保定學院學士學位論文2基于51單片機數字體溫計的控制系統設計實現摘要隨著現代化醫療的不斷發展，結合當前疫情的余波未盡，設計一款便攜式數字體溫計是非常有意義的，可以在不同場合對人體體溫做到快速測量，確保安全。基于單片機的數字體溫計設計主要使用51單片機作為系統微控制核心，LCD1602顯示屏作為系統的顯示交互單元，方便用戶實時查看體溫數值，按鍵單元用于設置系統參數以及喚醒設備，測溫傳感器使用的是非接觸式MLX90614測溫傳感器，能夠更加安全快速測溫，當測量實時體溫數值大于按鍵設置的報警閾值時，系統會控制報警指示燈閃爍進行報警，為了能夠更好的續航時間，系統具備自動休眠功能，空閑10秒鐘后系統自動進入休眠，當檢測到按鍵按下時觸發喚醒繼續工作。關鍵詞：51單片機；LCD1602顯示屏；MLX90614測溫傳感器；休眠目錄TOC\o"1-3"\h\u1引言 I引言自2020年初以來，隨著新型冠狀病毒的飛速蔓延和入侵，病毒的不斷變異與升級，使得中國乃至全球各國都掩埋在疫情的陰影下，雖然全世界各國對疫情的防控與蔓延逐步得到控制，但是新型冠狀肺炎的后續影響仍然十分大，影響范圍仍然擴散在世界的每個角落。發熱是新冠的明顯癥狀之一，因此，公共場所、居家自用，都需要用到體溫測量，疫情的防控的時期，體溫計是不可缺少的。研究背景隨著科學技術的不斷變化和發展，越來越多的科學技術被應用于取代傳統工業中的測量工具。另一個原因是隨著人們生活水平以及購買力的不斷提高，使得數字溫度計的開發更加吸引市場。不僅如此，隨著數字體溫計的優勢不斷突顯，功能越來越多，使用數字體溫計的人也在不斷增加，現如今疫情仍然存在，體溫是一個很好的反應身體健康狀態的指標，人們可以測量自己的體溫以了解自己的身體狀態，傳統的體溫計測試時間長，不便于使用，數字體溫計很好的解決這一問題，越來越受到人們青睞[1]。如今，無論是商場醫院還是超市菜市，仍然需要對人們的體溫進行實時溫度測量，確保人群密集場所不存在發熱人員，可以在一定程度上杜絕有體溫異常的人員進行通行，保障了其他人群的安全，今早對體溫異常人群進行管控，以達到疫情防控的目的。研究的目的與意義體溫計的重要性顯而易見，而傳統的溫度計想要應用在流量大的場所顯然具備非常大的缺點，其一，檢測時間過長，不利于人群快速檢測并疏散的目的，反而增加了疫情擴散的幾率；其二，檢測設備采用接觸式檢測，且檢測時間長，這就造成了多人使用同一溫度計的問題，在疫情情況下，同樣增加了病毒的傳染率，均不符合疫情防控要求[2]。因此，這對于此類情況就需要一種無接觸式、準確性、快速檢測性體溫的體溫計，以減少人群聚集風險，快速檢測通行，在達到檢測的目的的情況下，同時又保證人流的正常通行速度不受影響。設計基于單片機的數字體溫計就是十分符合當下社會現狀的一款實用性、智能化體溫計。隨著時代的深度發展，疫情防控的持續進行，數字體溫計的應用市場十分廣闊，只要是公共場合，不論大小，均需要用到數字體溫計，因此對數字體溫計的設計十分符合目前全球的大環境背景，是時代實時需要的產物之一。1.2.1國內研究現狀我國對體溫計的發展源于20世紀的末期，國內某研究所發明出一種比色溫溫度計，雖然能夠在一定程度上滿足性能指標的要求，但是仍能存在很多缺點和不足，該款溫度計十分的笨重，且結構非常復雜，靈敏度也非常地，比起國外的響應速度也很慢，這就導致了這種溫度計很難普及使用[3]。因此國內的其他機構又開始進一步的研究，出現了一款新的比色溫度計，使用調制盤分兩種光線的波長，采用插值得出溫度值。隨著近年國內科技水平提升，微電子技術的發展與應用，在材料和加工領域都有了巨大的進步，溫度計的發展也得到了巨大進步。1.2.2國外研究現狀國外部分國家對體溫計的研究與發展方向在近年來，逐步轉向光點模塊，由原來的隱絲式逐步發展進步，隱絲式方式最早可追溯到19世界前中期，該原理的測溫儀至今仍然在使用，期原理與燈絲亮度原理較為相似，通過燈絲溫度即可知道目標物的溫度。