《新型智能電子體溫計(jì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》7200字（論文）

I新型智能電子體溫計(jì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄TOC\o"1-2"\h\u14660一、引言 19119（一）研究背景 115339（二）文獻(xiàn)綜述 232540（三）主要研究?jī)?nèi)容 26845二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 315340（一）總體方案設(shè)計(jì) 320765（二）系統(tǒng)功能與任務(wù) 326750（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 36638三、新型智能電子體溫計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 427030（一）硬件設(shè)計(jì) 411944（二）軟件設(shè)計(jì) 825474四、系統(tǒng)整機(jī)調(diào)試及功能測(cè)試 136192（一）硬件調(diào)試 138738（二）軟件調(diào)試 1526446五、總結(jié) 177667參考文獻(xiàn)： 17摘要：隨著現(xiàn)代化醫(yī)療的不斷發(fā)展，結(jié)合當(dāng)前疫情的余波未盡，設(shè)計(jì)一款新型智能電子體溫計(jì)是非常有意義的，可以在不同場(chǎng)合對(duì)人體體溫做到快速測(cè)量，確保安全。基于單片機(jī)的新型智能電子體溫計(jì)設(shè)計(jì)主要使用51單片機(jī)作為系統(tǒng)微控制核心，LCD1602顯示屏作為系統(tǒng)的顯示交互單元，方便用戶實(shí)時(shí)查看體溫?cái)?shù)值，按鍵單元用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)以及喚醒設(shè)備，測(cè)溫傳感器使用的是非接觸式MLX90614測(cè)溫傳感器，能夠更加安全快速測(cè)溫，當(dāng)測(cè)量實(shí)時(shí)體溫?cái)?shù)值大于按鍵設(shè)置的報(bào)警閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)控制報(bào)警指示燈閃爍進(jìn)行報(bào)警，為了能夠更好的續(xù)航時(shí)間，系統(tǒng)具備自動(dòng)休眠功能，空閑10秒鐘后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入休眠，當(dāng)檢測(cè)到按鍵按下時(shí)觸發(fā)喚醒繼續(xù)工作。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；LCD1602顯示屏；MLX90614測(cè)溫傳感器一、引言（一）研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的不斷日新月異，不斷地發(fā)展，越來(lái)越多的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于替代傳統(tǒng)行業(yè)的測(cè)量工具，另一個(gè)原因便是生活水平的不斷提高，人們的購(gòu)買力不斷上升，使得新型智能電子體溫計(jì)的發(fā)展更加具有市場(chǎng)號(hào)召力，不僅如此，隨著新型智能電子體溫計(jì)的優(yōu)勢(shì)不斷突顯，功能越來(lái)越多，使用新型智能電子體溫計(jì)的人也在不斷增加，現(xiàn)如今疫情仍然存在，體溫是一個(gè)很好的反應(yīng)身體健康狀態(tài)的指標(biāo)，人們可以測(cè)量自己的體溫以了解自己的身體狀態(tài)，傳統(tǒng)的體溫計(jì)測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，不便于使用，新型智能電子體溫計(jì)很好的解決這一問(wèn)題，越來(lái)越受到人們青睞。如今，無(wú)論是商場(chǎng)醫(yī)院還是超市菜市，仍然需要對(duì)人們的體溫進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度測(cè)量，確保人群密集場(chǎng)所不存在發(fā)熱人員，可以在一定程度上杜絕有體溫異常的人員進(jìn)行通行，保障了其他人群的安全，今早對(duì)體溫異常人群進(jìn)行管控，以達(dá)到疫情防控的目的。