電子體溫計(jì)的設(shè)計(jì)論文

1、目錄一、摘要1二、任務(wù)要求3三、設(shè)計(jì)思路3四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)3五、方案設(shè)計(jì)與論證4六、系統(tǒng)框圖5七、硬件電路設(shè)計(jì)57.1 傳感器電路57.2 單片機(jī)電路67.3 LCD1602顯示屏電路77.4 電源模塊8八、測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)98.1 溫度傳感器的介紹9熱敏電阻的類型及特性9線性化處理108.1.3 NTC熱敏電阻用于溫度測(cè)量和控制簡(jiǎn)介118.2 熱敏電阻溫度測(cè)量計(jì)算128.3 放大電路部分128.4 恒流源電路13九、PCB電路板的制作13十、系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)量1410.1 系統(tǒng)調(diào)試1410.2 誤差分析15十一、設(shè)計(jì)總結(jié)15十二、參考文獻(xiàn)16電子體溫計(jì)的設(shè)計(jì)一、 摘要體溫計(jì)是人們生活中的必不可少的用品

2、。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種有力的工具，本文介紹一種基于單片機(jī)控制的電子溫度計(jì)。本設(shè)計(jì)采用電子體溫計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，采用一種新型的可編程溫度傳感（DS18B20），不需復(fù)雜的信號(hào)調(diào)理電路和AD轉(zhuǎn)換電路能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)方便、精度高，性能穩(wěn)定。傳感器DS18B20接觸人體，感應(yīng)溫度后，模數(shù)轉(zhuǎn)化后的電信號(hào)送入STC89C52單片機(jī)，并將其送入LCD1602數(shù)碼管顯示。它能快速準(zhǔn)確地測(cè)量人體體溫，與傳統(tǒng)的水銀玻璃體溫計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)量時(shí)間短，測(cè)量精度高，能記憶并有蜂鳴提示的優(yōu)點(diǎn)。并且超過(guò)預(yù)定的溫度，回有報(bào)警提示。尤

3、其是電子體溫計(jì)不含水銀，對(duì)人體及周?chē)h(huán)境無(wú)害，特別適合于家庭，醫(yī)院等場(chǎng)合使用。【關(guān)鍵詞】 電子體溫計(jì) DS18B20傳感器 STC89C52單片機(jī) LCD1602顯示屏The DesignOfTheElectronic ThermometerElectronic And Information Engineering【Abstract】The thermometerisessentialnecessitiesinpeople's lives. Inmodern industrialproduction, single-chiptechnologyhas spreadtotheway w

4、e live,work, researchin various fields, has become a powerful tool, this paper describesamicrocontroller-based controlofelectronic thermometers. This design uses thehardware designoftheelectronicthermometersystem, a new type ofprogrammabletemperaturesensor (DS18B20), data acquisition and processingd

5、oes not require complicatedsignal conditioning circuitry andthe A /D conversioncircuitwith a microcontroller, easy to achieveaccuracyhighand stable performance.Sensor DS18B20contact with the human body, thesensortemperature, theelectrical signalsinto theanalog-to-digitalconversionSTC89C52microcontro

6、llerandinto theLCD1602digitaldisplay. It canquickly and accuratelymeasurethebody temperature, comparedwithtraditionalmercuryglassthermometer, with theeasy reading, shortmeasurement time, high measurement accuracy, memory andBeeperadvantages. Andexceeds a predeterminedtemperature,back to thealarm. El

7、ectronic thermometermercury-free, on the human bodyandambientsound, especially suitable forfamilies, hospitals and other occasions.【Key words】Digital Thermometer DS18B20 SensorSTC89C52 MicrocontrollerLCD1602Display二、任務(wù)要求該系統(tǒng)的用于體溫檢測(cè)，能準(zhǔn)確快速地測(cè)量人體體溫，并且需要實(shí)時(shí)的顯示當(dāng)前的溫度。與傳統(tǒng)的水銀玻璃體溫計(jì)相比，電子體溫計(jì)具有方便的讀數(shù)，高精度的測(cè)量，測(cè)量時(shí)間比較短