中后期光電溫度計開始問世，這種類型的溫度計具有兩個顯著的特點即：測量精準度極高、無需直接參與。此后以硅光二極管為代表的測溫設備誕生，使得測溫精度和靈敏度有了巨大突破，且穩定性強、響應的速度也較快，促使著測溫領域的飛速進度，為現階段測溫設備提供了堅實的物質基礎。體溫計由STO使用熱空氣膨脹原理于16世紀問世，這是歷史上最早的一只口腔溫度計，直到本世紀出，誕生了水銀溫度計，直至今日，該款溫度計的使用仍然十分廣泛，該款體溫計體積小巧，且使用方便，使得近年來對體溫計的發展與革新較小，至此人們人類體溫計的發展已經較為成熟，無需進行改善。但是該款體溫計仍然存在著較大的缺點，使用時的測量時間較長，且水銀污染等問題仍然存在，因此電子化的數碼體溫計更符合需求[4]。系統總體設計方案總體方案設計基于單片機設計出一個數字體溫計，它能通過紅外非接觸傳感器實時測量人體溫度,并通過顯示屏顯示出來。可以對溫度閾值進行設置，當溫度高于設置的閾值，則亮紅燈閃爍進行告警。從而實現對人體溫度進行檢測并告警提示。系統功能與任務本系統的開發設計有以下功能：按下按鍵能從休眠中醒來，觸發啟動測量；能在誤差范圍內檢測到體溫；屏幕上顯示體溫；顯示10s鐘后進入休眠狀態；超過正常體溫進行紅色燈閃爍報警。本設計的技術指標如下：靜態電流：<100mA；最大電流：<2A；額定電源電壓：DC5V；報警方式：指示燈報警；系統結構2.3.1設計結構硬件部分：系統硬件主要為STC89C52單片機用于系統的核心控制運行程序，對各個模塊進行調配，紅外測溫傳感器MLX90614用于非接觸式紅外側彎，測量人體溫度，將溫度通過IIC總線發送給單片機進行接收并處理，單片機獲取溫度以后，將溫度進行解析后顯示在LCD1602顯示屏上，顯示屏可以通過顯示數值方式直觀的將溫度顯示出來，方便用戶查看，設計還配有LED報警指示燈當體溫超出設置的閾值，可以通過指示燈進行報警提示，按鍵部分主要用于對系統的預值進行調整，可以對預期進行加或減，也可以通過按鍵對系統進行喚醒，把系統從休眠狀態喚醒為運行狀態[5。軟件部分：單片機主程序，調用各個驅動函數，實現業務邏輯。顯示屏驅動函數，用于驅動顯示屏顯示信息測溫傳感器驅動函數，用于驅動測溫傳感器獲取采集的溫度按鍵驅動函數，用于檢測按鍵響應2.3.2組成結構系統主要包括電源模塊、STC89C52單片機核心系統、按鍵電路、MLX90614體溫傳感器模塊、LCD1602顯示屏模塊、LED報警電路，電源電路給各個模塊進行供電，使其正常工作，單片機采集MLX90614測量的體溫數值，驅動LCD1602顯示屏顯示體溫，按鍵電路用于調整體溫報警閾值，并顯示在顯示屏上，當體溫超過報警閾值，則驅動LED報警電路進行閃爍報警。圖2.1系統組成結構圖多功能語音識別系統需求主要硬件需求3.1.1STC89C52RC單片機單片機設計選擇51內核單片機作為最小核心，該單片機的應用領域十分廣泛，且操作指令豐富，功能完善，具備很多邏輯位操作功能，RAM區間擁有雙重功能地址區間，使用起來十分靈活。是單片機應用與發展的奠基式產品，產品普及率與使用率也十分高，且性價比較高，對初學者也十分友好。選用單片機具體型號為STC89C52。單片機引腳按功能可分為：控制引腳、電源及時鐘引腳、I/O口引腳三類。控制引腳提供控制信號，有些引腳通過高低電平的電信號實現不同的功能，即程序通過引腳聲明定義，使指定引腳執行指定功能；電源引腳通過第40腳接5V電源正極和第20腳接地為系統提供電源；并行I/O口引腳有四組，P0口的P0.0~P0.7引腳為漏極開路的8位并行雙向口；P1口的P1.0~P1.7引腳和P2口的P2.0~P2.7引腳都是準雙向口，二者內部都接有上拉電阻并且均可驅動4個LS型TTL負載；P3口的P3.0~P3.7引腳第一功能與P1口和P2口功能相同，P3口的第二功能從P3.0口到P3.7口兩兩依次對應的功能為串行數據輸入和輸出口、外部中斷0和1輸入、定時器0和1外部計數輸入、外部數據寄存器的寫和讀選通控制型號[6]。