（二）文獻(xiàn)綜述隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測(cè)技術(shù)也不斷地進(jìn)步?，F(xiàn)階段，市面上用于溫度檢測(cè)的裝置，種類十分的多。其應(yīng)用的領(lǐng)域也非常的廣泛。對(duì)于其結(jié)構(gòu)原理來(lái)說(shuō)，應(yīng)用較多的是利用熱電效應(yīng)，來(lái)生產(chǎn)的溫度的檢測(cè)模塊：國(guó)外最先采用該項(xiàng)技術(shù)的方法，是利用熱電偶來(lái)完成溫度的監(jiān)測(cè)。該種器件整體的使用時(shí)間的最早。同時(shí)在應(yīng)用的成熟度方面，也是最為成熟。其在結(jié)構(gòu)方面具有應(yīng)用簡(jiǎn)單，以及制作方便的特性。對(duì)于溫度方面的采集范圍，也較為寬泛。精度較高，自身所擁有的熱慣性也非常的小。隨著溫度測(cè)量技術(shù)的日新月異，國(guó)內(nèi)也在逐漸的采用半導(dǎo)體形式的電阻元件，來(lái)完成對(duì)于溫度的測(cè)量。主要是利用半導(dǎo)體元件自身的正溫特征。從而通過(guò)半導(dǎo)體形式的陶瓷材料，來(lái)完成熱敏元件的最終。對(duì)于該種元件常被稱做PCI。熱敏元件在工作的原理方面，能夠被劃分為突變以及緩變兩種類型。對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，當(dāng)所測(cè)量的溫度到達(dá)了元件所能夠承受的定點(diǎn)，其自身的阻值就會(huì)相應(yīng)的增大。因此，能夠起到一種限流的作用。很多情況下，都是用在對(duì)于電器的保護(hù)場(chǎng)合。對(duì)于后者緩變型的來(lái)說(shuō)，其所測(cè)量的溫度變大的時(shí)候，自身的阻值是緩慢增大。從而能夠起到一種對(duì)于溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓τ谩Ｒ虼?，在?shí)際對(duì)于溫度測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)合，也最為廣泛。（三）主要研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量人體體溫并在顯示屏實(shí)時(shí)顯示和低功耗休眠的功能，其次依然保留有傳統(tǒng)的按鍵控制LED燈報(bào)警的功能。MLX90614非接觸式測(cè)溫傳感器用于紅外測(cè)量人體體溫，不需要接觸皮膚即可測(cè)量出人體體溫，模塊將人體紅外輻射的溫度經(jīng)內(nèi)部芯片處理后通過(guò)模塊的IIC接口連接到STC89C52RC單片機(jī)，將數(shù)據(jù)按照IIC通信協(xié)議格式有序的發(fā)送給單片機(jī)接收，單片機(jī)獲取到數(shù)據(jù)以后經(jīng)過(guò)處理解析后將溫度顯示在LCD1602液晶顯示屏上，直觀的展現(xiàn)給用戶。二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案（一）總體方案設(shè)計(jì)基于單片機(jī)設(shè)計(jì)出一個(gè)新型智能電子體溫計(jì)，它能通過(guò)紅外非接觸傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量人體溫度,并通過(guò)顯示屏顯示出來(lái)?？梢詫?duì)溫度閾值進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)溫度高于設(shè)置的閾值，則亮紅燈閃爍進(jìn)行告警。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人體溫度進(jìn)行檢測(cè)并告警提示。（二）系統(tǒng)功能與任務(wù)本系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)有以下功能：（1）按下按鍵能從休眠中醒來(lái)，觸發(fā)啟動(dòng)測(cè)量；（2）能在誤差范圍內(nèi)檢測(cè)到體溫；（3）屏幕上顯示體溫；（4）顯示10s鐘后進(jìn)入休眠狀態(tài)；超過(guò)正常體溫進(jìn)行紅色燈閃爍報(bào)警。