單片機控制的電子體溫計系統(tǒng)的軟件設計案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u26310單片機控制的電子體溫計系統(tǒng)的軟件設計案例分析 [36]。本次設計的調(diào)試步驟分為仿真調(diào)試與程序調(diào)試來完成，先用keil4來編寫要實現(xiàn)功能的程序，再用仿真軟件來設計并布線。建立新的程序文件，從元器件庫中查找本設計所需要的元器件，如STC89C52、DS18B20、LED數(shù)碼管、蜂鳴器、按鍵、電阻、電容等。查找后放在規(guī)定阿區(qū)域，各個器件之間進行連線。使用Keil對各個模塊的控制對象編寫程序，分別編程對溫度測量，蜂鳴器報警提示進行控制的程序，使結(jié)果發(fā)送至顯示屏。編寫程序后完成后進行編譯檢查程序是否有誤，2.仿真調(diào)試結(jié)果當系統(tǒng)開始仿真時，系統(tǒng)體溫設置高溫38度報警，低溫25度報警，上下限設置結(jié)果如圖4-1、圖4-2所示。圖4-2上限值設置圖4-3下限值設置當按下一次DS18B20的左邊紅色按鈕時，溫度降低1℃；當按下一次右邊紅色按鈕時，溫度升高1℃。按下溫度傳感器右側(cè)按鈕讓體溫增加至38℃以上時，蜂鳴器閃亮并且鳴響，給予報警提示。仿真測試結(jié)果如圖4-4所示。圖4-4仿真測試仿真在硬件的開發(fā)過程中作用很大，通過仿真可以判斷選擇的方案和系統(tǒng)是否正確、是否實用，事先驗證的基礎上再實現(xiàn)，能節(jié)省資源和時間。2.4本章小結(jié)本章主要介紹了系統(tǒng)仿真與調(diào)試。首先介紹了Proteus仿真軟件和KeilC51編程軟件，然后說明了調(diào)試步驟、調(diào)試結(jié)果。在Proteus中設計電路仿真試驗，將找到的元器件放在對應位置以完成原理圖的設計，導入hex文件并進行仿真調(diào)試。hex文件是在keil中完成程序編寫并編譯成功后生成的。在對整個系統(tǒng)編程的過程中，發(fā)現(xiàn)了控制對象賦值錯誤導致整個程序無法編譯的錯誤并修改了程序。

第3章系統(tǒng)測試與測量本章主要描述了軟硬件部分的測試和體溫的測量，分別說明了軟件部分和硬件部分的測試過程以及該過程中遇到的問題和解決方案，并對實物部分得出來的測量結(jié)果進行了分析和總結(jié)。3.1系統(tǒng)測試3.1.1硬件測試首先是檢查單片機開發(fā)板上各個元件是否完好，并用數(shù)字萬用表對各器件進行了短路測試；通過接通電源觀察蜂鳴器是否鳴響的方式判斷蜂鳴器的型號，經(jīng)檢測確定為無源蜂鳴器；用萬用表測量語音芯片和DS18B20的供電引腳，將紅黑表筆分別接到供電引腳正負極，讀取到電壓值為2.93V符合兩個模塊的工作電壓。通過以上方式，確認硬件電路及各外設模塊能夠正常運行，可以實現(xiàn)預期功能。在調(diào)試及測量過程中遇到了一些問題，由于操作不當導致DS18B20的引腳出現(xiàn)損壞，后來及時更換器件重新進行測試并成功。3.1.2軟件測試首先是每一個模塊的程序編寫結(jié)束后進行調(diào)試，然后對系統(tǒng)整個程序進行調(diào)試。確定總程序模塊沒有問題之后，已經(jīng)調(diào)試好的硬件系統(tǒng)結(jié)合編譯好的程序進行綜合調(diào)試，在不斷地調(diào)試過程中，逐步完善程序直至達到預期的要求。首先，將數(shù)碼管測試程序下載至單片機中并通電，觀察到八位數(shù)碼管都顯示正常；將DS18B20測試程序下載至單片機中，通電后顯示溫度與水銀溫度計測量溫度相似，表明該溫度傳感器模塊工作正常；通過編寫無源蜂鳴器測試程序，檢測到蜂鳴器工作正常；將語音模塊測試程序下載至單片機中，測試了語音模塊的錄音后播報以及直接播報功能正常。在編寫程序及調(diào)試的過程中也遇到了一些問題，在購買硬件之前根據(jù)課本數(shù)碼管的引腳圖自行編寫了程序并運行成功，后來硬件部分調(diào)試好后，下載程序過程中發(fā)現(xiàn)程序和開發(fā)板上各器件上的引腳不對應導致沒法運行，然后仔細研究了開發(fā)板上各器件原理圖并更改了原程序的引腳號后，數(shù)碼管完成了顯示，實現(xiàn)了各部分的功能。