8、，能記憶并有與其它體溫計(jì)不同的蜂鳴提示的優(yōu)點(diǎn)。測(cè)溫范圍35°C 42°C，誤差在±0.2°C以內(nèi)，當(dāng)溫度超過(guò)38°C時(shí)，可以報(bào)警，采用LED數(shù)碼管直讀顯示。并且能夠?qū)崟r(shí)的寬范圍的溫度檢測(cè)，能清楚的顯示與讀出數(shù)據(jù)。三、設(shè)計(jì)思路本研究旨在設(shè)計(jì)一個(gè)電子體溫計(jì)，主要控制器采用單片機(jī)STC89C52，傳感器采用美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20智能型傳感器。該傳感器檢查的溫度是35°C 42°C之間，檢查的分辨率為±0.2°C。當(dāng)溫度出現(xiàn)不同尋常的時(shí)候，不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警，且是通過(guò)蜂鳴器。研究工

9、作總體包括以下多個(gè)方面：了解電子體溫計(jì)的工作原理，典型結(jié)構(gòu)，發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外的研究和發(fā)展的現(xiàn)狀；研究電子體溫計(jì)的兩個(gè)最主要的核心模塊：DS18B20傳感器控制和STC89C52單片機(jī)主控制器。四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)為滿足系統(tǒng)的三個(gè)需求：（1）實(shí)時(shí)的溫度檢測(cè)。（2）數(shù)據(jù)能清楚的顯示與讀出。（3）溫度變化的曲線能夠?qū)崟r(shí)的描繪出來(lái)。整個(gè)電子體溫計(jì)系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)必須含有以下幾個(gè)模塊：a.溫度采集模塊。b.顯示模塊。c.串口通信接口。d.核心系統(tǒng)模塊。五、方案設(shè)計(jì)與論證方案一：本電路設(shè)計(jì)的電子溫度計(jì)，如圖1.1，熱敏電阻器件在測(cè)溫電路中的感溫效應(yīng)。隨被測(cè)溫變化，采集的電壓或電流，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再用單片機(jī)進(jìn)行加工處

10、理采樣的數(shù)據(jù)，就可以通過(guò)顯示電路顯示出來(lái)。但是熱敏電阻測(cè)量體溫有許多問(wèn)題，存在測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題。圖1.1 基于熱敏電阻的電子體溫計(jì)系統(tǒng)框圖方案二：紅外體溫計(jì)是非接觸式的，算是高端的技術(shù)，最近幾年才發(fā)展起來(lái)的。主要是靠紅外傳感器感應(yīng)接收人體輻射的紅外線，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，用單片機(jī)處理采樣的數(shù)據(jù)，顯示電路就可以顯示出來(lái)數(shù)據(jù)。但是這個(gè)方案制作成本費(fèi)用高，耗時(shí)比較長(zhǎng)，主要是體現(xiàn)在硬件電路與軟件程序復(fù)雜。根據(jù)以上需求分析，本次設(shè)計(jì)采用方案三來(lái)設(shè)計(jì)電子體溫計(jì)。六、系統(tǒng)框圖串口通信接口5V穩(wěn)壓電路時(shí)鐘振蕩主控制器LED顯示溫度傳 感器圖1.2 電子體溫計(jì)系統(tǒng)框圖七、硬件電路設(shè)計(jì)7.1 傳感器電路7.11數(shù)字

11、溫度傳感器DS18B20介紹DS18B20的性能和特點(diǎn)如以下幾點(diǎn)，都是很好的優(yōu)點(diǎn)：其一是多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一一個(gè)單獨(dú)的三線上，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；其二是獨(dú)特單獨(dú)的單線接口僅僅需要一個(gè)端口引腳就可以進(jìn)行通信；其三是用戶可以自己定義的非易失性溫度報(bào)警的設(shè)置；不需要外部的外圍器件；其余的是可以通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為是在3.05.5V；當(dāng)待機(jī)的時(shí)候，功耗為零；溫度以912位的數(shù)字兩讀出；負(fù)電壓特性，當(dāng)電源極性接反的時(shí)候，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，只是不能正常工作。報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警DS18B20的主要特性： （1）適應(yīng)更加寬廣的電壓范圍，電壓范圍：3.