圖3.1AT89C52單片機實物圖3.1.2顯示屏模塊信息顯示選用并口的LCD1602顯示屏進行顯示溫度數據，這種顯示屏相較于數碼管更具有優勢，LCD1602顯示屏可以顯示更多的內容，并且屏幕內部自帶刷新電路，不需要程序上在進行刷新，只要將需要顯示的數據發送給顯示屏進行顯示即可。在日常生活中，我們接觸過各種各樣的顯示屏。液晶顯示模塊作為顯示設備信息的重要器件，已成為很多電子產品的通過器件，其具有體積小，省電以及抗干擾能力強的特點，有顯示類型分為字段型、字符型和點陣型[7]。很多家用電子產品中都可以看到，如萬用表、電子表、計算器等。LCD1602液晶顯示模塊的原理是利用了液晶屏幕的通過電壓對其顯示區域進行控制的物理特性，使電流刺激液晶分子產生點、線、面，并在背光的輔助下實現畫面顯示。如圖3.6所示為模塊實物圖。1602表示每行可顯示16個字符，一共可以顯示兩行，所以也叫1602字符型液晶，它是一種專門用ASCII碼字符來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊，其內部具有字符庫ROM（CGROM），能顯示出192個字符（5*7點陣）。LCD1602液晶顯示模塊的工作電壓為4.5~5.5V，典型工作電壓為5V，工作電流為2mA，模塊設有16個引腳，包括8條數據線、3條控制線和3條電源線，如表3.3所示為LCD1602液晶顯示模塊的引腳參數及功能，所以只需要根據產品數據手冊中的模塊工作要求分配單片機的引腳與傳感器連接即可實現單片機與監測模塊的聯動。要使LCD1602液晶顯示模塊顯示字符，需要在程序中寫入要顯示的相關字符常量或字符串常量，在編譯生成標準的ASCII碼并送入顯示數據RAM，即可將對應字符顯示在LCD1602液晶顯示模塊上顯示。圖3.2LCD1602液晶顯示模塊實物圖3.1.3測溫傳感器MLX90614具有0.1℃的高精度。很好的滿足設計需求。模塊電源采用3.3V電源，信號和單片機之間通過IIC接口進行通信，說明單片機若需要讀取人體溫度數據只需要通過單片機配置IIC即可輕松采集到。該模塊具有高靈敏度，低功耗的特點，只要有人經過，就會非接觸測量到人體體溫，將信號通過電平信號發送給單片機處理，使用起來簡潔可靠。圖3.3MLX90614紅外測溫傳感器實物圖軟件環境需求3.2.1Keil開發平臺介紹該系統使用STM32最小內核系統，其嵌入式開發平臺為Keil。KeilC51是德國KeilSoftware公司（已被ARM公司收購）出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發系統，該軟件集編輯、編譯、仿真等功能于一體，還提供了豐富的函數庫和功能強大的集成開發調試工具，生成的程序代碼運行速度快，所需要的存儲空間小，完全可與匯編語言相媲美，是目前51單片機最優秀的開發軟件之一[8]。Keil軟件廣泛應用于單片機嵌入式系統的開發和調試。與其他免費軟件相比，它的可靠性更高，不會出現異常閃退導致代碼丟失等問題。此外，該軟件具有完善的調試界面，在代碼編寫后期的調試工作中，十分方便進行調試拍錯，發現并優化程序中存在的問題。3.2.2AltiumDesigner電路板設計平臺AD軟件用于繪制電路圖和PCB，先格局功能建立元器件庫，繪制好庫以后將庫原件進行合理的擺放，然后連接各個模塊之間的電路連接，連接好后就可以生成PCB，軟件具有自我糾錯功能，如果做錯了，軟件會進行報錯，提高繪圖的準確性和高效率。多功能語音識別系統的系統設計硬件設計4.1.1單片機最小核心系統單片機最小系統是單片機程序運行的最簡單的硬件電路，最小系統通常指程序的啟動，包括用于將單片機的內部寄存器恢復到基本狀態的復位電路。