基于單片機的非接觸式體溫計設計

1、JIANGSUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY基科單片機的耳設接觸式體溫計設計）III學院名稱：電氣信息工程學院專業(yè)：電子信息工程班級：10電子1Z學號：姓名：楊艷指導教師姓名：黃金林指導教師職稱：高級實驗師二O四年六月Iword格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。 III基于單片機的非接觸式體溫計設計摘要：本次設計的是基于單片機的非接觸式體溫計。該體溫計主要由單片機系統(tǒng)、紅外傳感器、報警電路和溫度顯示電路等部分組成。以單片機為控制核心，通過紅外傳感器距離人體3CM5CM處采集人體溫度，經A/D轉換器轉換成數字信號，由主控芯片對采集數據進行處理，通過顯示電路進行實時顯示。如果實時數

2、據不在設定的范圍內，則由報警電路報警。該體溫計能夠在機場、海關、車站、賓館、商場、影院、寫字樓、學校等人流量較大的公共場所，有效地避免國內傳統(tǒng)的體溫測量的缺點，在快速，準確無誤，沒有交叉感情的情況下測量出人體溫度，應用十分廣泛。關鍵詞：單片機；紅外傳感器；LCD顯示Abstract:ThedesignofthenoncontacttypetemperaturemeterbasedonSCM.Thethermometerismainlycomposedofsinglechipmicrocomputersystem,in-fraredsensor,analarmcircuitandatempera

3、turedisplaycircuit.Withsinglechipmicromputerascontrolcore,throughtheinfraredsensorfromthebodyof3CM5CMofhumanbodytemperatureacquisition,theA/Dconverterconverterthedigitalsignal,thecollecteddataisprocessedbythemaincontrolchip,throughthedisplaycircuitforreal-timedisplay.Ifthedataisnotinthesetrange,thea

4、larmcircuitalarm.Thethermometercanbeattheairport,thecustoms,station,hotel,shoppingmalls,theaters,offices,schools,largepublicplaces,effectivelyavoidtheshortcomingsofthetraditionaltemperaturemeasurementat,intherapid,accutate,nocrossfeelingsofthecasemeasuredbodytemperature,awiderangeofapplications.Keyw

5、ords：Singlechipmicrocomputer;Infraredsensor;TheLCDdisplay目錄序言1第1章緒論錯誤!未定義書簽。1.1課題研究背景錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。12課題研究的目的意義錯誤!未定義書簽。第2章系統(tǒng)總體設計錯誤!未定義書簽。2.1系統(tǒng)整機設計方案錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。2.2系統(tǒng)方案的設計與比較錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。2.3元器件的選擇錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。2.4方案的最終選擇錯誤!未定義書簽。2.5系統(tǒng)整機設計框圖錯誤!未定義書簽。第3章硬件模

6、塊設計錯誤!未定義書簽。3.1單片機系統(tǒng)設計錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。3.2傳感器電路設計錯誤!未定義書簽。MLX90615紅外傳感器的介紹1錯誤!未定義書簽。MLX90615引腳及功能錯誤!未定義書簽。3.3液晶顯示電路設計錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。3.4報警電路設計錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。3.5電源、按鍵電路設計錯誤!未定義書簽。3.6硬件的總電路錯誤!未定義書簽。3.6.1硬件總電路圖錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。第4章軟件模塊設計錯誤!未定義書簽。4.1紅外測溫模塊錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義

7、書簽。錯誤!未定義書簽。4.2顯示模塊設計錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。4.3報警模塊設計錯誤!未定義書簽。第5章系統(tǒng)軟件的仿真與誤差處理錯誤!未定義書簽。5.1系統(tǒng)的仿真錯誤!未定義書簽。5.2Keil軟件應用錯誤!未定義書簽。5.3系統(tǒng)誤差處理錯誤!未定義書簽。總結錯誤!未定義書簽。參考文獻錯誤!未定義書簽。致謝錯誤!未定義書簽。附錄錯誤!未定義書簽。附錄A硬件原理圖附錄B主程序：錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。附錄C元器件清單： II序言目前人們的生活水平不斷的提高，人們對自身的身體健康問題也更加的關注，然而體溫的測量則是鑒定身體健康好壞的標

8、準之一，通過這一生理指標的要求可以更好的判斷身體的健康程度，因此體溫計在醫(yī)學上有著一席之地同時也成為了人類生活的必備品。社會上有多種多樣的體溫計，如：水銀體溫計、電子體溫計、激光體溫計等，這些體溫計在使用時需要進行一定的消毒，若不采取消毒措施則會產生交叉感染使測量數據存在很大的誤差。然而現在有一種新型的體溫計：非接觸式電子體溫計，這一體溫計大大改善了這一缺陷，更好的提供人們健康程度以至于得到廣泛的應用。與其他的體溫計比較，利用紅外傳感器制作的體溫計有效的避免了傳統(tǒng)體溫計存在的缺點，更快、更準并且在沒有交叉的情況下測量出人體體溫，由于這一特點非接觸式體溫計被廣泛用于SARS預防檢測工作、學校、火

9、車站、機場等公共場合。傳統(tǒng)的傳感器是將各種化學量、物理量、生物量的信號轉換為電信號，用來檢測并控制整個系統(tǒng)，其性能好壞直接影響測量結果。因此，必須掌握傳感器的結構、性能指標、工作原理將其應用到實例中通過分析并完全掌握。為了不斷的提高水平適用于各個領域，更多新型的體溫計也涌現出來。本課題就是由于傳統(tǒng)體溫計存在一定的缺陷而設計出來的新型電子體溫計。本次設計以單片機為核心，利用紅外傳感原理而設計的基于單片機的非接觸式電子體溫計。單片機是整個電路的核心部分，外圍電路由紅外傳感器、數據處理電路、數據顯示電路組成。以STC89LE52單片機作為核心，MLX615數字紅外傳感器進行數據采集將采集到的信號轉換