（1）本設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)：（2）額定電源電壓：DC5V；（3）靜態(tài)電流：<100mA；（4）最大電流：<2A；（5）報(bào)警方式：指示燈；（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)硬件部分：系統(tǒng)硬件主要包括stc89c52單片機(jī)用于系統(tǒng)的核心控制運(yùn)行程序，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)配，紅外測(cè)溫傳感器mlx90614用于非接觸式紅外側(cè)彎，測(cè)量人體溫度，將溫度通過(guò)iic總線發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行接收并處理，單片機(jī)獲取溫度以后，將溫度進(jìn)行解析后顯示在lcd1602顯示屏上，顯示屏可以通過(guò)顯示數(shù)值方式直觀的將溫度顯示出來(lái)，方便用戶查看，設(shè)計(jì)還配有LED報(bào)警指示燈當(dāng)體溫超出設(shè)置的閾值，可以通過(guò)指示燈進(jìn)行報(bào)警提示，按鍵部分主要用于對(duì)系統(tǒng)的預(yù)值進(jìn)行調(diào)整，可以對(duì)預(yù)期進(jìn)行加或減，也可以通過(guò)按鍵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行喚醒，把系統(tǒng)從休眠狀態(tài)喚醒為運(yùn)行狀態(tài)。軟件部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)主程序，調(diào)用各個(gè)驅(qū)動(dòng)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。（1）顯示屏驅(qū)動(dòng)函數(shù)，用于驅(qū)動(dòng)顯示屏顯示信息（2）測(cè)溫傳感器驅(qū)動(dòng)函數(shù)，用于驅(qū)動(dòng)測(cè)溫傳感器獲取采集的溫度（3）按鍵驅(qū)動(dòng)函數(shù)，用于檢測(cè)按鍵響應(yīng)2.組成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要包括電源模塊、STC89C52單片機(jī)核心系統(tǒng)、按鍵電路、MLX90614體溫傳感器模塊、LCD1602顯示屏模塊、LED報(bào)警電路，電源電路給各個(gè)模塊進(jìn)行供電，使其正常工作，單片機(jī)采集MLX90614測(cè)量的體溫?cái)?shù)值，驅(qū)動(dòng)LCD1602顯示屏顯示體溫，按鍵電路用于調(diào)整體溫報(bào)警閾值，并顯示在顯示屏上，當(dāng)體溫超過(guò)報(bào)警閾值，則驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警電路進(jìn)行閃爍報(bào)警。圖2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖三、新型智能電子體溫計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）硬件設(shè)計(jì)1.單片機(jī)最小核心系統(tǒng)MCU最小的系統(tǒng)是MCU編程所能使用的最簡(jiǎn)單的硬件，最小的MCU系統(tǒng)通常包括一個(gè)復(fù)位電路重置系統(tǒng)的運(yùn)行，使它回到原來(lái)的位置，然后將MCU的內(nèi)置區(qū)恢復(fù)到初始默認(rèn)狀態(tài)，12MHZ的晶體振和30pF的起振電容來(lái)生成一個(gè)參考時(shí)鐘，MCU的運(yùn)行模式就是依靠時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的，而5V的DC電源則是為MCU提供電力。接收和采集兩個(gè)部件的最低限度的程序系統(tǒng)是相同的。在圖3.1中給出了MCU最小的電路系統(tǒng)。圖3.151單片機(jī)最小核心系統(tǒng)圖2.