【《基于单片机的红外测温控制系统的设计与实现》11000字（论文）】

1基于单片机的红外测温控制系统的设计与实现基于单片机的红外测温控制系统的设计与实现 1 1 3 3 31.3本设计研究内容 3 41.5本文结构 4 52.1主控芯片设计方案 52.2显示电路设计方案 5第3章系统硬件设计 73.1系统总体结构图 73.2单片机主控电路设计 3.3红外温度传感器模块电路的设计 93.3.1MLX90614功能介绍 9 9 3.6.1系统的电源电路 3.6.3报警电路的设计 第4章系统软件设计 15 4.2系统软件设计要求及任务 4.3系统主程序流程图 4.4红外测温流程图 17 205.1硬件调试 5.1.1排除元器件失效 5.1.2排除电源故障 20 5.3系统的制作与调试 21 21 25在我国逐步实现小康社会之际，人们开始注重养生，更多的关注自己的身体。体温是否正常是医院检查急诊病人生命体征是否正常的首要门槛。目前流行性疾病多，存在着很多传染性强的传染病，2020年的新冠肺炎就是一个典型的例子，体温检测成为了判断新冠的第一道门槛。传统的接触式温度测量系统的局限性在此次新冠肺炎中暴露了出来，尤2其是在学校、客运中心、高铁站等高发场所。现在传统测温仪会被弥补。非接触式红外测温系统相比于传统测温仪最特别的一点它的响应时间很快，安全系数高、可使用的寿命久，现在，红外测温技术已经广泛应用于医学、科学研究、监测和预防等领域。它应用于传统的温度测量系统中，同时又具有现代科学技术的元素。非接触式红外测温相比传统的测温仪器更能满足人们的技术发展迅速，医疗领域和工业领域等也开始逐步使用非接触术可以实时持续性的监测，对于电气设备的故障以及可能存在的问题也能够做可靠预测，等待单片机处理红外测温传感器传输过来的信号，然后发送到1602显示，该系统可自由调节报警的温度，设置一个合理的温度范围，蜂鸣器在被测温度低于所设定温度时会响，这样，系统就可以测量物体的温度。当物体温度限制过大时，3在我国逐步实现小康社会之际，人们更多的注重养生，越来越关注自己的身体健康。沃尔特海特(Walterheit)先生是一位来自德国的酒精物理学家，大约在1714年他就已经类似于体温计的仪器内部通常含有少量的银白色水银，而且这些上升，到达事先所标明的刻度，此刻度即可反应被测人的温受欢迎，不过随着科学技术的进步，温度计的种类也接触式温度计是目前应用较为广泛的一种新型温度传感器，其应用前景也将越来越广泛。系统主由硬件、软件部分组成，硬件有lcd1602液晶、测温模块以及蜂鸣器等相关硬个项目单片机设计技术系统研发的工作流程，初步地和和积累了本设计主要对系统的硬件和软件进行设计研究。同时研究温监视系统的主要技术作用之一就是通过一个红外线体温传感器不用你需要与整个人体内部进行任何物体接触而它即刻就可以实时自动监视整个人体的报警温度数值大于37度，则报警蜂鸣器就不再需要进行温度报警。系当前国外大都大学是一直致力于不断提高前视红外成像系统实时信息处理的各种综合性计算能力，利用计算机上的实时图像制作出并生成各种高效解决实际应用和量化发展中普遍存在的诸多缺陷。除了一些主要的大型民用军工企业(包括例如霍尼韦尔、休斯飞机),许多主要的大型商用汽车公司也都积极致力于红外系统测温应用能力与量化发展的深入研究以及相关产品开发。近些造业和工业的不断迅猛发展以及对于工业产品技术转型制造升级的工业温度变化检测控制系统被自行设计和研究开发了应用出触式温度传感元件仍然具有很大的优势，但非接触式红外温度计业界的关注。我国红外温度计的发展起步较国外稍晚，发展方向也测设备相比于国外起步稍晚，即时国内目前有许多生产厂家，法持平，小型和大规模的强度研发和生产能力也相对欠缺，国术中所存在的主要问题有如下：首先需要精确地判断被测物选择最优解；第三章主要介绍系统的硬件结构设计，说明了各模块和电路的一些基知识；5第2章设计方案特性它都有所保留。16位的ARM是在设计系统之初的首要考虑对象，与ARM一样，单片机是嵌入式控制器件，采用集成电路技术。在工业领域初和设备或者是外围电路集成在一块，集成到一个最小型的芯片机系统就实现了，并且能够很容易地嵌入到非常复杂和具有较大容显示电路是本文设计的红外测温仪人机交互模式的重要组成部分。在系统的设计中写和小写的英文字母以及一个所计算出来的心率值方案二：选用LCD1602的大型液晶电视显示器。它们还可以同时自动显示32个中英文的纯数字符号和0~9位的英文数字。从液晶屏幕上的文字显示中文内容我们可以看出来6一些数学标志，槽的数量并没有完全满足设计中的显示7第3章系统硬件设计本文微控制器以系统的软硬件控制电路设计以及STC89C52单片上电机和微控制器为核心设计控制核心，外围主要控制部分设计包括：GY906红外激光传感器控制模块，报警控制电路，LCD1602显示控制模块，功能控制按键、晶振信号输入控制电路和开关继电器信号输出以及控制电路等四个部分由其组成，如结构在本系统的设计中，采用了51系列STC89C52单片机，原因是其优惠的价格，在本科期间我学习过它的功能，以及它可以满足本系统的各种需求，内存大。整个系统的一个核心部件就是单片机，它直接控制着整个系统的工作和运行，其中单片机的接口电路结构如图3.2所示。