10、為電信號再經過MLX615傳感器內部的數據轉換模塊進行數據處理將電信號轉換為數字信號，將轉換后的數字信號送入單片機，將單片機經過一定的處理之后的信號送入液晶顯示部分進行顯示，從而使整個操作顯得更為智能化。這次的設計希望能夠為今后更好的拓展體溫監(jiān)測領域并能夠提供更好的思路和方法，能夠在更廣大的領域中得到廣泛的應用。第1章緒論由于科學技術發(fā)展越來越迅速，傳統(tǒng)的體溫計已經遠遠不能達到一些測量領域的要求，因此對非接觸式體溫計的需求量越來越大，所以本次非接觸式電子體 溫計的設計就是為了能夠提供更多的新的信息和方法，以至于更好的推廣。課題研究背景一個人身體狀況是否健康通過測量其體溫就可以判斷出來，所以體溫

11、計在醫(yī)學領域有著重要的作用。隨著社會不斷發(fā)展，科學技術的飛速提高，各種各樣的體溫計浮出社會在各自的領域中占有其重要的地位，每一種體溫計總會有其不足之處，但是社會在進步，改進在所難免。目前社會上現有的體溫計是：水銀體溫計、電子體溫計、紅外非接觸式電子體溫計。原來在人們的生活中用的最多的則是水銀體溫計，所以對這一類的體溫計也是比較熟悉的。水銀體溫計是由于汞受熱之后膨脹的原理。當水銀受到體溫進行加熱后，體溫計中的水銀體積慢慢膨脹使玻璃管內水銀柱的長度發(fā)生變化。水銀體溫計的外側是由玻璃構成因此比較密，而水銀的性能比較穩(wěn)定，所以這一類體溫計的顯示比較準確而且穩(wěn)定性比較高，并且價格廉價方便實用、無需外加電

12、源，因此水銀體溫計在醫(yī)務工作者身邊常常存在。但這一類體溫計存在一定的弊端，正式由于外圍是由玻璃構成易破碎而水銀具有毒性，如是在實用過程中體溫計破裂，人體肌膚就會接觸到水銀則會中毒產生不良反應。電子體溫計是將某些物質的物理參數與環(huán)境溫度之間進行一定的關系確定，將測得的體溫以數字的形式顯示出來。目前很多的醫(yī)院也采用了這類電子體溫計。電子體溫計是以數字的形式顯示出來，非?？焖俨⑶也恍枰跍y量者接觸就可測量從而被廣泛應用。但她也有其不足之處，它是由某些物質的物理參數與環(huán)境溫度之間的關系來確定的，通過數字顯示，其顯示的數值受物理參數的影響，使其準確度會不高，測量性能降低。紅外測溫技術在產品的生產過程中，

13、在對產品質量的控制和監(jiān)測以及對設備在線故障診斷和對安全保護以及節(jié)約能源等方面都發(fā)揮著作用。紅外體溫計是通過對身體自身輻射的紅外信號進行的測量，準確的測量人身體的溫度判斷是否超過人體的正常溫度。采用能夠吸收人體輻射的紅外線的傳感器，通過非接觸的方式感應測得人體的體溫，所以這類傳感器不會對人的身體產生危害。與前兩種體溫計相比較紅外體溫計更快、更安全、使用壽命更長并且具有較高的可靠性。近幾年，紅外體溫計技術不斷發(fā)展，使用性能更完善，功能不斷地增強，能夠適用的范圍越來越大。紅外測溫是將物體發(fā)射出來的輻射能轉換為電信號，將紅外輻射能的大小與物體自身的溫度相對，依據電信號的大小從而確定物體自身的溫度。在2

14、003年的全國“非典”戰(zhàn)爭中，我國開始對紅外技術進行深入的研究，欲將紅外技術應用于非接觸式測溫器。因此在很短的時間中研發(fā)成功了新型體溫計：非接觸式紅外測溫儀。由于國外的技術很先進，國外對于這類技術已是非常先進，導致很多的國家對于這一技術進行研究，努力在不同的領域推廣這一技術。然而在紅外技術的發(fā)展中，尤其需要指出的是：60年代激光的出現極大地影響了紅外技術的發(fā)展，很多重要的激光器件都在紅外波段內，其相干性便于移用電子技術中的外差接收技術，使雷達和通信都可以在紅外波段實現，并可獲得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前，紅外技術僅僅能探測非相干紅外輻射，外差接收技術用于紅外探測，使探測性能比功率探

15、測高好幾個數量級。目前國內開發(fā)的紅外體溫計有很多，例如：“HW-05”人體溫度紅外熱圖像儀、“LHW-I”型紅外測溫儀、“BJ40”型非接觸式紅外體溫計等，因此紅外技術具有非常好的發(fā)展前景！課題研究的目的意義人體體溫是表征人健康的重要條件。一般人體健康，人體的體溫比較恒定，一般在37C左右，不會因為外界環(huán)境的變化而變化，當人體本身身體或身體的某個部位發(fā)生病變時，人體的體溫將會發(fā)生改變。在醫(yī)學中，醫(yī)生通過病人的身體體溫來判斷病人的生理狀態(tài)，有時候通過人體體溫還可以確定是否有其他疾病的發(fā)生，并且對一些疾病進行防患和預防的作用。利用非接觸式紅外傳體溫計測量體溫可以很快的測量出人體的體溫并且準確度比較