電源供電電路供電線路是控制各個(gè)部件工作的關(guān)鍵部件，保證各個(gè)部件的工作電壓，也就是將各個(gè)部件的工作電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這也是保證各個(gè)部件工作的前提。在這個(gè)方案中，整個(gè)系統(tǒng)的外機(jī)電力都是用一個(gè)5V的充電器來(lái)提供的，在沒(méi)有經(jīng)過(guò)電壓匹配的情況下，將會(huì)使有可能燒壞電路組件，從而使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，因此可見，使整個(gè)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定的中的核心即電源電路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。該電源線路包括一個(gè)電源插座和一個(gè)開關(guān)，在斷電時(shí)，該系統(tǒng)的功耗為0，方便長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。圖3.2顯示了電力供應(yīng)線路的圖表。圖3.2電源供電電路圖3.按鍵電路該方案的設(shè)計(jì)中，使用了一個(gè)單獨(dú)的按鈕，因?yàn)樵撓到y(tǒng)需要的按鍵數(shù)量并不多，因此，它的結(jié)構(gòu)更加的符合這個(gè)方案，它使用了六個(gè)功能鍵來(lái)調(diào)節(jié)定時(shí)和加熱的溫度，將按鍵串聯(lián)起來(lái)連接在MCU和GND的中間，每一個(gè)按鈕的釋放和按下都有5V和0V的兩種電平狀態(tài)，根據(jù)腳電平的大小來(lái)判定是否運(yùn)行。在圖3.3中顯示了按鍵電路。圖3.3按鍵電路圖4.MLX90614測(cè)溫電路測(cè)溫用的MLX90614傳感器模塊板載了紅外測(cè)溫傳感器采集頭和一個(gè)穩(wěn)壓電路，將供電電壓穩(wěn)壓后供給傳感器探頭供電。模塊對(duì)外有4個(gè)引腳，其中1腳、2腳位供電引腳，采用5V供電，模塊上的穩(wěn)壓電源再將電壓穩(wěn)壓到3V給核心元件供電。3腳、4腳是IIC接口連接單片機(jī)的IIC引腳，用于IIC總線通信采集數(shù)據(jù)，通過(guò)IIC接口單片機(jī)即可將溫度數(shù)據(jù)讀取出來(lái)。電路圖如圖3.4所示圖3.4MLX90614測(cè)溫電路圖5.報(bào)警電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)匹配了報(bào)警電路，在超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值情況下，會(huì)通過(guò)LED閃爍報(bào)警提醒用戶，使得設(shè)備使用起來(lái)更加便捷。該系統(tǒng)由LED燈和限流電阻組成，當(dāng)LED選用低電壓LED時(shí)，其工作電壓最高可達(dá)5mA，這種狀態(tài)下，若能用單片機(jī)的插頭直接提供電源，則將電阻與單片機(jī)的控制器相連，作為限流元件，這種電路的設(shè)計(jì)實(shí)則是利用單一的信號(hào)來(lái)控制MCU的原理，從而保證了系統(tǒng)的運(yùn)行更加的穩(wěn)定和可靠。3.5為例圖。圖3.5報(bào)警電路圖6.LCD1602顯示屏接口電路LCD1602可以顯示自定義的32個(gè)字符并且?guī)П彻釲ED。顯示器自帶字符點(diǎn)陣庫(kù)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單而價(jià)格低廉，穩(wěn)定可靠，所以本設(shè)計(jì)采用它作為顯示電路的核心。LCD1602的引腳說(shuō)明：1引腳：VSS是一個(gè)地線電源；2引腳：VCC與5V供電；3引腳：V0通過(guò)電阻器與VCC的連接來(lái)調(diào)節(jié)反差；4引腳：控制開關(guān)的RS和命令寄存器切換；5引腳：R/W是讀寫器的信號(hào)線路；6引腳：E端是啟動(dòng)端；7～14腳：8位雙向數(shù)據(jù)線；15腳：背光電源正極；16腳：背光電源負(fù)極。