調(diào)試是一個非常重要的過程，所以需要清楚軟件的使用方法以及如何將程序燒錄到單片機上。首先要做的就是對硬件電路做檢查，如果硬件電路沒有問題，再去檢查軟件方面，對軟件的每一塊程序都進行仔細地檢查和調(diào)試。軟件方面的調(diào)試不僅是編寫程序上的問題，它需要不斷調(diào)試、運行，將程序下載到硬件上去，檢測能否運行實現(xiàn)功能。為確保程序能夠在硬件上能按預期正常運行，要認認真真去編寫每一塊程序，保證沒有語法上和邏輯上的錯誤。3.2數(shù)據(jù)測量軟硬件測試完發(fā)現(xiàn)沒有問題后，將編譯的程序燒錄到單片機上并通電開始測量數(shù)據(jù)。理論上，正常的體溫測量分為腋窩、口腔和直腸的溫度，它們的正常值不一樣。通過查閱相關資料得知，在臨床上用于測量的口腔的溫度正常值在36.2至37.5℃之間，而直腸的溫度正常值在36至37.9℃之間，腋窩正常值是在36至37℃之間，由于手腕手指溫度通常暴露在體表外，會受外界溫度的影響，一般波動范圍在1~2℃，比如在天熱、天冷時溫度會有所不同，所以手腕手指等體表溫度測量值在34~33.5℃屬于正?，F(xiàn)象。1.測量結(jié)果用電子體溫計測量完手部溫度之后，再利用了通過延長DS18B20的方法進行腋窩溫度的測量，測出來的結(jié)果接近人的正常體溫，和水銀溫度計測出來的結(jié)果相近，在正常誤差范圍內(nèi)。所測得的測量值匯總在表格中，如表5-1所示。表5-1測量值對比數(shù)據(jù)測量對象電子體溫計體表測量溫度(℃)電子體溫計腋下測量溫度(℃)水銀體溫計腋下測量溫度(℃)甲33.736.436.6乙丙33.333.636.136.336.536.4采用普通水銀溫度計和電子體溫計在同樣環(huán)境下分別對腋下溫度進行測量之后，得到了以下幾組數(shù)據(jù)。電子體溫計和水銀體溫計測量溫度值和測量時間如表5-2、表5-3所示。表5-2普通水銀溫度計腋下體溫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)測量對象早晨中午晚上溫P(℃)TP(min）溫P(℃)TP(min)溫P(℃)TP(min)甲36.63.0136.93.2336.43.08乙36.53.4336.73.0536.53.35丙36.23.0936.62.4736.36.03表5-3電子體溫計測量腋下體溫的體溫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)測量對象早晨中午晚上溫D(℃）TD(min）溫D(℃)TD(min)溫D(℃)TD(min)甲36.31.9236.51.9536.42.04乙36.11.9636.32.0536.02.31丙36.12.0736.31.8136.41.97注:表格中，溫P（℃）為普通水銀溫度計的測量，TP(min)為普通水銀溫度計測量時間;溫D(℃)為電子體溫計的測量值，TD(min)為電子體溫計測量時間。通過對多個不同測量體的測量得到以上數(shù)據(jù)，分別使用水銀體溫計和電子體溫計都測量了5次而得的平均值，再將所得出的平均值填入上表中，通過對數(shù)據(jù)的整理和分析，電子體溫計基本達到了要求，和水銀溫度計相比，有測量時間短，讀取數(shù)據(jù)方便等優(yōu)點本設計所用到的水銀體溫計如圖5-1所示。圖5-1普通水銀體溫計本設計所用到的電子體溫計實物圖如圖5-2所示。圖5-2電子體溫計實物圖查閱芯片資料得知，給DS18B20供5v電壓才能保證它工作的穩(wěn)定性，才能更加精確的測量人體溫度，開發(fā)板資料里發(fā)現(xiàn)接DS18B20的引腳處電壓為1.3v，導致它的測量值不精確，所以用連線的方式把它的引腳接到5v電壓處，最后得到了準確的測量值。測量結(jié)果如圖5-3所示。圖5-3測量結(jié)果2.誤差分析以上數(shù)據(jù)集是用普通水銀體溫計和電子體溫計測量得到的。根據(jù)上