16、高，這種非接觸式測量體溫的方法存在這顯示的意義，并且能夠在很多非常時期起到重要作用。與傳統(tǒng)的體溫計相比，紅外體溫計更具有應用意義。如：剛生下來的孩子，每個媽媽都希望孩子健康成長，隨時都會注意孩子的體溫，在不影響孩子休息的情況下測量孩子體溫；醫(yī)用方面使用的是水銀體溫計，這種體溫計對于老年人來說較不方面，老人們眼力不好很容易讀錯，但是紅外體溫計通過顯示屏直接顯示數值，讀書較方便；最主要的是水銀體溫計在破碎而且人們不知道的情況下使用，給人們的身體帶來了很大的危害，而紅外體溫計通過紅外線感應采集信號，這種紅外線對人體沒有傷害，而且測量更準確。第2章系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)整機設計方案本次課題設計是利用紅外傳感

17、器來測量體溫的非接觸式體溫計，紅外測溫的原理是：每一個測量物體本身的溫度是不一樣的，用紅外傳感器對物體發(fā)射紅外輻射線，由于物體本身的不同反射的紅外輻射線的波長是不同的，但是溫度值確實恒定的。紅外傳感器是將發(fā)射的紅外輻射線的能力轉換為電信號，根據電信號的大小來確定物體本身的溫度。本次設計正是利用這一個原理來實現的，利用紅外傳感器來測量人體體溫，紅外傳感器對人體發(fā)射紅外信號，將紅外信號轉換為電信號在傳感器內部經過A/D轉換成為數字信號，將數字信號發(fā)送到單片機中，單片機經過一定的操作后將數字信號經LCD液晶顯示屏進行數字顯示。本設計還存在報警功能，當人體的溫度超過一定的溫度之后則進行LED報警功能。

18、系統(tǒng)方案的設計與比較對于本次設計的原理，采用紅外傳感器、單片機系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)來實現紅外測溫，能夠達到測量范圍是35.5C42C，測量距離為515cm,5s自動關機。現針對本次設計進行方案設計與選擇。在本方案的設計中，電路的組成模塊為：模擬紅外傳感器、放大電路、A/D轉換電路、單片機控制模塊、數碼顯示電路、LED報警電路。其原理是通過模擬紅外傳感器采集信號并輸出模擬信號，模擬信號經放大電路放大再經過A/D轉換電路進行信號處理，將模擬信號轉換為數字信號送入單片機中，單片機將信號送至數碼管進行數值顯示。在顯示結果的處理上，當顯示的人體溫度沒有超過人體的正常體溫報警電路不工作，不進行報警功能；當顯示的

19、人體溫度超過人體正常體溫的報警范圍，報警電路工作，LED顯示燈亮。如圖2-1設計框圖。圖2-1方案一設計框圖本方案的組成模塊為：數字紅外傳感器、單片機控制系統(tǒng)、LCD顯示電路、LED報警電路。該方案的工作原理是利用數字紅外傳感器進行信號采集，將采集到的電信號經過傳感器內部的放大和轉換功能轉換為數字信號送入單片機，單片機將送來的數字信號送至LCD液晶顯示屏進行數值顯示。在顯示結果的處理上，當顯示的人體溫度沒有超過人體的正常體溫報警電路不工作，不進行報警功能；當顯示的人體溫度超過人體正常體溫的報警范圍，報警電路工作，LED顯示燈亮。如圖2-2設計框圖。圖2-2方案二設計框圖傳感器部分傳感器分為模擬

20、傳感器和數字傳感器兩種選擇。方案一是模擬傳感器，這類傳感器的成本相對而言比較低，但是對于電路的設計來說比較復雜。模擬傳感器采集到的信號只是模擬信號需要經過一定的電路進行放大和數據處理再轉換為數字信號。方案二是數字傳感器，這類傳感器相對于模擬傳感器而言成本較高，其內部存在放大和數據處理模塊，無需外加電路對信號進行處理，使得電路更加的簡單并且大大提高了集成度從而減小了功耗，因此采用方案二設計。顯示部分顯示通常有LED數碼管顯示和LCD液晶顯示兩種。本次的設計是進行體溫的設計，需要顯示的是體溫，一般人體正常的體溫是37C左右，采用方案一的設計加上傳感器一些外在的影響需要采用5個數碼管進行顯示。在顯示

21、的數據較多的時候采用數碼管不能很好的并且直觀的顯示出所測得的數據，還會存在一些客觀的因素，但是LCD液晶顯示就可以很好的直觀的顯示數據，所以方案二則考慮到這點采用LCD液晶顯示屏進行數據的顯示，因此采用方案二的設計。元器件的選擇在很多的課程設計中，一般采用的單片機為STC89C51/89C52單片機。這一類單片機的特點是內部存在8KB的FLASHROM和256B的內RAM，提供電源為5V。而為了滿足本次電路的設計需要提供的電源為3V,為了滿足電源的需要則無法采用這類單片機，而需采用STC89LE52單片機。STC89LE52單片機與STC89C52單片機相比，STC89LE52單片機提供的電壓

22、范圍為2.0V-3.8V；STC89C52單片機提供電壓范圍為4.5V-5.5V。所以為了電路提供的需要選擇STC89LE52的單片機。針對于這次設計，測量的是人體的體溫，距離范圍是35cm。將模擬傳感器和數字傳感器進行比較，數字傳感器更方便，為了保證測量的準確度，采用MLX90615紅外傳感器進行人體體溫的測量。MLX90615傳感器的特點：測量的溫度范圍是-40-85C；測量的范圍是3-5cm的距離；測量精度為0.5C；0.02C的分辨率；3V的提供電源。所以針對以上一些特點選擇MLX90615傳感器進行人體體溫的測量。方案的最終選擇結合上面的方案簡介，本次的設計采用方案二的比較合理。按鍵