12、05.5V，并且采用數(shù)據(jù)線供電，與此同時(shí)也可以采用寄生電源方式； （2）DS18B20還具有的很多強(qiáng)大的功能，其中一項(xiàng)就是支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功能，在唯一單獨(dú)的三線上，就可以讓多個(gè)DS18B20功能并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)量體溫； （3）具有很獨(dú)特的單線接口方式，需要一條口線即可讓DS18B20在與微處理器連接，并且能夠?qū)崿F(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊；（4）不需要用其他的任何外圍的元器件DS18B20就可以使用，一只三極管的集成電路包含了全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路； （5）溫范圍55+125，在-10+85的時(shí)侯精度是±0.5左右； （6）有912位的分辨率是可以用來(lái)編寫(xiě)程序的，對(duì)應(yīng)的可分

13、辨溫度依次分別為0.0625、0.125、0.25和0.5，測(cè)量溫度可實(shí)現(xiàn)精度高；（7）溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，且條件是在9位分辨率時(shí)，最多花費(fèi) 93.75ms，而在12位分辨率時(shí)，把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快，最多在750ms內(nèi)；（8）測(cè)量結(jié)果可以輸出直接明確的數(shù)字的溫度信號(hào)，通過(guò)串行，CPU接受"一線總線"，同時(shí)可以傳送CRC校驗(yàn)碼，擁有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力； （9）負(fù)壓特性：當(dāng)接反電源極性的時(shí)候，芯片不會(huì)發(fā)熱，因而更加不會(huì)被燒毀， 但之后不能正常工作。7.2 單片機(jī)電路STC89C52是一種CMOS8位微小型控制器，其性能高、功耗低，并且具有可編程Flash 存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)容量

14、是8K。在單芯片上，STC89C52為眾多嵌入式控制系統(tǒng)應(yīng)用提供有效、靈活的解決方案主要其原因就是擁有可編程Flash 和靈活的8 位CPU。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：512bitRAM，8kbitFlash， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗的定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，單個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，三個(gè)16 位計(jì)數(shù)器/ 定時(shí)器，全雙工串口。另外靜態(tài)邏輯操作是STC89X52 降至0Hz，并且支持2種軟件，與此同時(shí)，還可選擇節(jié)電模式。當(dāng)CPU 停止工作，就是屬于空閑模式。此時(shí)允許RAM、串口、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、中斷時(shí)候繼續(xù)工作。保存RAM內(nèi)容，可以在掉電保護(hù)方式下，并且可以把振蕩器

15、凍結(jié)了，單片機(jī)停止一切工作，直到下一個(gè)硬件復(fù)位或中斷為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。7.3 LCD1602顯示屏電路1602液晶也叫1602字符型液晶，字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊將可以顯示在1602上的，可以顯示一個(gè)字符，是通過(guò)每個(gè)點(diǎn)陣字符位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且組成部分是若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。1602LCD是指顯示的內(nèi)容可以顯示每行16個(gè)字符液晶模塊，并且可以顯示兩行，1602代表的就是這個(gè)意思。LCD1602液晶顯示內(nèi)容豐富、小巧的體積、功耗低、超薄且輕巧，常用在微型儀表和低功耗應(yīng)用系

16、統(tǒng)中。1602的16腳接口是采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的，其中: （1）第1腳：接地電源是VSS；（2）第2腳：正電源是VDD接+5V；（3）第3腳：液晶顯示器調(diào)整對(duì)比度的端口是V0，接正電源的時(shí)候?qū)Ρ榷仁亲钊醯模拥仉娫吹臅r(shí)候?qū)Ρ榷仁亲罡叩?，?duì)比度太高時(shí)會(huì)出現(xiàn)不一樣的“鬼影”，使用時(shí)，對(duì)比度的調(diào)整，可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器來(lái)進(jìn)行；（4）第4腳：RS為選擇寄存器，指令寄存器用于低電平的時(shí)候、數(shù)據(jù)寄存器用于高電平的時(shí)候；（5）第5腳：信號(hào)線RW是代表讀寫(xiě)的，寫(xiě)操作通常都是在低電平的時(shí)候進(jìn)行，讀操作通常都是在高電平的時(shí)候進(jìn)行，顯示地址或者寫(xiě)入指令就要當(dāng)RS和RW均是為低電平的時(shí)候。低電平的時(shí)候可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)，必

