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图3-9等效电路图
最终SON3130的5号引脚输出心率方波信号，与单片机的P13相连，将心率脉冲信号传输给单片机。
3.3 温度采集电路
3.3.1 温度传感器DS18B20
本次设计采用温度传感器DS18B20得到体温值。该传感器抗干扰强、误差小、内部集成转换电路使输出量为数字信号，除此之外，还可以编程，使用相当的方便，只要将其通信口直接接到单片机上就行。其硬件原理图如图3-10所示。
232221202-12-22-32-4LSBoMsbLsb(unit=C)SSSSS262524MSB
图3-10 DS18B20原理图 图3-11 DS18B20温度数据格式
DS18B20最多只能把12位的温度数据保存在寄存器中，如图3-11所示。一共两个字节，上面一行代表低字节，下面一行代表高字节，其中左边代表字节高位，右边代表字节低位。图中除了S代表符号位以外，其他的数据位存放的是二进制数，表示温度数据，每一位都对应一个温度。其测量范围是-55~+125，而
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其温度数据，是通过寄存器中的16位二进制数来表示温度（包括其符号），寄存器中每个数字变化都代表温度也产生相应变化，如表 3-2所示。通过表格可知，由于二进制数最小变化为1，因此通过DS18B20获取温度其最小变化是0.0625。
表 3-2 DS18B20温度值 TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT(Binnary) DIGITAL OUTPUT(Hex) 0000 0111 1101 0000 07D0H +125 +25.0625 +10.125 +0.5 0 -0.5 -10.125 -25.0625 -55 0000 0001 1001 0001 0000 0000 1010 0010 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 1111 1111 0101 1110 1111 1110 0110 1111 1111 1100 1001 0000 0191H 00A2H 0008H 0000H FFF8H FF5EH FF6FH FC90H 单片机读取该传感器的温度数据需要对其进行复位操作，复位成功后接连发送读ROM和写RAM指令，然后才能对其进行操作。复位操作过程如下：CPU先把通信线电压高电平拉低500μs，在拉高电平。当温度传感器感受到这个信号并不是直接发出存在信号脉冲（持续60~240微秒），而是延迟一段时间（16~60微秒之间），单片机收到存在脉冲代表复位完成。
3.3.2 温度采集电路
DS1302只有一个IO通信口，其管脚图如图3-12所示，在实际使用中，只需将IO通信口接到单片机上，VCC接高电平，GND接低电平，单片机即可读取数字温度，温度采集电路图如图3-13所示。
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图3-12 DS18B20管脚图 图3-13 DS18B20仿真图
3.4 时钟电路
3.4.1 时钟芯片DS1302
DS1302是美信公司推出的一种高性能、低功耗、带有RAM的实时日历时钟的电路，采用串行方式与单片机通信，可对年月日星期时分秒进行实时计时，并具有闰年补偿功能。DS1302内部有一个大小为31字节的RAM区，可用于存放临时性数据。它采用三线接口与MCU进行通信，此外也具有宽电压的工作特点。其外部引脚和内部结构框图如图3-14和3-15所示。
X1X2Vcc1Vcc2GNDI/OPowerPowerControlControlDS1302OscillatorOscillatorAndAndCounterdownCounterdownchainchainInputInputShiftShiftRegistersRegistersCommand andCommand andControl LogicControl LogicReal-timeReal-timeClockClock3131хх8RAM8RAMSCLKCE 图3-14 DS1302引脚图 图3-15 DS1302内部结构框图
8个引脚功能如表 3-3 DS1302引脚功能所示。
表 3-3 DS1302引脚功能图 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 引脚名称 Vcc2 X1 X2 GND CE I/O SCLK Vcc1 引脚功能 主电源引脚，为时钟芯片工作供电 接32.768K的晶振，为时钟计时提供频率基准 接地 这个值为1单片机才可以读取时间数据 单片机读写时间数据都是由这个引脚完成 与单片机相连，作为通信的时钟信号 接备用电源，当芯片处于掉电情况下，由备用电源供电，保证时间继续计时 DS1302的一条指令一个字节共8位，其中最高位只能是1，代表写入有效；第6位是选择RAM还是CLOCK的，为0则用RAM功能，为1则用CLOCK功能；第
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5位到第1位决定寄存器的地址；第0位是读写位，为0代表读，为1代表写。命令字节的格式如图3-16所示。
7 1 图3-16 DS1302命令字节 6 RAM A4 A3 A3 A1 A0 5
4
3
2
1
0 RD 该时钟寄存器只有8个是和时间有关的，分别是秒分时日月星期年以及一个写保护位。寄存器的地址只有五位，从0b00000~0b00111。由于第零位，第六位，第七位都已经给出来了，所以转换成16进制读写指令则变成8xh，比如秒寄存器中81h、80h代表读写，具体详情如表 3-4所示。
表 3-4 DS1302的时钟寄存器 读 写 7 6 5 4 3 2 1 0 81h 80h 标志位 秒的十位 秒的个位 83h 82h 分钟十位 分钟个位 10 12/ 85h 84h 0 小时十位 小时个位 /PM 87h 86h 89h 88h 8Dh 8Ah 8Dh 8Ch
范围 00~59 00~59 1~12/0~23 1~31 1~12 1~7 00~99 0 0 0 0 0 0 日的十位 0 0 月的十位 0 日的个位 月的个位 0 星期只有个位 年的个位 年的十位 3.4.2 时钟电路
DS1302与MCU连接只需要3条线（I/O、SCLK、钟数据，时钟电路图如图 3-17所示。
），单片机即可获取时
图3-17 时钟电路图
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3.5 液晶显示电路
LCD1602显示电路图如图3-18所示。LCD1602的D0~D7口与单片机的P0通信口相接，RS、RW、E接口与单片机P20~P22相接，VSS引脚接地，VDD引脚接5V高电平，本次设计为了方便取消灰度对比度调节，故VEE默认接大约0.65V的电压。
图3-18 LCD1602显示电路图
3.6 其他电路
3.6.1 按键电路
因为I/O口足够多，并且按键采用线性按键。三个按键右侧的引脚并联接地，左侧引脚分别于CPU的P30~P32相接。有程序控制扫描，KEY1代表切换模式，KEY2代表设置值加，KEY3代表设置值减。按键电路如图3-19所示。
图3-19 按键电路
3.6.2 报警电路
报警电路如图3-20所示。两LED灯分别与单片机上的P26、P27相连，心率超限时灯1亮，体温超限灯2亮，反之，不亮。BUZ与单片机的P17接口相连，当所测体温和心率两者超出正常值范围，BUZ处于低电平状态，PNP导通，蜂鸣器响；否则，BUZ处于高电平，PNP截止，蜂鸣器不响。
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腕带式心率体温计设计 - 图文