圖3.6液晶接口電路圖（二）軟件設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)總體軟件框圖系統(tǒng)供電以后進(jìn)入main函數(shù)，main函數(shù)開始運(yùn)行功能實(shí)現(xiàn)程序，首先初始化各個(gè)LCD1602顯示屏模塊、初始化，LX90614測(cè)溫傳感器、初始化單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器、初始化單片機(jī)內(nèi)部引腳IO，然后檢測(cè)喚醒按鍵是否按下觸發(fā)喚醒，如果沒(méi)有就循環(huán)檢測(cè)，如果觸發(fā)就進(jìn)入下一步，系統(tǒng)換型號(hào)開始采集MLX90614的數(shù)據(jù)，獲取體溫值并實(shí)時(shí)顯示在LCD1602顯示屏上，拿實(shí)時(shí)測(cè)量的體溫值和報(bào)警閾值做對(duì)比，如果超出閾值則進(jìn)行報(bào)警，驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警指示燈閃爍，接下來(lái)判斷閾值設(shè)置按鍵是否按下調(diào)整系統(tǒng)報(bào)警閾值，如果是則對(duì)系統(tǒng)閾值進(jìn)行加減設(shè)置并更新顯示在LCD1602顯示屏上，最后檢測(cè)空閑時(shí)間，如果達(dá)到休眠時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次按鍵喚醒后繼續(xù)工作。圖3.7程序主流程圖2.按鍵檢測(cè)驅(qū)動(dòng)程序本方案的按鍵式探測(cè)驅(qū)動(dòng)程序的工作原理是探測(cè)單片機(jī)管腳的電平，引腳檢測(cè)首先設(shè)定與MCU相連的引腳初始化，在管腳設(shè)定為上拉模式時(shí)，MCU在正常情況下所檢測(cè)到的松開鍵電平為高平，則判定為1。觸發(fā)時(shí)，鍵腳的高電平轉(zhuǎn)換為低電平，程序判斷為0。鍵震蕩抖動(dòng)可能會(huì)造成引腳的誤觸發(fā)的情況，因此在程序時(shí)間上需設(shè)定一定的延時(shí)來(lái)排除誤觸發(fā)的問(wèn)題。特別需要注意的一點(diǎn)即在引腳檢測(cè)程序的編寫過(guò)程中必須要進(jìn)行消抖操作，其原因在于引腳在一般情況下很極易造成誤觸發(fā)的問(wèn)題，這就使得整體系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。而消抖操作可以在一定時(shí)間內(nèi)兩次對(duì)引腳觸發(fā)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，其過(guò)程為當(dāng)?shù)谝淮螜z測(cè)到引腳觸發(fā)，但是并不立即執(zhí)行功能代碼，在延時(shí)50ms后再一次對(duì)引腳電平狀態(tài)進(jìn)行判斷，看是否觸發(fā)，如若引腳狀態(tài)仍為按下狀態(tài)，則說(shuō)明確實(shí)有觸發(fā)操作，接下來(lái)就會(huì)繼續(xù)執(zhí)行觸發(fā)后的代碼程序。如若第二次判斷不是觸發(fā)狀態(tài)，那么則可能是由于抖動(dòng)而導(dǎo)致的誤觸發(fā)，則不執(zhí)行接下來(lái)的對(duì)應(yīng)的相關(guān)功能。引腳檢測(cè)驅(qū)動(dòng)程序流程圖如圖4.8所示。圖3.8T按鍵檢測(cè)驅(qū)動(dòng)流程圖3.MLX90614測(cè)溫驅(qū)動(dòng)程序MLX90614的驅(qū)動(dòng)程序主要是對(duì)IIC的讀寫操作，由于MLX90614傳感器采用的是IIC總線通信，一個(gè)引腳為時(shí)鐘腳一個(gè)是數(shù)據(jù)腳，所以很多操作都是通過(guò)引腳高低電平的時(shí)長(zhǎng)來(lái)決定是什么操作。想要和GY-906完成通信就需要查看其數(shù)據(jù)手冊(cè)對(duì)IIC時(shí)序進(jìn)行編程。在啟動(dòng)MLX90614時(shí)，檢測(cè)溫度前要對(duì)其進(jìn)行初始化，以便進(jìn)入通訊模式，并在此基礎(chǔ)上，在MLX90614的輸入端輸出響應(yīng)信號(hào)，在該響應(yīng)被探測(cè)之后，再將該溫度數(shù)據(jù)的相應(yīng)位置的高、低電平進(jìn)行讀出，并將其合并為16比特的數(shù)據(jù)后進(jìn)行運(yùn)算，從而得到最后的溫度值。詳細(xì)驅(qū)動(dòng)流程見3.9圖。圖3.9測(cè)溫驅(qū)動(dòng)流程圖4.