23、作為觸發(fā)測量，用來提供3V的電源提供給單片機和液晶顯示屏，使他們正常的供電。采用MLX90615數字紅外傳感器人體發(fā)射紅外信號并進行信號的采集。采用STC89LE52單片機作為整體控制系統(tǒng)，對紅外傳感器的處理后的數字信號再次進行處理，將最終處理后的信號送至LCD5110液晶顯示屏進行數值顯示，顯示正常的人體體溫，當到達所設置的上限值時候進行報警，通過LED顯示燈顯示高溫報警。硬件電路和軟件電路相互配合，從而很好的完成本次的設計。具體在第二、第三章介紹。系統(tǒng)整機設計框圖本次設計是基于單片機的非接觸式體溫計設計，主要是由紅外傳感器、A/D轉換電路、單片機系統(tǒng)、顯示電路、報警電路模塊組成。系統(tǒng)整體設

24、計框架如圖2-3所示。圖2-3總體設計框圖第3章硬件模塊設計基于單片機的非接觸式體溫計設計的硬件電路利用目前較廣泛自頂向下的原則，從局部到整體的設計思想，將整個設計分為以下幾個模塊：單片機控制模塊、紅外測溫模塊、電源電路模塊、液晶顯示模塊、晶振模塊、復位模塊。這種從局部到整體的設計能夠將復雜的問題簡單，更有利于幫助理解。這樣的設計方法也是我們最常用的方法，能夠讓我們的設計思路更加的清晰以便于軟件的調試，為整個電路的設計減小了難度。這一章具體介紹了整體電路的硬件電路設計，一下針對各個模塊的電路進行分析。單片機系統(tǒng)設計這個設計是用STC89LE52單片機設計的，該單片機的提供電壓是3V與常用的ST

25、C89C52/STC89C51單片機在電壓的提供上有所不同，但是工作原理是相似的，工作原理為：將紅外傳感器部分程序加載到STC89LE52單片機中進行數據處理送至LCD5110液晶顯示屏顯示。要想使單片機能夠正常的工作，需給它提供驅動電路：晶振電路、復位電路、電源電路。下面進行一一介紹。單片機最小系統(tǒng)如圖3-1所示。Pl.0vocPLlPL2F0.HADI)PLSP1J.2IAD2)F1.4PO.XADPl.3FO.44JPt.6IHJ.5(AD5)PL7BSP0.1AD7)F3.URXD)LATI3P3J(TXD)ALE/PROGPXNINT鼻PSiNP3.3(INTl!iF2.7(AL5P

26、9.4(TO)PIKA14PJ.SfTIlP25(A13)旳我朔P2.4(A12P37fRD)H-Xall)XTAIL2P2.3AL0)XTALIP2J(A?GNU陀站A和24STC831.E52圖3-1單片機最小系統(tǒng)4057晶振電路的作用是為單片機提供脈沖信號的也就是為，單片機能夠正常工作晶振電路是必不可少的一個提供信號模塊。一般在設計晶振電路的時候通常在單片機的XTAL1和XTAL2兩個引腳接一個石英晶體和兩個補償電容構成一個振蕩電路，為單片機提供一定的時鐘信號。晶振的種類很多有，在本次選擇的是24MHz的石英晶體振蕩器和22pf的補償補償電容構成的晶體振蕩電路，競爭電路如圖3-2所示。S

27、TCS9L.E52rj./litujXTAL2XTALICiND 圖3-2晶振電路復位電路也是提供單片機正常工作不可缺少的條件。當單片機RST引腳上保持2個周期或2個周期以上的高電平那么就可以正常的進行復位電路的實現。一般復位分為上電復位、按鍵復位、內部復位。上電復位是單片機接通電源之后會進行自動復位操作；單片機正常通電的情況下，RST引腳上接通高電平，使得接在RST兩端的補償電容的充電電流不斷減小，從而使引腳上的電壓越來越小，如需進行復位，則可以按下復位按鍵使RST引腳上的電壓重新恢復到高電平。本次設計中采用的是上電復位，如圖3-3所示。圖3-3復位電路3.2傳感器電路設計MLX90615紅

28、外傳感器的介紹MLX90615傳感器是由紅外熱墊堆傳感器、低噪聲放大器、16位模數轉換器和DSP單元組成。具體工作原理熱堆芯片采集信號將信號送至傳感器內部進行內部的信號處理經過放大器濾波器之后由數字信號處理從而實現對溫度的采集和處理。如圖3-4具體組成圖。圖3-4具體組成框圖其工作原理：紅外傳感器把在人體身上采集的紅外輻射信號轉變?yōu)殡娦盘枺瑢㈦娦盘柾ㄟ^放大器進行噪聲放大處理之后送至轉換器中，將電信號轉換為數字信號，將處理之后的信號放入內部存儲器中，最后將信號送入單片機控制系統(tǒng)，給單片機提供數字信號MLX90615具有較高的精度和分辨率，一般用在醫(yī)學上。如圖3-5電路連接圖。圖3-5傳感器電路M