17、須要是當(dāng)RS是高電平RW時(shí)候，高電平的時(shí)候可以讀忙信號(hào)，必須要是當(dāng)RS是低電平RW時(shí)候；（6）第6腳：E端是使能端，其作用就是當(dāng)E端從高電平跳轉(zhuǎn)成為低電平的時(shí)候，液晶模塊會(huì)按照流程執(zhí)行命令；（7）第714腳：8位雙向數(shù)據(jù)線是從D0到D7；（8）第1516腳：這些都是空腳；從以上可以知道，LCD1602有16只管腳，每只都有不同的作用。設(shè)計(jì)好電路，再通過(guò)軟件編程。當(dāng)通電時(shí)候，就會(huì)啟動(dòng)顯示屏，顯示屏就會(huì)工作，就會(huì)顯示外面所需要的。7.4 電源模塊如圖1.3所示，該電路圖是電源模塊，主要負(fù)責(zé)整個(gè)電路系統(tǒng)的電源供應(yīng)。整個(gè)電子體溫計(jì)采用的是穩(wěn)壓5V恒流電源。由于這個(gè)電子體溫計(jì)的電路系統(tǒng)的外部電源，不一定

18、全都是系統(tǒng)所要求的而5V穩(wěn)壓電源，故需要對(duì)輸入的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理才行，通過(guò)處理電壓，才會(huì)產(chǎn)生5V的電壓。并且穩(wěn)壓是時(shí)候，所采用的穩(wěn)壓的芯片是最常用的78xx系列的7805穩(wěn)壓芯片。為了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且由于穩(wěn)壓芯片有波動(dòng)的波形。所以應(yīng)該要對(duì)穩(wěn)壓之前和之后的電壓進(jìn)行濾波處理，處理之后的波形，才會(huì)增加電形的平滑，這時(shí)候，電子體溫計(jì)整個(gè)電路系統(tǒng)才運(yùn)行的更加穩(wěn)定，可靠，不會(huì)出問(wèn)題。 圖1.3電源模塊電路原理圖 圖1.4 電子體溫計(jì)原理圖如圖1.4所示，整個(gè)電路原理圖，分有幾個(gè)模塊，其中主要就是有單片機(jī)模塊，DS18B20溫度傳感器模塊，顯示模塊和電源模塊。而其中也有些小模塊，如晶振模塊，報(bào)警器模塊

19、等等。這四個(gè)大模塊，不同功能，有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，成為一個(gè)完整的整體。八、 測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)8.1 溫度傳感器的介紹為了盡量多學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)，本課題同時(shí)采用了兩種溫度傳感器：LM35以及NTC熱敏電阻，設(shè)計(jì)了兩個(gè)不同的電路。用同一塊單片機(jī)分別測(cè)量它們的輸出，用兩套程序來(lái)進(jìn)行計(jì)算，用同一個(gè)液晶屏分時(shí)顯示這兩個(gè)不同的傳感器測(cè)量到的溫度。8.1.1熱敏電阻的類型及特性熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的阻值隨溫度變化這一熱性而制成的，分為NTC（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻、PTC(正溫度系數(shù))熱敏電阻兩大類。PTC熱敏電阻電阻值隨溫度的升高而增大，NTC熱敏電阻電阻值隨溫度的升高而降低5。正溫度系數(shù)熱敏電阻其電阻值隨著PT

20、C熱敏電阻本體溫度的升高呈現(xiàn)出階躍性的增加，溫度越高，電阻值越大。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻其電阻值隨著NTC熱敏電阻本體溫度的升高呈現(xiàn)出階躍性的減小，溫度越高，電阻值越小。NTC熱敏電阻的測(cè)溫范圍：低溫型號(hào)為-1000，中溫型號(hào)為-50+300，高溫型號(hào)為+200+800，主要材料為Mn、Ni、Co、Fe、Cu、Al等，用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償和電流限制等。PTC熱敏電阻的測(cè)溫范圍為-50+150主要材料有BaTiO3等，用于溫度開(kāi)關(guān)、恒溫控制和防止沖擊電流等。8.1.2線性化處理多數(shù)傳感器的輸出信號(hào)與被測(cè)量之間的關(guān)系并非線性誤差，如圖1.5中的曲線1和曲線2。圖1.5 輸出信號(hào)與被測(cè)量之間的非線性關(guān)

21、系1-類似指數(shù)型非線性特性2-類似于對(duì)數(shù)型非線性特性3-線性化后的特性在非線性情況下，將嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度。因此必須先將實(shí)際曲線1或曲線2進(jìn)行線性化處理，得到曲線3。線性化處理的方法：線性化處理可以由硬件實(shí)現(xiàn)，但線性化電路往往較復(fù)雜，也會(huì)增加檢測(cè)系統(tǒng)的成本。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理能力允許的條件下，可以用軟件實(shí)現(xiàn)線性化處理。設(shè)傳感器的靜態(tài)輸入/輸出的特性為y=f(x)，是非線性的，則可以通過(guò)查表法、線性插值法，以及二次拋物線折線法等幾種線性化方法，得到線性的結(jié)果：y=Kx。查表法雖然簡(jiǎn)單，但需逐點(diǎn)測(cè)量輸入-輸出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；采用線性插值法時(shí)，劃分的段數(shù)越多，得到的結(jié)果就越精確，但計(jì)算所需時(shí)間就越長(zhǎng)，即儀器