報(bào)警驅(qū)動(dòng)程序LED告警的驅(qū)動(dòng)電路的工作原理是利用GPIO管腳的高電平來(lái)控制完成，這是MCU編程的基本工作，而在MCU上采用GPIO管腳，首先要設(shè)置與MCU管腳有關(guān)的暫存器，以便與其對(duì)應(yīng)的功能相匹配，如果要采用管腳對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘母線，首先要設(shè)置管腳模式和時(shí)鐘的頻率。因此，在設(shè)定模式時(shí)，必須設(shè)定成推拉的輸出方式，以保證管腳有充足的傳動(dòng)性能。將管腳的初始化電平設(shè)定為L(zhǎng)ow，將使輸出的電壓斷開，隨后，單片機(jī)將檢測(cè)管腳的電平按情況設(shè)定為高電平，并開啟該切換模式。在圖3.10中顯示了GPIO管腳的輸出驅(qū)動(dòng)程序。圖3.10報(bào)警驅(qū)動(dòng)流程圖5.LCD1602顯示驅(qū)動(dòng)程序圖3.11LCD1602顯示屏驅(qū)動(dòng)流程圖由于顯示屏模塊電路內(nèi)部已經(jīng)集成了點(diǎn)陣字庫(kù)芯片，所以省去了程序上對(duì)字體取模的操作。只需要通過(guò)顯示屏的通信協(xié)議將要顯示的字符編碼發(fā)送給顯示屏，并將需要顯示的位置發(fā)送給顯示屏，LCD1602模塊會(huì)自動(dòng)查找該字符對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣庫(kù)并根據(jù)點(diǎn)陣信息將字符顯示在指定位置。LCD1602屏幕顯示驅(qū)動(dòng)流程圖如圖3.11所示。四、系統(tǒng)整機(jī)調(diào)試及功能測(cè)試（一）硬件調(diào)試1.電源穩(wěn)定性調(diào)試該設(shè)計(jì)采用了較大的電流，在同一時(shí)間內(nèi)使用，最高可達(dá)2A，所以在給裝置提供電源時(shí)，必須設(shè)置2A輸出的穩(wěn)定電壓。為了保證系統(tǒng)工作所需的電流，我們可以用10A的萬(wàn)用表來(lái)檢測(cè)，電壓的測(cè)量方法是選擇電壓檔為20V，通過(guò)5V的電源的供電，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部穩(wěn)定數(shù)值，應(yīng)該得到3.3V的電壓，在測(cè)試的時(shí)候，電壓會(huì)有±0.1V的變化。如果數(shù)值電壓相差過(guò)大，則應(yīng)該及時(shí)檢查電路是否存在短路的問(wèn)題。各個(gè)模塊正常工作的狀態(tài)時(shí)都會(huì)有一個(gè)工作指示燈亮起，見圖4-1。圖4.1實(shí)物供電運(yùn)行圖2.單片機(jī)核心板調(diào)試接下來(lái)是對(duì)單片機(jī)的測(cè)試，51單片機(jī)最小核心系統(tǒng)運(yùn)行需要12MHz無(wú)源晶體振蕩器電路、穩(wěn)壓電源供電、單片機(jī)本身以及點(diǎn)觸式按鍵上電復(fù)位電路。必須將這些電路正確的連接好，單片機(jī)最小核心系統(tǒng)才能夠正常工作，且這一過(guò)程最需要注意的是為單片機(jī)供電的電源電壓，且電源紋波不能較大，否則會(huì)造成單片機(jī)無(wú)法運(yùn)行等問(wèn)題。設(shè)計(jì)是通過(guò)5V供電，電源電壓過(guò)低會(huì)導(dǎo)致供電不足等問(wèn)題，電壓過(guò)高會(huì)使得單片機(jī)內(nèi)部電路發(fā)熱。實(shí)物如圖4.2所示。圖4.2核心板運(yùn)行正常圖3.模塊調(diào)試首先對(duì)LCD1602電路進(jìn)行測(cè)試，由于這部分需要結(jié)合程序才能具體查看效果，所以先根據(jù)引腳定義查看模塊供電是否正常，以及各引腳和單片機(jī)之間有沒(méi)有虛焊，排查這些問(wèn)題以后再結(jié)合之后的軟件調(diào)試即能確定模塊是否正常。然后測(cè)試測(cè)溫傳感器，測(cè)溫傳感器主要檢查焊接是否正常，焊接無(wú)誤的情況下，可以結(jié)合顯示屏查看讀取溫度數(shù)據(jù)，以此來(lái)驗(yàn)證MLX90614是否正常工作。最后對(duì)按鍵線路進(jìn)行了調(diào)整和測(cè)試，這一步的調(diào)試比較容易，第一步是在斷電時(shí)，使用萬(wàn)用表的導(dǎo)通斷擋來(lái)探測(cè)開關(guān)的兩個(gè)管腳是否與單片機(jī)的管腳和插頭相連，并且兩個(gè)管腳之間不能有任何的接觸，如果有黏連短路的情況，那么按鍵就會(huì)自動(dòng)關(guān)掉，從而導(dǎo)致無(wú)法使用按鍵。