29、LX90615引腳及功能MLX90615是4個引腳的，弓|腳分布圖如圖3-6所示。：圖3-6MLX90615引腳圖各個引腳的功能4：1、1-PWM/SDA：當MLX90615為SDA模式時串行數據輸入輸出接口，當為PWM模式時做為PWM波輸出接口。2、2-VDD:外部的電源輸入3、3-SCL：當MLX90615為SDA模式時SCL為串行輸入，為PWM模式時Vz為由外部電路置高電平。4、4-VSS:地3.3液晶顯示電路設計本次課題采用的是LCD5110液晶顯示屏，一般這類的顯示屏用于NOKIA手機中，作為手機的顯示屏，還可以作為一些簡單的顯示系統(tǒng)。該顯示器有如下的特點：具有84X48的點陣能夠顯

30、示4行漢字；通過串行接口與單片機進行數據傳輸，4Mbps的傳輸速率，能夠很快的顯示數據不需要進行時間的等待；液體體積比較的小有利于安裝；低壓供電，正常顯示電流小于200uA。如下圖3-7、3-8液晶引腳圖及電路原理圖。圖3-7液晶引腳圖圖3-8液晶顯示電路1、GND:接地2、BL:背光燈控制開關，當時低電平的時候打開背光3、VCC:外部電源提供端4、CLK:時鐘引腳5、DIN:數據輸入端6、DC:數據和命令切換腳7、CS:進行信號的片選。C8、RST:復位信號3.4報警電路設計報警電路是針對人體體溫超過人體正常體溫而報警，此電路時為了讓人民能夠知道自己的體溫，起到防范危害的效果。主要工作狀態(tài)：

31、正常的對人體體溫進行檢測，將檢測的數值在顯示屏上顯示出來，當顯示的體溫在3637C時表示體溫正常，報警電路不工作LED顯示燈不亮；當顯示的體溫超過37C時，報警電路開始工作，LED顯示燈亮。如3-9所示電路圖。圖3-9報警電路圖電源、按鍵電路設計本次電路的提供電源為3V，所以為了提供3V電源設計了電路。電路中每個元器件都必須有電源提供，3V的電源為單片機、傳感器、液晶提供，更有效的保障電路的正常工作。采用節(jié)電池來提供3V電源，推動開關來控制電源的提供情況，當推動開關時電源正常提供，但是此時單片機、傳感器、液晶無法工作，也就是沒有電源提供，所以此時利用一個按鍵來控制電源的提供，按鍵按下原件得電，

32、電路開始采集并顯示人體體溫。如3-10、3-11電路所示。圖圖3-10電源電路圖3-11按鍵電路硬件的總電路3.6.1硬件總電路圖前面對各個模塊詳細的敘述，其總體電路圖見附錄A按下電源K開關，LED顯示燈D2亮表示3V節(jié)電池組成的電源電路正常工作，將3V的電源提供給單片機，滿足單片機正常工作的的一個條件，由C1和R1組成上點復位電路給單片機的9腳提供復位信號，兩個22pf和24Mhz的晶振組成電路為單片機提供脈沖信號。按下SW1按鍵，單片機的12腳為低電平信號，當單片機的1腳為低電平信號時，由R6和PNP三極管組成的電路能夠正常提供S3V的電源，給LCD5110液晶顯示屏和MLX90615傳感

33、器提供電源信號。MLX90615傳感器將采集到的模擬信號經傳感器內部放大、A/D之后，把模擬信號轉換為數字信號，數字信號經傳感器的1、3腳送至單片機的24、23腳，單片機再將傳感器送來的信號經單片機的48腳送至LCD5110液晶顯示屏的84腳并進行數值顯示。當采集到的溫度超過37C時，單片機的2腳為低電平，報警電路工作，LED顯示燈D1亮。整個測量結束之后關閉K1開關，整個電路工作。第4章軟件模塊設計本次設計的是基于單片機的非接觸式體溫計，秉承的是從局部到整體的設計方案，將復雜的問題簡單化，將復雜的問題分別一一解決。本次設計采用KELL軟件編程，接通電源單片機自動復位，程序進行工作，紅外傳感器

34、進行紅外測溫，將測得的溫度在液晶顯示屏上顯示采集到的數據。當采集到的溫度大于所設置的溫度值的時候則進行溫度報警,LED顯示燈亮則表示溫度報警。主程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1主程序流程圖紅外測溫模塊MLX90615紅外傳感器的默認的地址為5BH,單片機能夠通過從地址來訪問MLX90615。MLX90615傳感器的發(fā)送與接收數據都是以字節(jié)為單位，每當發(fā)送一個字節(jié)，系統(tǒng)做出判斷，判斷是否有回應，要是有回應則進行下一個字節(jié)，若是沒有回應，重復的發(fā)送這個字節(jié)，一直到接收為止。MLX90615紅外傳感器與單片機通過SMBus協(xié)議進行數據傳輸。此時單片機為設備，MLX90615為從設備，主設備向從設備

35、進行數據傳輸。MLX90615中有16個字長為16的存儲單元，地 圖4-3紅外測溫流程圖程序：#includeMLX90615.h#includeintrins.h#includedelay.h#includeUART.h#define_NOP()_nop_()/5usvoiddelay_Tbuf()unsignedchara,b;for(b=1;b0;b-)for(a=1;a0;a-);voiddelay_Thd()/_nop_();voidMLX90615_init(void)mSDA_OUT;/SetSDAasOutputmSCL_OUT;/SetSCLasOutputmSDA_HIGH

36、();/busfreemSCL_HIGH();voidSTART_bit(void)mSDA_OUT;mSDA_HIGH();/SetSDAlinedelay_Tbuf();/WaitafewmicrosecondsmSCL_HIGH();/SetSCLlinedelay_Tbuf();/GeneratebusfreetimebetweenStop/andStartcondition(Tbuf=4.7usmin)mSDA_LOW();/ClearSDAlinedelay_Tbuf();/Holdtimeafter(Repeated)Start/Condition.Afterthisperiod