30pF的起振電容配合12Mhz晶振用于產生時鐘基準，單片機程序的運行依靠時鐘同步，采用直流5V供電電路為單片機供電，與采集發送和接受顯示部分的最小系統相同。單片機最小系統電路圖如圖4.1所示。圖4.151單片機最小核心系統圖4.1.2電源供電電路電源電路是系統的重要組成部分，它負責各部件的正常工作電壓，這是一個轉換電壓值的電路，是電路各部分正常工作的基本條件，另外穩壓電路的設計還有很多地方需要注意。系統的總外部電源由5V輔助電池供進行電，如果該電路直接連接到高壓電源，系統將無法正常工作，甚至燒壞部件。由此可見，電源電路對系統的穩定性非常重要[9]。電源電路包含一個供電插頭和一個開關用于打開關閉系統電源，當關閉開關時系統耗電為0，便于長期存放。電源供電電路圖如圖4.2所示。圖4.2電源供電電路圖4.1.3按鍵電路設計中采用了獨立的關鍵電路，由于系統所需按鍵數量并不多。獨立按鍵設計簡單，更適合于本設計，本設計的按鍵電路采用六個功能鍵用于控制定時值和加熱溫度值，這些鍵在單片機GND和引腳之間串聯，按鍵按下和釋放兩種狀態分別對應于引腳電平的0V和5V，通過引腳電平的判斷，即可檢測出是否按下。按鍵電路圖如圖4.3所示。圖4.3按鍵電路圖4.1.4MLX90614測溫電路測溫用的MLX90614傳感器模塊板載了紅外測溫傳感器采集頭和一個穩壓電路，將供電電壓穩壓后供給傳感器探頭供電。模塊對外有4個引腳，其中1腳、2腳位供電引腳，采用5V供電，模塊上的穩壓電源再將電壓穩壓到3V給核心元件供電。3腳、4腳是IIC接口連接單片機的IIC引腳，用于IIC總線通信采集數據，通過IIC接口單片機即可將溫度數據讀取出來[10]。電路圖如圖4.4所示圖4.4MLX90614測溫電路圖4.1.5報警電路設計系統匹配了報警電路，在超過預先設定的閾值情況下，會通過LED閃爍報警提醒用戶，使得設備使用起來更加便捷。報警電路由LED燈、限流電阻構成，LED選擇的時低壓發光二極管，其正常工作最大達到5mA的電流，在此情況下如果可以直接采用單片機引腳直接供電的，電阻連接到單片機引腳的控制端，以起限流作用，此方式的電路設計通過一個信號就能實現對單片機的控制，使得單片機工作更為穩定安全。如圖4.5所示。圖4.5報警電路圖4.1.6LCD1602顯示屏接口電路LCD1602可以顯示自定義的32個字符并且帶背光LED。顯示器自帶字符點陣庫，因為設計電路簡單而價格低廉，穩定可靠，所以本設計采用它作為顯示電路的核心。D0到D7為數據接口用于和單片機進行連接單片機通過這些引腳進行傳輸數據，VCC、GND為供電引腳，VO是對比度調節，通過2k電阻連接GND，RS、RW、E為控制引腳，結合D0-D7進行讀寫控制。圖4.6液晶接口電路圖軟件設計4.2.1系統總體軟件框圖系統供電以后進入main函數，main函數開始運行功能實現程序，首先初始化各個LCD1602顯示屏模塊、初始化，LX90614測溫傳感器、初始化單片機內部定時器、初始化單片機內部引腳IO，然后檢測喚醒按鍵是否按下觸發喚醒，如果沒有就循環檢測，如果觸發就進入下一步，系統換型號開始采集MLX90614的數據，獲取體溫值并實時顯示在LCD1602顯示屏上，拿實時測量的體溫值和報警閾值做對比，如果超出閾值則進行報警，驅動LED報警指示燈閃爍，接下來判斷閾值設置按鍵是否按下調整系統報警閾值，如果是則對系統閾值進行加減設置并更新顯示在LCD1602顯示屏上，最后檢測空閑時間，如果達到休眠時間，系統自動進入休眠狀態，等待下一次按鍵喚醒后繼續工作[11]。圖4.7程序主流程圖4.2.2按鍵檢測驅動程序檢測單片機引腳電平狀態是本設計中按鍵檢測驅動程序的原理，引腳檢測首先對連接到單片機上的引腳進行初始化設置，當引腳設置為上拉輸入模式時，單片機在正常狀態下檢測到的釋放按鍵電平為高電平，程序判斷為1。