实用型脉搏心率、体温计设计

2011—2012 学年第一学期

《单片机原理及接口技术》

课程设计报告

题目：实用型脉搏心率、体温计设计

专业：电子信息工程

班级： 09电信2班

姓名：尹兵

指导教师：周珍艮

成绩：

电气工程系

201 1年12 月24日

课程设计任务书

目录

摘要 (3)

ABSTRACT ............................................................................ 错误！未定义书签。正文 (3)

1引言 (3)

2设计要求 (4)

2.1硬件电路部分 (4)

2.2程序设计 (4)

3方案设计 (4)

3.1总体设计 (4)

3.2系统硬件选择及模块分析 (4)

3.3软件部分 (11)

3.4硬件电路实现 (11)

3.5实物及测试图 ........................................................... 错误！未定义书签。4系统测试分析 .. (12)

5结束语 (12)

参考文献................................................................................. 错误！未定义书签。附录.. (13)

致谢................................................................................. 错误！未定义书签。文献综述................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献.. (18)

实用型脉搏心率、体温计设计

摘要

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，已经成为一种比较成熟的技术，本设计采用AT89S52作为核心控制器件，控制并接收和处理DS18B20传回的数据，把得到的温度值存储在指定单元等待显示；接着T1口接收到整形电路传过来的电压信号，遇到第一次下降沿启动T0计时器计时，遇到第二次下降沿关闭T0计数器，经处理后得到实际时间间隔，再经过单片机处理得到脉搏次数并存储在指定单元等待显示；最后AT89S52控制数码管先显示温度再显示脉搏次数；然后重复上述步骤。经测试本设计可以正常显示体温，但也有不足之处。

关键词：AT89S52单片机；脉搏计；DS18B20；

正文

1引言

随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精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受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术和脉搏测量技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的身体健康与自身的体温和脉搏息息相关。

本设计采用AT89S52作为核心控制器件，控制并接收和处理DS18B20传回的数据，把得到的温度值存储在指定单元等待显示；接着T1口接收到整形电路传过来的电压信号，遇到第一次下降沿启动T0计时器计时，遇到第二次下降沿关闭T0计数器，经处理后得到实际时间间隔，再经过单片机处理得到脉搏次数并存储在指定单元等待显示；最后AT89S52控制数码管先显示温度再显示脉搏次数具有极高的研究价值。

2设计要求

2.1 硬件电路部分

1）完成AT89S52最小系统焊接(晶振电路，上电复位电路等)；

2）利用单片机I/O口方式控制数码管显示数据，驱动用74ls04；

3）完成脉搏波形采集电路的焊接；

2.2 程序设计

1）掌握单片机与四位数码管之间接口电路的设计方法及编程；

2）完成主程序的设计及对应的子程序设计；

3）完成总调试；

4）本设计最后显示“温度度数和脉搏次数”。

3方案设计

3.1 总体设计

总体设计框图如图3-1所示

图3-1系统电路框图

从理论上说，四位数码管可以显示0--F的数字和字母，只要段码输入合适就可以得到我们想要的结果。由于所有位的段选码由一个I/O口控制，因此要使每位显示不同的字符，必须采用扫描显示方式，即每一时刻选通一个显示位。同时段选控制I/O口输出要显示字符对应的段选码，使该位显示相应的字符。显示一段时间后，再选通下一显示位。特点：每一时刻只能选择一位，如此便可将温度及脉搏次数显示出来。

3.2 系统硬件选择及模块分析

由图3-1可知此次设计的硬件选择如下：AT89S52最小系统、电源、74LS04、4位7段共阳极LED数码管，18B20，LM324，电容，电阻等一些单片机外围应用电路组成。

其中的LED驱动是LED显示设计的关键部分，驱动电路设计的好坏直接关系到LED 显示的亮度、稳定度等重要指标。LED数码管的数据传输方式主要有串行和并行两种。日

前普遍采用并行控制技术，实现起来容易简单。采用这种方式的驱动IC种类较少，可减

少显示单元的数据传输驱动元件，从而提高整个系统的可靠性和性价比，具体工程实现也

较为容易。

LED数码管实现显示信息的刷新技术有动态扫描和静态锁存两种方式。LED动态显示

就是将所有显示位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制，而位选线则由其他的I/O

口控制，实现各位的分时选通，利用人眼的反应时间差达到显示目的。静态显示方式就是

把每一位数码管分别控制让其同时显示不通的内容，其特点：每块显示器件都处于选通状

态，只要控制显示位的段选码，就可显示出相应的字符，每一位都可独立显示，在同一时

刻每一位显示的字符可以不同。静态显示方式的缺点：需要N×8根I/O口线，占用的I/O

资源较多；显示位比较多时，硬件线路比较复杂，成本增加。

本次设计中LED的驱动是采用74ls04实现的。

(1)18B20资料及测温电路

TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图3-2，其引脚功能描述见下：

采用DALLAS公司温度传感器DS18B20，这个芯片的显著优点是与单片机的接口简

单，该温度传感器为单总线技术，测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+8℃5范围

DS18B20内部结构主要由四部分组成：4位光刻ROM、温度传

感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一

种改进型智能温度传感器，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，并且可根据实际要求通过简单的编程实

现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：

●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；

●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；图3-2

●无须外部器件；

●可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V；

●零待机功耗；

●温度以9或12位数字；

●用户可定义报警设置；

●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；