37、,thefirstclockisgenerated./(Thd:sta=4.0usmin)mSCL_LOW();/ClearSCLlinedelay_Tbuf();/WaitafewmicrosecondsvoidSTOP_bit(void)mSDA_OUT;mSCL_LOW();/ClearSCLlinedelay_Tbuf();/WaitafewmicrosecondsmSDA_LOW();/ClearSDAlinedelay_Tbuf();/WaitafewmicrosecondsmSCL_HIGH();/SetSCLlinedelay_Tbuf();/Stopconditionsetu

38、ptime(Tsu:sto=4.0usmin)mSDA_HIGH();/SetSDAlineunsignedcharTX_byte(unsignedcharTx_buffer)unsignedcharBit_counter;unsignedcharAck_bit;unsignedcharbit_out;for(Bit_counter=8;Bit_counter;Bit_counter-)if(Tx_buffer&0 x80)bit_out=1;/IfthecurrentbitofTx_bufferis1setbit_outelsebit_out=0;/elseclearbit_outsend_

39、bit(bit_out);Tx_buffer=1;Ack_bit=Receive_bit();returnAck_bit;/EndofTX_bite()/SendthecurrentbitonSDA/Getnextbitforchecking/GetacknowledgmentbitunsignedcharRX_byte(unsignedcharack_nack)unsignedcharRX_buffer;unsignedcharBit_Counter;for(Bit_Counter=8;Bit_Counter;Bit_Counter-)if(Receive_bit()RX_buffer=1;

40、RX_bufferRX_buffer|=0 x01;elseRX_bufferj)=0&i0)BitPosition-;if(j7)j+;elsej=0 x00;i-;/*Endofwhile*/shift=BitPosition-8;/*Getshiftvalueforcrcvalue*/Shiftcrcvaluewhile(shift)for(i=5;i0)temp=1;elsetemp=0;crci=1;crci+=temp;/*Endoffor*/shift-;/*Endofwhile*/ExclusiveORbetweenpecandcrcfor(i=0;i8);/*Endofdo-

41、while*/returnpec0;/*EndofPEC_calculation*/顯示模塊設計本次設計采用的是LCD5110液晶顯示屏進行數值的顯示，單片機將接收到的數字信號進行內部處理之后送至LCD5110進行數值顯示。LCD5110驅動指令如表4-1所示：表4-1驅動指令D/C金令字拯述B7DBBDB5DB4DB3CB2DB1DBO(H=Qor1)NOP000000000空損件功能設迓010100PDVH堇電芒制；進入模式t擴耕阿(HJ寫數據1(H=0基本指令集D7nssd4Oa2訪0寫豔粥虹顯昭盼100C0001XX不可使弔顯示控制000001D0E設宣顯示趾豈66(r0iXX冥X不可

42、便弔設置11品的肚也址001000y2iYo設置1謝捫迪址0Y5X4Xax2Xi設址0XB3(H=n擴展扌器集000000001不可使用0000000jX不可蹩弔fl0007T01TC1TCo設畫溫度壓數000001XXX不可便用偏置務E保密600001aX1X0X0S2X隔XBS0X設置賈斎童i艇t不可便弔設置Of01VOPSOPSOP4voraVOR2VDP1VOPO寫臨至寄存卑圖4-4軟件程序流程圖。圖4-4液晶顯示流程圖程序：#includeLCD5110.h#includeFontCode.h#includedelay.h/*/寫入一個字節(jié)(數據或指令)/wbyte:待寫入的數據/d

43、at_cmd:1-數據,0-指令voidLCD_write_byte(unsignedcharwbyte,unsignedchardat_cmd)unsignedchari;LCD_CS=0;/使能LCD_DC=dat_cmd;/l-數據0-指令for(i=8;i;i-)/8位數據,先高后低if(wbyte&0 x80)LCD_DIN=1;elseLCD_DIN=0;LCD_CLK=0;wbyte=1;/移位(延時)LCD_CLK=1;/上升沿寫入LCD_CS=1;/禁止/*/顯示清屏(清DDRAM)voidLCD_clr_scr(void)unsignedinti;LCD_write_cmd

44、(X_Col_Addr);LCD_write_cmd(Y_Page_Addr);for(i=504;i;i-)LCD_write_dat(0 x00);/*/顯示清行/num:0-5voidLCD_clr_row(unsignedcharnum)unsignedchari;LCD_pos_byte(0,num);for(i=84;i;i-)LCD_write_dat(0 x00);/*/液晶字節(jié)定位(1*1)/液晶規(guī)劃:/x:0-83/y:0-5voidLCD_pos_byte(unsignedcharx,unsignedchary)x|=X_Col_Addr;y|=Y_Page_Addr;L

45、CD_write_cmd(x);/列地址LCD_write_cmd(y);/頁地址/*/液晶字符輸出(6*8字體)/x:0-13/y:0-5voidLCD_printc(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharc_dat)unsignedchari;c_dat-=32;/查表x*=6;/寬6LCD_pos_byte(x,y);/坐標for(i=0;i6;i+)LCD_write_dat(Font_codec_dati);/*/液晶字符串輸出(6*8字體)/x:0-13/y:0-5voidLCD_prints(unsignedcharx,unsignedc

46、hary,unsignedchar*s_dat)while(*s_dat&x14)LCD_printc(x+,y,*s_dat);s_dat+;*/液晶字符串輸出,自動換行(6*8字體)/x:0-13/y:0-5voidLCD_printsl(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s_dat)while(*s_dat)LCD_printc(x+,y,*s_dat);s_dat+;if(x=14)x=0;y+;if(y=6)y=0;/*/初始化LCD5510externvoidLCD5510_Init(void)LCD_RST=0;delay_ms(1

