简介AD590是电流输出型的半导体温度感测组件，主要特性如下：1.具有线性输出电流。2 .宽广的操作温度X围卜55150)。3 .宽广的工作电压X围(+4V+30V)4 .良好的隔离性。AD590的包装与等效电路如图4所示，

15、是TO52型金属外壳包装。他是两端子的半导体温度感测组件，另有一端子是外壳接脚，可接地以减少噪声干扰。AD590如同一个随温度而改变输出电流的定电流源，输出电流与外壳的开氏(K)温度成正比。开氏温度与摄氏温度的单位相等，0等于273.2K,100。C等于373.2Ko当温度为0时，AD590的输出电流是273.2A而温度为100时，输出电流是373.2pA温度每升高1七,输出电流增加IpA,及温度系数为lAoCoAD590(METALCAN)QAD59O图5AD590包装与等效电路图3.2.3温度检测、放大电路原理AD590当温度增加1时，其输出电流会增加lA即AD590的温度系数为lAoCo所以在T(OC)时的电流Il(T)为MT)F(O)+,而温度每变化1时，V2的电压变化是为iMc=sc,表示温度每增加,V2会增加1OmV。在0时V2就已经有电压存在,其值为匕()=2732,oa=Z732V,则T(OC)时V2()V2()+0mVoCTjV2()=2.732Vo如图3所示，OP3组成差动放大器，电压增益为R2N=0S%=5,零位调整SVRl则用于抵补0的电压值，由差动放大器的公