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【摘 要】本文介绍了基于单片机，采用DS18B20单线数字温度传感器设计的数字体温测量系统，该系统便于医护人员对诸如儿童、精神病人等病人的体温的记录，实用性较强。
【关键词】数字体温计；AT89C51；DS18B20
1.引言
患者的体温是医务人员对其进行体格检查、诊断疾病，进行生命体征监测的重要指标。通过测量的体温变化，可以了解疾病发生和发展的规律，反映出某种疾病或疾病的某一个阶段，及时控制疾病的恶化[1]。因此医护人员会对患者每天都进行两次的体温测量，如若患者为儿童或者精神病患者，体温测量会更费时。
近年，人们还设计出了人体红外测温仪这种非接触式体温计，但这种体温计容易受皮肤的干燥清洁度、空气温度、污染、电磁场等干扰因素的影响[3]，因此要求被测人在被测环境中停留30min以上，以保证被测人额头与外界换热条件趋于稳定，从而提高测量准确性。还有一些用其他芯片设计的数显体温计，由于采用的温度传感器的不稳定性，从而亦影响测量的准确度。为了提高医护人员的工作效率，减少病患者的痛苦及其时间。而针对市面上及部分医院用到的普通的数显体温计，准确度不够高，误差相对较大，从而影响对疾病的观察和诊断，基于这一点，我们设计了一种采用DS18B20数字温度传感器，基于单片机芯片AT89C51设计的数字体温计，其为测量准确度较高，成本又相对低的快速的数显体温计。
2.系统硬件设计框图
本系统的设计框图如下图1所示，由DS18B20单线温度传感器来感知外界温度的变化，通过总线传给单片机AT89C51，进而读取温度后提示及其显示温度。
图1 硬件电路框图
采用的DS18B20是一种价格便宜的单线数字温度传感器，它具有很多优点：（1）体积小，共有接地、电源、数据线3个引脚，无需额为的电源[4]；（2）测温速度快，最多0.75s可以完成，极大提高了测温速度；（3）测温分辨率可达0.0625℃，性能稳定，安全可靠；（4）DS18B20适合于构成多点温度测控系统，在医院体温检测中也得到了一定应用[5]。DS18B20能提供9位温度读数，不需要任何外周硬件便可构成测温系统，在这9位寄存器中，最前面的两个用来存放当前温度。通过DS18B20提供的44H（启动温度转换）和BEH（读取温度）等专用指令，从而能够快速读取外部温度。
图2 系统引脚连线
图3 系统主程序图
本系统采用AT89C51单片机芯片，其各引脚连线如图2所示。芯片通过P1.0与DS18B20进行单总线通信，启动DS18B20温度采集功能，同时取出转化后的体温数值。最后将体温值显示在于P0口及P2口的外接的四位共阴LED上。
综上所述，本系统采用的器件主要有三个，首先DS18B20为温度传感器，用于检测和完成温度的转换。AT89C51用来控制系统的采集过程以及实现系统的实时显示。最后LED用于显示所测温度值。
3.软件设计
本系统设计的主程序图如右图3所示，程序主要由定时堆栈显示初始化模块，数据处理模块，温度值显示及音乐提示等模块组成。
系统的工作流程为：（1）系统接电，定时堆栈显示初始化；（2）检测DS18B20是否正常工作，如若正常工作，进入下一步；（3）起动温度数据的转换；（4）设置测量等待时间，本系统中设计等待时间为35s；（5）由DS18B20及AT89C51单片机进行温度数据的处理转换；（6）调节屏显时间延时；（7）实时显示所测温度数值。
4.结论
在本文中，采用了DS18B20单线数字温度传感器，并基于单片机基础上对数字体温计系统的设计，所设计系统具有电路简单，低成本、低功率、较高准确度、使用方便和安全、测量速度快等优点，不仅适合于医院中的应用，尤其是用于儿童和精神病患者体温的测量，而且也可以适用于日常生活中室温及体温的测量。
参考文献：
[1]李玲红.红外线耳温枪在精神障碍患者体温检测中的应用与研究[J].中国民康医学，2009，21（17）：2161-2163.
[2]刘志壮.基于DS18B20的数字体温计[J].湖南科技学院学报，2004，25（6）：83-84.
[3]刘恒辉，尹勇，李宇.基于FPGA的高精度红外测温系统的研究与实现[J].电子器件，2009，32（2）：452-454.
[4]宋丹.多路温度巡检系统的设计与应用[J].自动化与仪表，2008，23（9）：13-15.