47、0);LCD_RST=1;/硬件復位LCD_write_cmd(0 x21);/工作模式,水平尋址,擴展指令LCD_write_cmd(0 x06);/VLCD溫度系數2LCD_write_cmd(0 xl3);設置偏置系統(tǒng)(BSx)1:48LCD_write_cmd(0 xA8);設置電壓VLCD=3.06+0.06*Vop,對比度調整LCD_write_cmd(0 x20);/工作模式,水平尋址,常規(guī)指令LCD_write_cmd(0 x0c);/普通模式LCD_write_cmd(Y_Page_Addr);/起始頁地址0LCD_write_cmd(X_Col_Addr);/起始列地址0L

48、CD_clr_scr();/清全屏/*/報警模塊設計本次設計的設計理念就是問了測量人體的正常體溫，并判斷測得的溫度是否超過人體正常的體溫值，如果在人體正常的體溫范圍內不報警，不在人體的范圍內，則進行報警。原理：人體正常測溫，當溫度在正常范圍內，報警電路不工作LCD顯示燈不亮；當溫度超過37C時，報警電路工作LED顯示燈亮。第5章系統(tǒng)軟件的仿真與誤差處理5.1系統(tǒng)的仿真Proteus軟件是一款EDA軟件，具有軟件仿真功能和模擬硬件電路的功能，是一款目前使用最方便的仿真工具，相當的實用。雙擊Proteus軟件，打開該軟件，點擊主窗口界面上左端的PickDevices按鈕，在此界面中，在左端一列元器

49、件名中找到MicroprocessorICs點擊這個元器件名，在右側的方框中出現一系列的元器件，找到89C52單片機(用來替代STC89LE52單片機)，找到這個元件之后，出現下圖5-1所示的界面，再點擊OK按鈕，則將元器件添在Proteus主窗口界面上，那么單片機就畫好了，可以用同樣方法找到紅外傳感器、液晶顯示屏、LED顯示燈。圖5-1PickDevices窗口將所有元器件找到之后都畫在主窗口中，進行合理的布局并用連接線進行連接，連線完成之后最后添加電源和接地，將整個電路原理圖完整的畫完。電路原理圖畫完之后雙擊原理圖中的單片機器件，選擇對應的.HEX文件，將程序導入到單片機系統(tǒng)中，然后點擊左

50、下角的play按鈕，模擬的系統(tǒng)開始運作，進行軟件的監(jiān)測。軟件測試完整之后，點擊主窗口中的File菜單，選擇Save按鈕進行保存從而生成.DSN文件。5.2Keil軟件應用Keil軟件是一款對于程序進行編譯處理的一款軟件。具體操作步驟：雙擊打開Keil軟件，則進入Keil的編輯界面，首先需要建立一個新的工程，選擇project中的Newproject選項，選擇需要保存的途徑，創(chuàng)建一個工程文件名（文件名可隨意的創(chuàng)建），文件名創(chuàng)建好之后，點擊保存按鈕，此時會彈出一個對話框，要求對所需的單片機進行選擇，在本次的設計中用STC89C52單片機來替代STC89LE52單片機，在對話框中找到STC89C52

51、單片機，然后點擊確定按鈕，則會出現下圖5-2所示的對話框。圖5-2單片機選擇然后進行寫程序的鋪墊，點擊File然后點擊New選項，會出現一個Text的空文本，繼續(xù)點擊File中的Saveas選項，進行文件的保存，注意此時的擴展名必須為.c，完成之后點擊保存按鈕，則出現下圖5-3所示的對話框。圖5-3保存對話框前面的保存完成之后，會出現新的對話框，在左邊會有一個對話框中有一個Target文件夾，在這個文件夾的前面有個“+”，用鼠標點擊那個“+”號會出來一個新的文件夾叫SourceGroup1,右擊這個文件夾，點擊其中的AidFilestoGroupSourceGroup1出現新的對話框，如圖5-

52、4所示。圖5-4SourceGroup1對話框選擇Text.c,然后點擊Add鍵則出現新的對話框，在此對話框中就可以進行軟件程序的編寫。如圖5-5所示。圖5-5程序對話框當整個程序書寫完成之后，點擊project菜單中的BuiltTarget選項，實現編譯，然后點擊project菜單中的Start/StopDebugSession選項，進行執(zhí)行功能。如果發(fā)現編譯的時候存在錯誤，只要在對話框中的下面找到錯誤的地方，立刻進行改正，重新進行編譯執(zhí)行就可以了。以上就是整個Keil軟件的使用過程，在簡單的文字表述中，能夠正確的認識和理解Ke訂軟件，并且熟練的運用也是需要一定的時間的，本次設計就是利用這一

53、軟件進行軟件編程的，ptotues軟件進行硬件的原理圖的模擬，兩個非常具有使用性的軟件相互很好的結合從而完成此次的設計。系統(tǒng)誤差處理紅外體溫計進行測溫與其他的測溫相比較起來，有一定的條件，傳統(tǒng)的體溫計是直接和人體接觸測得人體體溫，而紅外體溫計則是不是通過和人體接觸測得的，存在環(huán)境溫度的影響，所以進行人體測溫時應將體溫計放在環(huán)境中，滿足環(huán)境溫度的條件，才可以使用。以上只是環(huán)境對測體溫的影響，對于人體而言，不同時候測得的體溫也是會有偏差的，一般人體早上的體溫比其他時刻的溫度低，在測量人體體溫的時候也需要選擇合適的時間來測量，這樣測得的體溫值比較準確。通過非接觸式的方法測量體溫，測量距離也是很重要的

