姜洪杰，張小亮（鄭州光力科技股份有限公司，450001）

?

單片機體溫測試系統(tǒng)研究

姜洪杰，張小亮
（鄭州光力科技股份有限公司，450001）

摘要：溫度高低對許多工業(yè)生產(chǎn)十分重要，特別是對醫(yī)療行業(yè)的影響，現(xiàn)代化社會發(fā)展中，人們對此方面工作亦是高度重視。本文分析了單片機體溫測試系統(tǒng)，并提出了實用性應(yīng)用策略，為單片機體溫測試系統(tǒng)構(gòu)建提供可靠的理論性依據(jù)。

關(guān)鍵詞：單片機；體溫測試；測試系統(tǒng)

體溫測試的方式有很多，比如腋下測量法及肛門內(nèi)測量法和口腔內(nèi)測量法等，但這些測量均是以傳統(tǒng)體溫計而實現(xiàn)的，其間存在許多不足之處。許多城鎮(zhèn)醫(yī)院病房醫(yī)護人員均是采用體溫計測量，此類體溫測量方式若患者多且醫(yī)務(wù)人員少時，費時費力，且工作效率低，醫(yī)患之間的接觸時間變長，這時出現(xiàn)交叉感染的幾率很大，且不能對患者體溫實時監(jiān)測。因此，分析單片機體溫測試系統(tǒng)，對我國醫(yī)療事業(yè)的進一步發(fā)展有著極大現(xiàn)實意義。

1　傳統(tǒng)體溫計的弊端

水銀體溫計成本不高，是現(xiàn)時期使用最為廣泛的一種體溫檢測工具，不過其仍存在諸多弊端，比如：每次使用之前都需要回表操作，此類方式應(yīng)用比較麻煩，再者是其讀數(shù)為模擬量，這時讀取不太方便；測量工作往往需要5-10分鐘才能完成，這也是此項工作效率低的關(guān)鍵；該工具極易損壞，水銀揮發(fā)之后會出現(xiàn)汞中毒。盡管此類方式應(yīng)用十分廣泛，但許多醫(yī)務(wù)人員都覺得此類方式效率低，且費時費力，這時檢測工作就流于形式，這也是傳統(tǒng)體溫計最大的弊端。

2　單片機體溫測試系統(tǒng)簡析

傳統(tǒng)體溫計存在許多弊端，本文以DS18B20單片機為研究對象，進行了下述幾方面分析：

2.1工作原理

著眼于傳統(tǒng)體溫設(shè)計中存在的問題，可基于單片機控制數(shù)字溫度傳感器，設(shè)計出效率更高的體溫檢測系統(tǒng)。DS18B20是一種數(shù)字溫度傳感器，其各方面性能優(yōu)良，且體積小，通?？梢?個引腳實現(xiàn)應(yīng)用，這里主要是電源及接地和數(shù)據(jù)線，可以一線式方式和微控制器相互連接，這樣可合理節(jié)省系統(tǒng)資源；且此類方式測溫速度迅速，常規(guī)氣體及液體測溫僅需0.75秒即可；測溫分辨率為0.0625攝氏度，在-55-125攝氏度之間的測量穩(wěn)定安全；其測溫數(shù)值是數(shù)字化的，讀取亦是十分便捷。

2.2DS18B20實現(xiàn)

DS18B20是由美國Dallas公司研究的單線數(shù)字式溫度傳感器，其是64位激光刻蝕ROM及溫度靈敏元件和非易失性溫度告警觸發(fā)器與TL器件所構(gòu)成的，和微處理器的通信是以單線接口實現(xiàn)的。其間可編程為9-12位轉(zhuǎn)換精度，各個DS18B20的序列號均是唯一的64為長。用戶通過設(shè)置非易失性溫度告警，實現(xiàn)告警搜索命令識別及尋址溫度，但這些均是編寫于極限外的器件溫度告警，供電方式是信號線高電平時竊電供電，或是采用直接外供5V電源而實現(xiàn)供電，保證整個系統(tǒng)的安全運行。DS18B20多用于多點溫度檢測，對醫(yī)院中的體溫檢測工作有著極大現(xiàn)實意義。DS18B20具備九個寄存器，最前端的兩個主要是儲存當前溫度。其可提供相對應(yīng)的啟動溫度轉(zhuǎn)換和讀取溫度等，這些均是專用指令，可迅速讀取外部溫度。

3　系統(tǒng)硬件設(shè)計

為了提高系統(tǒng)效率，可采用多個DS18B20并行測溫；再是為了合理降低生產(chǎn)成本，提升其可靠性，可以高速且低功耗、抗干擾強的STC單片機。其間STC89C516RD+的內(nèi)部有效集成了64KB閃存，且其具備1280B SRAM，可適用于具備大量溫度數(shù)據(jù)的體溫檢測系統(tǒng)。

多個DS18B20和微控制器的鏈接是通過單總線鏈接方式實現(xiàn)的，強調(diào)的是以一條公共總線鏈接多個DS18B20。不過此類方式速度慢，且不適宜實時性更高的地方，并不能滿足測量速度更高的要求，這時則采用片選緩沖器實現(xiàn)DS18B20及微控制器的鏈接。