觸發時，鍵腳的高電平轉換為低電平，程序判斷為0。鍵震蕩抖動可能會造成引腳的誤觸發的情況，因此在程序時間上需設定一定的延時來排除誤觸發的問題[12]。特別需要注意，在編制人工測試程序的過程中，必須執行消抖操作，因為在正常情況下很容易出現誤觸的情況使整個系統不穩定。消抖操作可以在一段時間內檢測兩次引腳的觸發狀態，當第一次檢測到引腳觸發時，此過程不會立即執行功能代碼，延遲50ms后，將再次判斷引腳電平的狀態，以確定是否觸發該程序。如果引腳狀態仍然處于按下狀態，則存在觸發操作，接下來會繼續執行觸發后的代碼程序。如果第二次判斷為不是觸發狀態，可能是由于抖動而觸發錯誤，不會執行接下來對應的程序。引腳檢測驅動程序流程圖如圖4.8所示。圖4.8T按鍵檢測驅動流程圖4.2.3MLX90614測溫驅動程序MLX90614驅動程序主要用于IIC讀寫，MLX90614傳感器采用了IIC總線通信，一個引腳為數據腳，另一個引腳為時鐘腳，所以許多操作都是通過引腳高電平和低電平持續時間來決定的[13]。要完成與GY-906的通信，必須在編程IIC時檢查數據手冊。驅動時先要對MLX90614進行初始化，才能保證進入工作狀態，建立通信，再等待其數據引腳發出答應信號，待檢測到其答應信號后，會對溫度數據的各個位具體的高電平和低電平進行循環讀取，讀取完成后便組合成一個16位的數據，計算處理數據后獲得最終溫度值。驅動過程如圖4.9所示。圖4.9測溫驅動流程圖4.2.4報警驅動程序LED是通過單片機的GPIO引腳輸出高電平實現報警驅動，通過單片機的GPIO引腳輸出高電平進行控制，需要配置驅動單片機引腳的相關寄存器才能在單片機上正常使用GPIO引腳，配置時鐘頻率和引腳模式是使用引腳對應的時鐘總線的前提。為使引腳具有足夠的驅動能力，在配置過程中，需要設置推挽輸出模式。若引腳的初始化電平為低電平時，輸出電壓則關閉，而后單片機會檢測出引腳是否需要更改成高電平，若需要則打開開關。GPIO引腳輸出驅動流程圖如圖4.10所示。圖4.10報警驅動流程圖4.2.5LCD1602顯示驅動程序圖4.11LCD1602顯示屏驅動流程圖在操作上省去了程序上對字體取模，因為示屏模塊電路內部已經集成了點陣字庫芯片。所以只需把要顯示的字符寫進程序編碼中通過顯示屏的通信協議將發送給顯示屏，再將需要顯示字符的顯示位置設置好并發送給顯示屏，顯示模塊就會根據設置好的顯示樣式自動查找該字符對應的點陣庫，并根據組成點陣的信息將對應的字符在顯示器指定的區域顯示。LCD1602屏幕顯示驅動流程圖如圖4.11所示。系統整機調試及功能測試硬件調試5.1.1電源穩定性調試本設計中電流比較大，在正常使用時最高電流會達到2A。因此，設備供電至少需要配置輸出電流為2A的穩定電流。為確保系統正常運行所需的電流，需要用萬用表10A電流檔測試電流是否達到要求。系統電壓的測量也需要用萬用表20V電壓檔檢測，系統是用5V電源電壓供電，經過單片機內部穩壓后變為3.3V，這是為了將模塊整體的供電需求統一為3.3V，從而使系統整體穩定運行，在測試的過程中電壓波動在0.1V左右的是正常的，當出現所測電壓與目標電壓值相差較大的情況，則需要使用萬用表檢查電路是否出現微短路等問題[14]。各模塊正常工作時各模塊的工作指示燈會正常亮起如圖5-1所示。圖5.1實物供電運行圖5.1.2單片機核心板調試要使單片機最小系統運行，就需要有12MHz無源晶體振蕩器電路、單片機本身以及點觸式按鍵上電復位電路共同組成。只有單片機最小系統各組成部分電路正確連接好，單片機最小核心系統才能夠正常工作，在電路焊接過程需要注意的是將單片機供電電源電壓輸入輸出焊接正確，且焊接過程電源紋波不大于器件承受電壓，不然會出現單片機無法運行等問題。