22、穩(wěn)定時(shí)間就越長(zhǎng)；二次拋物線折線法的計(jì)算就更加復(fù)雜。本設(shè)計(jì)采用對(duì)數(shù)計(jì)算的方法。利用T=3950/(log(RT/RO)+3950/298.15)-273.15公式來(lái)計(jì)算溫度與熱敏電阻的關(guān)系。8.1.3 NTC熱敏電阻用于溫度測(cè)量和控制簡(jiǎn)介熱敏電阻具有尺寸小、響應(yīng)速度快、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，因此它在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。熱敏電阻在工業(yè)上的用途很廣，根據(jù)產(chǎn)品型號(hào)不同，其適用范圍也各不相同，具有以下方面：（1）熱敏電阻測(cè)溫 作為測(cè)量溫度的熱敏電阻一般結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，價(jià)格較低廉。沒(méi)有外面保護(hù)層的熱敏電阻只能應(yīng)用在干燥的地方；密封的熱敏電阻不怕濕氣的侵蝕，可以使用在較惡劣的環(huán)境下。由于熱敏電阻的阻值較大，故其連接

23、導(dǎo)線的電阻和接觸電阻可以忽略，在熱敏電阻測(cè)量糧倉(cāng)溫度中，其引線可長(zhǎng)達(dá)近千米。熱敏電阻的測(cè)量電路多采用橋路，調(diào)試電橋電路時(shí)，必須先調(diào)零，再調(diào)滿度，最后再驗(yàn)證刻度盤(pán)中其他各點(diǎn)的誤差是否在允許的范圍內(nèi)，上述過(guò)程稱為標(biāo)定。具體做法如下：將絕緣的熱敏電阻放入32（表頭的零位）的溫水中，待熱量平衡后，調(diào)節(jié)RP1，使指針指在32上，再加入熱水，用更高一級(jí)的數(shù)字式溫度計(jì)監(jiān)測(cè)水溫，使其上升到45。待熱量平衡后，調(diào)節(jié)RP2，使指針指在45上。再加入冷水，逐漸降溫，檢查3245范圍內(nèi)刻度的準(zhǔn)確性。如果不正確：可重新刻度；在帶微機(jī)的情況下，可用軟件修正。雖然目前熱敏電阻溫度計(jì)均已數(shù)字化，但上述的“調(diào)試”、“標(biāo)定”的概

24、念是作為檢測(cè)技術(shù)人員必須掌握的最基本技術(shù)，必須在實(shí)踐環(huán)節(jié)反復(fù)訓(xùn)練類似的調(diào)試基本功。（2）熱敏電阻用于溫度補(bǔ)償 熱敏電阻可在一定的溫度范圍內(nèi)對(duì)某些元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償。例如，動(dòng)圈式表頭中的動(dòng)圈由銅線繞制作而成。溫度升高，電阻增大，引起測(cè)量誤差。可以在動(dòng)圈回路中串入由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻組成的電阻網(wǎng)絡(luò)，從而抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差。在三極管電路、對(duì)數(shù)放大器中，也常用熱敏電阻組成補(bǔ)償電路，補(bǔ)償由于溫度引起的漂移誤差。（3）熱敏電阻用于溫度控制及過(guò)熱保護(hù) 在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中嵌入突變型熱敏電阻并與繼電器串聯(lián)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)釘子電流增大，引起發(fā)熱。當(dāng)溫度大于突變點(diǎn)時(shí)，電路中的電流可以由十分之幾毫安突變?yōu)閹?/p>