上述測(cè)試完成后，就可以進(jìn)行電力測(cè)試，上電后將千用表調(diào)到一個(gè)電壓檔位和單片機(jī)相連的引腳電平，在沒(méi)有按下時(shí)，該管腳是5V的高電平，而在按下按鈕時(shí)，管腳從5V躍到0V，表明硬件線路是可以正常運(yùn)行的。圖4.3通信模塊運(yùn)行正常圖4.模塊焊接調(diào)試最后一步是檢查各模塊，檢查電路的硬件部件是否焊接完備，并使用萬(wàn)用表將該版塊的電源進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的額定值電壓檢測(cè)。另外，本系統(tǒng)還對(duì)電路的脈動(dòng)有很高的需求，電壓波動(dòng)越大，電路越不穩(wěn)定，通訊就越容易受到干擾，所以必須在模組的供電插頭附近加一個(gè)濾波器，以保證電路的正常通訊。該系統(tǒng)采用UART單片機(jī)對(duì)該單元的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并利用萬(wàn)用表的供電管腳對(duì)該單元進(jìn)行測(cè)試，若與期望的電壓相符，則該單元的工作狀態(tài)良好。各模塊焊接正常圖片如圖4.4所示。圖4.4硬件模塊焊接圖（二）軟件調(diào)試1.程序下載在進(jìn)行設(shè)計(jì)軟件的調(diào)試時(shí)，首先要將相應(yīng)的Keil4平臺(tái)app進(jìn)行安裝。安裝好后，用戶可以使用USB-TTL專門為MCU內(nèi)核安裝STC-ISP的調(diào)試程序，并利用該接口進(jìn)行測(cè)試。在下面的圖表4.5中顯示了一個(gè)下載的偵錯(cuò)工具欄。圖4.5下載程序軟件工具2.程序調(diào)試第一個(gè)步驟是編寫和調(diào)試LCD1602屏幕，LCD1602屏幕使用8比特并口通訊，可以通過(guò)軟件或硬件來(lái)進(jìn)行通訊模擬，在51MCU中，由于受到了系統(tǒng)的限制，通常都是按照并行時(shí)間順序來(lái)進(jìn)行程序模擬，而下級(jí)的驅(qū)動(dòng)則是和LCD1602LCD的硬件通訊有關(guān)，因此，在延遲的設(shè)置方面，要根據(jù)實(shí)際的調(diào)試情況按照最好的方式來(lái)設(shè)計(jì)。下層的驅(qū)動(dòng)編程完成后，可以對(duì)上層程序進(jìn)行編程，這一類的編程不必去考慮時(shí)間的順序，應(yīng)該更注重于顯示接口的版式設(shè)計(jì)。第二步，對(duì)測(cè)溫傳感器MLX90614進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試該模塊主要結(jié)合LCD1602顯示屏將檢測(cè)的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，然后和溫度計(jì)進(jìn)行對(duì)比查看結(jié)果是否正確，改變待測(cè)溫度，查看測(cè)量的溫度值是否發(fā)生變化，如果是則說(shuō)明溫度傳感器程序驅(qū)動(dòng)正常。在此基礎(chǔ)上，完成了按鍵檢測(cè)有關(guān)的編程測(cè)試，該部分采用了通用的單片機(jī)IO接口，進(jìn)行了調(diào)試，設(shè)置好了工作狀態(tài)，并在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)高、低電壓即可。五、總結(jié)在設(shè)計(jì)階段，首先收集相關(guān)的資料，確定了研究的背景和意義，制定了設(shè)計(jì)方案的必要性和可行性，研制該設(shè)計(jì)的合理方案并且保證其可行性和必要性，之后擬定軟件平臺(tái)和硬件部件，根據(jù)硬件電路的繪制圖設(shè)計(jì)焊接物，在焊接好實(shí)體后，就可以根據(jù)每一個(gè)單元的數(shù)據(jù)表，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的資源，將所有的模塊都安裝好再編寫主函數(shù)，調(diào)用驅(qū)動(dòng)函數(shù)進(jìn)行功能邏輯的配置，再通過(guò)安裝調(diào)試軟件調(diào)試所有的軟件保證其運(yùn)行正確