[5]韦哲，程自峰.数字温度传感器DS18B20在体温检测中的应用[J].医疗装备，2005，18（4）：10-12.
【关键词】数字体温计；AT89C51；DS18B20
1.引言
患者的体温是医务人员对其进行体格检查、诊断疾病，进行生命体征监测的重要指标。通过测量的体温变化，可以了解疾病发生和发展的规律，反映出某种疾病或疾病的某一个阶段，及时控制疾病的恶化[1]。因此医护人员会对患者每天都进行两次的体温测量，如若患者为儿童或者精神病患者，体温测量会更费时。
近年，人们还设计出了人体红外测温仪这种非接触式体温计，但这种体温计容易受皮肤的干燥清洁度、空气温度、污染、电磁场等干扰因素的影响[3]，因此要求被测人在被测环境中停留30min以上，以保证被测人额头与外界换热条件趋于稳定，从而提高测量准确性。还有一些用其他芯片设计的数显体温计，由于采用的温度传感器的不稳定性，从而亦影响测量的准确度。为了提高医护人员的工作效率，减少病患者的痛苦及其时间。而针对市面上及部分医院用到的普通的数显体温计，准确度不够高，误差相对较大，从而影响对疾病的观察和诊断，基于这一点，我们设计了一种采用DS18B20数字温度传感器，基于单片机芯片AT89C51设计的数字体温计，其为测量准确度较高，成本又相对低的快速的数显体温计。
2.系统硬件设计框图
本系统的设计框图如下图1所示，由DS18B20单线温度传感器来感知外界温度的变化，通过总线传给单片机AT89C51，进而读取温度后提示及其显示温度。
图1 硬件电路框图
采用的DS18B20是一种价格便宜的单线数字温度传感器，它具有很多优点：（1）体积小，共有接地、电源、数据线3个引脚，无需额为的电源[4]；（2）测温速度快，最多0.75s可以完成，极大提高了测温速度；（3）测温分辨率可达0.0625℃，性能稳定，安全可靠；（4）DS18B20适合于构成多点温度测控系统，在医院体温检测中也得到了一定应用[5]。DS18B20能提供9位温度读数，不需要任何外周硬件便可构成测温系统，在这9位寄存器中，最前面的两个用来存放当前温度。通过DS18B20提供的44H（启动温度转换）和BEH（读取温度）等专用指令，从而能够快速读取外部温度。
图2 系统引脚连线
图3 系统主程序图
本系统采用AT89C51单片机芯片，其各引脚连线如图2所示。芯片通过P1.0与DS18B20进行单总线通信，启动DS18B20温度采集功能，同时取出转化后的体温数值。最后将体温值显示在于P0口及P2口的外接的四位共阴LED上。
综上所述，本系统采用的器件主要有三个，首先DS18B20为温度传感器，用于检测和完成温度的转换。AT89C51用来控制系统的采集过程以及实现系统的实时显示。最后LED用于显示所测温度值。
3.软件设计
本系统设计的主程序图如右图3所示，程序主要由定时堆栈显示初始化模块，数据处理模块，温度值显示及音乐提示等模块组成。
系统的工作流程为：（1）系统接电，定时堆栈显示初始化；（2）检测DS18B20是否正常工作，如若正常工作，进入下一步；（3）起动温度数据的转换；（4）设置测量等待时间，本系统中设计等待时间为35s；（5）由DS18B20及AT89C51单片机进行温度数据的处理转换；（6）调节屏显时间延时；（7）实时显示所测温度数值。
4.结论
在本文中，采用了DS18B20单线数字温度传感器，并基于单片机基础上对数字体温计系统的设计，所设计系统具有电路简单，低成本、低功率、较高准确度、使用方便和安全、测量速度快等优点，不仅适合于医院中的应用，尤其是用于儿童和精神病患者体温的测量，而且也可以适用于日常生活中室温及体温的测量。
参考文献：
[1]李玲红.红外线耳温枪在精神障碍患者体温检测中的应用与研究[J].中国民康医学，2009，21（17）：2161-2163.
[2]刘志壮.基于DS18B20的数字体温计[J].湖南科技学院学报，2004，25（6）：83-84.
[3]刘恒辉，尹勇，李宇.基于FPGA的高精度红外测温系统的研究与实现[J].电子器件，2009，32（2）：452-454.
[4]宋丹.多路温度巡检系统的设计与应用[J].自动化与仪表，2008，23（9）：13-15.
[5]韦哲，程自峰.数字温度传感器DS18B20在体温检测中的应用[J].医疗装备，2005，18（4）：10-12.