8图3.2STC89C52接口电路93.3.1MLX90614功能介绍MLX90614管脚分布如图3.3所示MLX90614的功能描述如图3.4所示名称功能描述公共接地端SMBUS的时钟信号，或者三极管的基极(8-16v)PWM或SMBUS的数据信号电源常见操作简称如图3.5所示简称含义SStartcondition(起始位)RepeatedStartCondition(重复起始位)Read(读标志位)Write(写标志位)AAcknowledge(应答位)SStopCondition(停止位)PECPacketErrorCode(出错数据包)3.3.2MLX90614测温特性进行温度检测时，GY906的红外传感器探头要接近被检测人所需要进行测温的部位，然后按下功能键0(启动开始键)[3]。单片机提供高电平信号给测试脚，以此开始红外检查。例如，当第一个字节长度为4CH(或66H),第五个字节长度为ODH时，读取的数据有效，并且应该是在开始时钟下降沿开始阅读数据，否则，读取的数据就会失效。在读取数据后，单片机先把读取得到的有效数据发送给LCD1602来进行操纵和处理。432本系统的显示模块选择LCD1602,以此模块作为主要的显示设备。与LED相比，LCD1602管脚需要连接的少，电路框图相对简单，实物也不复杂。LCD1602有其特殊的特点，例如可以显示一个字母，或者显示几位数码，而LED仅仅可以显示几位数字。LCD启动后就会显示系统的上电瞬间。51单片机连接液晶显示模块的框图如图3.7所示。高电平与低电平分别选用数据寄存器和指令寄存器，并且对应的是都是引脚RS;通过对单片机PO.2口的控制，R是输出的信号线，W是读写的信号线。一般情况下读取的操作都是在高电平时进行的，写运算操作则在低水平上进行。本设LCD相连；EN终端为用户使能终端，液晶模块会在终端由高电平转化为低电平的时候执行这样的命令，通过一个单片机的P0.4口进行控制。图3.5中R8是使用的一个5K欧滑动变阻。通过更换其值，显示的对比度也会相应调整。系统中开启红外测温的功能就是用户只需要按下控制器电路中的一个电源开关，对LCD1602上下限分别进行了调整和报警，如对加减数和调整后的数据进行了确认后，通过自己的设想，最终把系统的各个功能按钮分别设置为4个，都是采用单独的按钮模块，电路原理图如下图3.8所示。键盘模块常常是采用非静态的扫描方式，有四个独立键盘。与矩阵式触控键盘系统相比，独立式触控键盘则主要采用一个经常自动打开的圆形按键作为控制器。正常工作情况下，按键的两个主要接触点都会被自动断开，按键时触点闭合。最大的特点就是它使用方便，程序编写简易。四个按键的主要功能分别为：按键S3:自动调整报警器上下限的各个功能按键，按下之后即可进入自动调按键S5:当跳针时，可实现"减"功能；按键S6:调整上述"加减"功能后的确认按键。3.6系统其它硬件电路图3.9所示。图3.9电源电路接口里负载电容是C2、C3。连接方式如图3.8所示，这里的电容是30皮法，这个大系数这时会是0.5,振荡条件基本可以满足。当振荡不好起振或者振荡无法稳定晶体振荡器的核心功能主要是为整个单片机电路提这两种类型电容器中的C2与C3称之为一个带有晶体振荡器输出负载的小型电STC89C52单片机中的引脚XTAL1,XTAL2,晶体振荡器以及C2,C3的连接如图3.10所示。图3.10系统晶振电路原理图图3.11报警电路原理图第4章系统软件设计美国KeilSoftwaer软件公司自主研制设计生产的Kei1C51的主机集成软件开发操作环境基本上来说就是51系列与通用单片式主机上的C编程语言相同的集成软件开发操作系统。Keil在功能、结构等方该设计用了C语言来编辑软件部分，这样系统的可维护性、可变更性都会图4.1所示。需要分配不同的地址；当MLX90614在系统中只有一个的时候，MLX90614的v发送SlaveAddress和WRv图4.2红外测温流程图√发送command√√v读PEC数据业table_mbtemp[4]=mb%1一位、小数点后二位table_mbtemp[3]=mb%10table_mbtemp[1]=mb%10table_mbtemp[0]=mb%10功能键的按键0是否被按下。假日按键0按下，就继续判断开始的字节大小是不是66H,然后再判断末尾的字节大小是不是ODH,单片机在读取字节的时候，一般是连续的取字符，字符数量一般不超过5。只终就能够完成整个显示过程。在本文设计中，将一个液晶显示器直接封装在一个主要的显示函数中，方便了主函数的调用，使得程序的行操作过程框图如图4.3所示。库vvNo设置DDRAM地v第5章制作与调试5.1硬件调试在开始进行上电之前，必须要首先用万用电仪表仔细地进行检测一下VCC和GND两个端口，使用数字工作电压万用表就可以读取出几个电路在不同的时间(1)在我们开始准备进行各种元器件的测试组装之前，必须首先仔细进(3)组装之前要了解哪些元器件有正负极，并且把这(6)在焊接工艺的过程中起着非常重要的作用是温度，为了使得5.2软件调试动执行几十M的指令。可以优先考虑直接使用执行单步指令操作5.3系统的制作与调试在系统的调试设计方案制作与调试运行系统调试中除了需要充分关注上述首先开机，设计正常运行，显示室温为27.97摄氏度，因为是在在合理的区间，系统不会报警，灯也没有亮起，如图5.1所示图5.1开机测试图5.2设定上限将手指靠近测温模块，测得温度35.67℃,由于此时温度图5.3测试温度储温度为27.41℃,为第四个保存的数据save4,如图5.4所示图5.4储存数据本次设计的核心是单片机STC