25、十毫安，因此繼電器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。熱敏電阻在家用電器中用途也十分廣泛，如空調(diào)與干燥器、電熱水器、電烘箱溫度控制等都用到熱敏電阻。（4）熱敏電阻用于液面的測(cè)量給NTC熱敏電阻施加一定的加熱電流，它的表面溫度將高于周?chē)目諝鉁囟?，此時(shí)它的阻值較小。當(dāng)液面高于它的安裝高度時(shí)，液體將帶走它的熱量，使之溫度下降、阻值升高。判斷它的組織變化，就可以知道液面是否低于設(shè)定值。汽車(chē)油箱中的油位報(bào)警傳感器就是利用以上原理制作的。熱敏電阻在汽車(chē)中還用于測(cè)量油溫、冷卻水溫等。利用類似的原理，熱敏電阻還可用于氣體流量的測(cè)量10。熱敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是可測(cè)量到小范圍內(nèi)的溫度，變化率較大，固有電阻大，無(wú)需延長(zhǎng)導(dǎo)線時(shí)的誤差

26、補(bǔ)償；其缺點(diǎn)是變化率非線性，不適合測(cè)量高溫區(qū)。8.2 熱敏電阻溫度測(cè)量計(jì)算LM285/LM385系列微功率帶隙穩(wěn)壓器二極管。設(shè)計(jì)工作低于10A到20A的寬電流范圍。這些器件特征有非常低的動(dòng)態(tài)阻抗、低噪聲以及隨時(shí)間和溫度穩(wěn)定工作。通過(guò)片內(nèi)微調(diào)可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的電壓誤差11。根據(jù)公式RT= R0 *EXP(B*(1/T0-1/T1)8.3 放大電路部分LM324系列運(yùn)算放大器是價(jià)格便宜的帶差動(dòng)輸入功能的四運(yùn)算放大器?？晒ぷ髟趩坞娫聪拢妷悍秶?.0V32V或最大±16V13。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四運(yùn)算放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下

27、，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。8.4 恒流源電路這是最簡(jiǎn)單的偏置電路，偏置電流IB自電源VCC(取VCC=5V)經(jīng)過(guò)10k，電阻流通。即這一電路的偏置電流IB可用下式表示：IB=（VCC-UBE）/10=（5-0.7）/10=0.43mA 圖1.6 總電路原理圖上圖為本設(shè)計(jì)電子體溫計(jì)的總原理圖，以單片機(jī)為核心，溫度傳感器和1602LCD液晶顯示屏為輔件，完成整個(gè)電路圖的搭建。九、PCB電路板的制作在制作PCB板的過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)以及成本的限制，故采用的是熱轉(zhuǎn)印法來(lái)制作的PCB板，制作的詳細(xì)步驟如下所示。

28、第一步：電路設(shè)計(jì)。在Multisim 11.0軟件中正確的畫(huà)出各模塊的原理圖，對(duì)電路進(jìn)行仿真測(cè)試，并且對(duì)對(duì)該原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查.第二步：在Protell se99軟件，畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電子體溫計(jì)電路圖，并且生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表和元件清單，隨后再利用網(wǎng)絡(luò)表生成PCB圖。第三步：設(shè)計(jì)布線規(guī)則。在這個(gè)步驟中只要是對(duì)線寬，線距以及焊盤(pán)的詳細(xì)參數(shù)的設(shè)置，是畫(huà)出的PCB板能夠符合現(xiàn)實(shí)元器件封裝大小。如圖7.1，就是一個(gè)已經(jīng)設(shè)計(jì)好了的PCB板圖。第四步：交付生產(chǎn)，把設(shè)計(jì)的電路圖，生產(chǎn)出來(lái)。第五步：焊接。PCB制作完成。圖1.7PCB制作效果圖十、系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)量10.1 系統(tǒng)調(diào)試電子體溫計(jì)系統(tǒng)的硬件調(diào)試一般分下面幾個(gè)步驟。第一步：檢查外部的各種元器件，看元器件是否完好無(wú)損，并且觀察電路板上的電路是否有斷點(diǎn)。是否有漏焊，虛焊等等。第二步：用儀器儀表進(jìn)行檢測(cè)，這里主要采用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)，先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，拐點(diǎn)等等，再次檢測(cè)各種地線與電源線之間是否有短路、斷路等不良現(xiàn)象。第三步：通電檢測(cè)。給電路PCB板通上電，檢測(cè)所有器件的電源是否符合要求的值。并且檢測(cè)整個(gè)電路的功能是否能夠正常運(yùn)行。第四部：在通電工作中，觀察電子體溫計(jì)能否正常的測(cè)量體溫，并且檢查顯示屏能否正常顯示數(shù)據(jù)。10.2 誤差分析通過(guò)用