DS18B20接觸人體20秒之后即可獲得準確的體溫，但為了安全則啟動DS18B20之后，系統(tǒng)會等待30秒再進行接收，之后才是體溫數(shù)據(jù)的顯示。不過因數(shù)據(jù)量過大，則是選擇LCD 12864液晶模塊來顯示，此類液晶顯示模塊是串行通信方式而實現(xiàn)的，不過其速度緩慢，這時則可以STC89C516RD+及LCD 12864數(shù)據(jù)線實現(xiàn)連接。并為其裝設(shè)相應(yīng)的按鍵及揚聲器，從而實現(xiàn)系統(tǒng)控制及聲音提示。

通過上述簡析，整個電路硬件設(shè)計完成，該系統(tǒng)可通過12V直流電源適配器供電工作，但亦可以四個普通五號干電池進行串

聯(lián)供電，這時其即成便攜式系統(tǒng)。

4　系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1系統(tǒng)程序設(shè)計流程

系統(tǒng)工程流程主要是：系統(tǒng)上電之后再初始化；詳細檢測DS18B20，若結(jié)果顯示正常，揚聲器會長響，且進入鍵盤等待，反之則是顯示錯誤；檢測人員按相關(guān)鍵盤，則系統(tǒng)出現(xiàn)了外部中斷0響應(yīng)，從而啟動全部的DS18B20實現(xiàn)工作；等待4秒之后則把讀入的數(shù)據(jù)快速儲存至溫度數(shù)據(jù)組中，再將其送進LCD中進行顯示；揚聲器長響則會進入等待狀態(tài)，等下輪溫度檢測鍵盤觸發(fā)。檢測人員可由LCD 12864中記錄詳細的體溫數(shù)值，這時可實現(xiàn)每分鐘64個學生體溫測量。

4.2軟件設(shè)計應(yīng)注意的問題

其軟件設(shè)計中應(yīng)注意諸多問題，具體而言，應(yīng)注意下述幾方面：其一，為各個DS18B20詳細編號，并嚴格觀察DS18B20狀態(tài)是否正常，盡可能避免系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取時出現(xiàn)死循環(huán)的問題；其二，系統(tǒng)主要是采用單數(shù)據(jù)線結(jié)構(gòu)而形成的，這時的DS18B20非常適應(yīng)于位尋址，不過其同時接入多個DS18B20時，相應(yīng)的位尋址方式效率不高，這時則可采用字節(jié)尋址方式實現(xiàn)，此類方式所獲得的讀入數(shù)據(jù)應(yīng)重組，之后才是準確的溫度數(shù)據(jù)；其三，該系統(tǒng)采用的是LCD 12864尺寸的液晶顯示器，此顯示器有一定的局限性，其一次性顯示64個體溫數(shù)值時，不能顯示其編碼，這時系統(tǒng)可設(shè)置為若干次顯示，比如每次顯示16個體溫數(shù)值，亦或者是以更大尺寸的液晶顯示器實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示；其四，DS18B20往往是出廠時就進行了相應(yīng)的處理，實際應(yīng)用中并不需要校準，不過卻需要對其進行定期觀察，觀察其室溫內(nèi)獨處的溫度數(shù)值有無不一樣的情況，如果出現(xiàn)這種情況，則應(yīng)及時更換其間被損壞的器件，確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

5　結(jié)束語

國內(nèi)醫(yī)療事業(yè)的進一步發(fā)展，人們更強調(diào)溫度測試及控制的質(zhì)量與水平。傳統(tǒng)體溫計使用的弊端一直是醫(yī)療行業(yè)所關(guān)注的重點問題，此類體溫測量方式若患者多且醫(yī)務(wù)人員少時，其費時費力且工作效率低，醫(yī)患之間的接觸時間變長，這時出現(xiàn)交叉感染的幾率很大，且不能對患者體溫實時監(jiān)測。本文著眼于這方面問題，以DS18B20設(shè)計了適宜的體溫測試系統(tǒng)，文中對傳統(tǒng)體溫計的弊端進行了簡述，并簡析了單片機體溫測試系統(tǒng)，對其系統(tǒng)軟硬件設(shè)計進行了全面探討，對我國醫(yī)療事業(yè)的進一步發(fā)展有著極大現(xiàn)實意義。

參考文獻

［1］夏志華.基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［J］.煤炭技術(shù)，2013（02）.

［2］馬麗麗，高鑫，賀超興，紀建偉.基于單片機的溫度檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計［J］.現(xiàn)代儀器，2012（03）.

［3］柴恒蕾.基于單片機的溫度測控系統(tǒng)設(shè)計［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011（14）.

［4］葛萍，方勇，解本政，周懷平.溫度測試系統(tǒng)中的誤差分析與控制方法［J］.信息與電子工程，2011（06）.

［5］李云勝，李曉虹.基于STC單片機的商品電子防盜系統(tǒng)設(shè)計［J］.自動化與儀表，2009（24）.

Research on the temperature measurement system of single chip microcomputer

Jiang Hongjie，Zhang Xiaoliang
（Zhengzhou power Polytron Technologies Inc，450001）

Abstract：The temperature of many industrial production is very important，especially for the impact of the medical industry，the development of modern society，people are highly valued in this regard.This paper analyzes the single chip temperature testing system，and puts forward the practical application strategy，which provides a reliable theoretical basis for the construction of the temperature test system of the single chip microcomputer.

Keywords：single chip microcomputer；temperature test；test system