本設計是通過5V電源電壓供電，當電源電壓過低會導致供電不足系統無法運行等問題，電壓過高則會使得單片機內部電路發熱從而增加系統耗能[15]。實物如圖5.2所示。圖5.2核心板運行正常圖5.1.3模塊調試首先需要測試測試LCD1602電路。由于這部分需要結合程序，才能看到具體的效果如何，所以嚴格意義上說，首先應當根據軟件進行調試之前需利要用引腳定義去檢查模塊供電電源是否正常，還有每個引腳和單片機是否存在焊接故障等問題。從而確定模塊整體的運行狀態是否為正常狀態。然后測試測溫傳感器，測溫傳感器主要檢查焊接是否正常，焊接無誤的情況下，可以結合顯示屏查看讀取溫度數據，以此來驗證MLX90614是否正常工作。最后需調試按鍵電路，這部分調試相對來說是比較簡單的。首先，實驗人員可以使用萬用表的通斷檔去檢查的引腳是否和單片機的引腳以及電源接地相連接，但必須是在斷電的前提下進行上述操作。另外，還需要檢查兩引腳是否存在短路的問題，否則按鍵就會主關閉，進而失去按鍵的作用[16]。最后檢查結束后，就可以給檢查設備供電。通電后，將萬能表調整到電壓檔檢測和單片機連接的引腳電平。另外，沒有按這個鍵時，引腳就是高電平輸出，當按下按鍵的時候，引腳電平從高電平跳到低電平，這就表示硬件電路可以正常的。圖5.3通信模塊運行正常圖5.1.4模塊焊接調試各模塊的檢測部分。首先用萬用表檢查模塊的引腳是否符合額定的電壓，檢查各硬件部分的線路焊接是否正確。另外需要注意，因為較大的電源紋波不僅會影響模塊的穩定性，而且會影響通信信號的傳輸，還可能造成通信信號的中斷。所以這一模塊對電源的紋波要求較高。因此，要達到過濾的效果就必須把過濾電容器連接在模塊的電源引腳的接口附近，從而使模塊通信穩定運行。最后，各個模塊的輸出數據通過單片機UART采集，進而使用萬用表來測量模塊的供電引腳電壓是否滿足要求。進而確定數據與預期電壓是否相符，才能確定其工作是否正常。系統各模塊的焊接情況如圖5.3所示。圖5.4硬件模塊焊接圖軟件調試5.2.1程序下載在軟件調試設計階段，需要安裝單片機編程專用的開發調試軟件Keil4。軟件安裝成功后，即可將其連接到單片機核心板上的STC-ISP調試下載接口，使用專用的USB-TTL下載調試程序。該接口可直接接在程序下載端，直至完成整個程序調試的工作流程。下載調試工具欄如圖5.5所示。圖5.5下載程序軟件工具5.2.2程序調試首先是對LCD1602顯示器的具體程序進行編寫和調試，該顯示器是采用8位并行口通信的通信協議，工作時序可以用硬件生成，也用軟件進行模擬通信協議產生。但是需要注意的是，由于51單片機的資源限制，主要采用程序模擬并行時序，在編寫底層驅動程序是需要可根據并行時序來編寫。因為底層驅動程序直接負責LCD1602液晶顯示屏的硬件通信，所以在延時配置的部分，測試人員應當結合實際最優的調試情況選取測量結果。編寫完底層驅動，就可以開始編寫上層功能程序。另外需要關注的是，這部分程序不需要考慮時序實現，更注重顯示界面的結構。第二步是對測溫傳感器MLX90614進行測試，測試該模塊主要結合LCD1602顯示屏將檢測的數據顯示出來，然后和溫度計進行對比查看結果是否正確，改變待測溫度，查看測量的溫度值是否發生變化，如果是則說明溫度傳感器程序可正常運行。按鍵檢程序是根據單片機通用的IO口特性進行編寫測試，單片機與各個硬件部件引腳的工作模式相對應進行調試配置，在需要運行相應硬件功能時驅動高低電平即可。總結本設計的設計程中是先建立在課題內容要求上，通過查閱相關資料，深入了解本設計的設計任務，收集與本設計相關的數據資料，從而確定設計基本框架，在對比不同器件設備的可行性和必要性，結合設計任務撰寫確合理的設計思路和設計方案。在確定好硬件組件后，根據硬件設計手冊對相應器件的引腳性質和工作原理進行硬件電路圖的設計。根據系統設計電路圖對個硬件的焊接位置進行布局設計，然后選擇最優的線路焊接方案對系統硬件進行焊接。