54、一個影響因素，當傳感器離測得物體之間的距離越大，測量的結果誤差比較到，大大影響了測量的精度，下面就是對于不同距離的時候測得的人體的體溫，并分析其精度。采用水銀體溫計測得的人體體溫是36.8C,本次設計所設計的體溫計測出的體溫是36.4C，兩者相比較：(5-1)(5-2)(5-3)(5-4)AC=X-X0計算分析：AC二36.4-36.8=-0.4精度計算公式：AC丫=xl00%X0計算分析：Y=-0.4x100%=-1.08%36.8經計算分析本次設計的體溫計測溫誤差為-1.08%。總結本次設計的是基于單片機的非接觸式體溫計，運用到的是紅外傳感的原理，基本的組成是STC89CLE52單片機、M

55、LX90615紅外傳感器、LCD5110液晶顯示屏、LED報警燈，通過從局部到整體的設計思想，顯得整個設計更加合理和準確。在這次的設計中采用的元件都是在以前的課程設計中沒有用到過的元器件，所以在做這個設計的時候對每一個器件進行了整體的分析研究，對軟件和硬件的部分進行了更加深的研究，兩者相互有效的結合，達到理想的結果。通過Proteus繪圖軟件進行硬件電路的繪制，用Keil軟件進行程序的編譯，兩個軟件相互結合完成整個仿真的過程。經過畢業(yè)設計讓我更加的熟悉Proteus和Keil軟件，更加完善了自己，讓我更加的認識自己的不足，但是同時也提高了自己的獨立性，和解決問題的能力性。讓我更加的知道了書本上

56、的知識知識起到輔助的作用，最主要的還是要靠自己的學習，在理論的基礎上加上實踐的操作才能整個設計任務，這個的經歷讓我今后的工作打下了基礎，更加的鍛煉了自己，提升自己。本設計只能正常的測量人體的體溫并進行報警功能，在現在的情況下還是存在很大的問題，使用性不高，而且對于一些年齡大的些的老人來說無法正常的使用，因此在現有的基礎上還是得不斷的提高不斷的完善，盡量能夠讓設計的產品能夠更加的符合實用性。在以后的生活和工作中，還是需要不斷的充實自己，不斷的提高自己，掌握更多的技能，有助于幫助自己在以后的設計中能夠有更大的設計空間，設計的產品更加的完善。參考文獻周書栓.紅外輻射測量基礎M.上海:上海交通大學出版

57、社，1991.劉君華.現代檢測技術與測試系統(tǒng)設計M.西安:西安交通大學出版社，1999.皮紅梅，李英順.單片機開發(fā)中的定時方法J.遼陽石油化工高等專科學校學報，2002，18(4):33-34韓芝俠，淡濤，黃慶華等.熱釋電紅外傳感器的應用J.陜西工學院學報(自然科學版)，2003,19(3):39-41戴義保.高精密溫度測量的研究與實現J.上海：自動化儀表，2003,24(3):24-27沈國彥，宋平紅外溫度計測量體溫方法探討J.儀表技術，2003,10(3):21-23陳杰，黃鴻傳感器與檢測技術M.北京:北京高等教育出版社，2004.蘇波，黃新.基于多紅外傳感器的智能溫度測試裝置設計J.傳感

58、器與微系統(tǒng),2012,31(12):117-11郁有文傳感器原理及工程應用M.西安:西安電子科技大學出版社，2013史永基，武新，鄒紅文等.液晶紅外傳感器系統(tǒng)J.激光雜志，1999,20(1):23-25歐星，周凌宏，曾斯堅等一種用于激光治療儀的紅外傳感器溫度檢測和報警裝置J.醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2010,31(8):37-38劉加峰，石宏理，李海云等.基于HMS紅外傳感器的體溫測量儀設計J.醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2011,32(7):11-13CircuitBoardDesignTechniquesforEMCcomplianceJ.IEEPressseries.2000.MeehanJoanne,Mui

59、rLindsey.SCMinMerseysideSMEs:BenefitsandbarriersJ.TQMJournal.2008(1):40.致謝為期幾個月的畢業(yè)設計終于完成了，在完成的時刻，心情異常的復雜。設計的過程中指導老師給了很大的幫助，由于有了老師的幫助，才能夠讓我的畢業(yè)設計成功的成功。現在在自己能力有限的情況下基本能夠實現所需的要求，不過還是存在很大的不足，出現的問題還是挺多的，但是還是進過自己的努力一步一步的改進，盡量的彌補不足。在設計的過程中，還是得感謝指導老師和幫助過我的一些同學們，在他們的幫助下，我才能夠一步一步的堅持下來，克服一個又一個問題，從而完成這個設計。我要對我的指

60、導老師致以感謝。在我遇到問題的時候，老師總是細心的幫我分析問題，幫我認識到設計中的不足，讓我不斷的提升自己，也提升自己的設計，讓設計的產品更具有實用性。黃老師從課題的制定直到設計的完成都幫助著我們，只要我們有問題，他總會第一時刻幫我們解決，我們在他的幫助下一個一個的完成著自己的任務，大家都非常的信任老師，以至于都非常的感謝老師。在這，我對黃老師致以無法言喻的感謝之情。不僅是老師，同學也給了我很大的幫助，在他們的幫助下，找到設計所需要的一系列的資料，幫助我更好的完成設計任務，所以在這，我想他們表達我真誠的感謝。論文即將完成，接下來就是論文的答辯，剛剛開始做畢業(yè)設計的時候感覺還是挺遠的，可是現在論