在確定硬件焊接無誤且能成功驅動各個模塊后，便根據硬件使用手冊和單片機編程邏輯進行對硬件系統編寫驅動程序，通過主函數調用各硬件驅動函數，從而實現任務設計的功能要求，最后通過下載和調試的系統的硬件程序，再通過硬件對設計功能進行檢測操作，確認所有程序是否運行穩定。在各項操作無誤后，根據調試過程出現過的錯誤進行反復操作，驗證程序的運行效果直至程序穩定。該系統比設計安全可靠，操作簡單，且數據處理迅速，可用于各種需要測溫的場所具有相對較高的使用價值。本數字體溫計設計是利用單片機控制技術、測溫傳感器和顯示報警技術搭建的，包括個子模塊，包括體溫采集子系統、信息傳輸子系統和顯示驅動子系統等。其次，進行了本系統的傳感器協議設計。從傳感器模塊設計，到顯示屏通信協議的使用。然后進行智能體溫測量報警的軟件設計。從電子化、實時化、數字化等方面討論了數字體溫計最終系統的功能效果。當然本設計在系統功能上還存在一定的測量誤差，體溫測量傳感器對溫度采集精度上的誤差需要待檢測穩定之后才能將數據進行采集，這樣才能得到相對準確的溫度值，數字體溫計是目前生活中不可缺少的電子設備，但是市場要求都是根據需求供應的，設備所用的傳感器在滿足測量精確的前提下還需要考慮系統成本，這樣才易于普及和適應市場需求，但高精度的設備對應成本也會比較高，加上個人技術水平不是很精湛，未能將設計功能全部實現，所以在本設計中存在的問題后期還需進一步加強學習和優化改。參考文獻吳志樣.鉑電阻0.01℃深低溫精確測溫方法[J]．常州工學院學報,2015,18(6):12-15.劉希民.基于電流法的熱電阻溫度測量裝置[J]．儀器儀表學報,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附錄B數字體溫計系統的程序數字系統的程序如下所示。#include<STC12C5A.H>#include<LCD1602.h>#include<MLX90614.h>#include"intrins.h"u8WD[3]={0xdf,0x43,0};//自定義字符攝氏u8Dis[10]={0};u16Temp=0;//DS18B20溫度shortTemp_TH=375;//溫度閾值sbitLED=P1^5;sbitLCD_DIS=P2^7;sbitKEY1=P3^5;sbitKEY2=P3^6;sbitKEY3=P3^7;u16Time=0;//定時器計時u16SleepTime=0;//休眠時間/******延時******/voidDelay_ms(u16t){u16j;for(;t>0;t--) for(j=110;j>0;j--);}/******定時器初始化******/voidTIME_INIT_0(){TMOD=0X01;EA=1;TR0=1;ET0=1;TH0=0X3C;TL0=0XAF;}voidmain() { LCD_DIS=1;//打開LCD背光LCD_Initial();//初始化顯示屏 LCD_Write(0x00,0x01);//清屏 LCD_Print(0,0,"T:00.0"); LCD_Print(6,0,WD);//顯示溫度符號 LCD_Print(0,1,"TH:00.0"); LCD_Print(7,1,WD);//顯示溫度符號 Dis[0]=Temp_TH/100+'0'; Dis[1]=Temp_TH%100/10+'0'; Dis[2]='.'; Dis[3]=Temp_TH%100%10+'0'; Dis[4]=0; LCD_Print(3,1,Dis);//顯示溫度TIME_INIT_0();//初始化定時器 //函數部分 SCL=1;SDA=1;_nop_(); _nop_();_nop_();_nop_(); SCL=0; Delay_ms(1000); SCL=1;while(1){if(Time%20