基于单片机数字体温计的控制与实现

基于单片机数字体温计的控制与实现摘要随着现代化医疗的不断发展，结合当前疫情的余波未尽，设计一款便携式数字体温计是非常有意义的，可以在不同场合对人体体温做到快速测量，确保安全。基于单片机的数字体温计设计主要使用51单片机作为系统微控制核心，LCD1602显示屏作为系统的显示交互单元，方便用户实时查看体温数值，按键单元用于设置系统参数以及唤醒设备，测温传感器使用的是非接触式MLX90614测温传感器，能够更加安全快速测温，当测量实时体温数值大于按键设置的报警阈值时，系统会控制报警指示灯闪烁进行报警，为了能够更好的续航时间，系统具备自动休眠功能，空闲10秒钟后系统自动进入休眠，当检测到按键按下时触发唤醒继续工作。关键词：51单片机；LCD1602显示屏；MLX90614测温传感器；休眠II设计说明本设计主要是为了实现非接触式测量人体体温并在显示屏实时显示和低功耗休眠的功能，其次依然保留有传统的按键控制LED灯报警的功能。MLX90614非接触式测温传感器用于红外测量人体体温，不需要接触皮肤即可测量出人体体温，模块将人体红外辐射的温度经内部芯片处理后通过模块的IIC接口连接到STC89C52RC单片机，将数据按照IIC通信协议格式有序的发送给单片机接收，单片机获取到数据以后经过处理解析后将温度显示在LCD1602液晶显示屏上，直观的展现给用户。系统主要包括STC89C52RC单片机机器最小运行系统核心电路、MLX90614红外非接触式测温传感器、LCD1602液晶显示屏、按键电路，报警电路.STC89C52RC单片机核心电路主要用于系统的控制核心，运行程序进行采集控制等功能，这款单片机价格便宜，运行稳定，性能优于传统的51内核单片机，内置外部中断以及定时器功能，比较适合本设计，不用再额外增加外部器件造成成本和设计难度的增加。MLX90614红外测温传感器主要用于非接触式测温，这种测温方式比较安全可靠，测量温度时不需要接触人体体温，这样极高的提高了疫情下使用的可靠性，防止疾病传染，这款模块供电采用5V，功耗较小，非常适合这种用电池供电的低功耗设备。LCD1602液晶显示屏可以将数据直观的用数值方式显示出来，便于用户使用，数据直接显示后降低设备使用难度，可以帮助设备使用应用范围的推广，不需要专业的技术也可以很容易的使用，这款显示屏有单独的背光电源控制引脚，可以很方便的控制背光电源的打开关闭，极大的降低功耗，在进入低功耗状态时关闭显示屏背光供电，可以显著提高使用时间。按键电路主要用于设计报警温度阈值，以及唤醒设备将设备从低功耗的休眠状态唤醒为工作状态，当设备应用再不同的场合时，真不具体的使用环境，需要对报警阈值进行调整，如果固定死阈值的话就很难多方面应用，所以设计采用按键可调式操作，极大的提高了设备的使用灵活度。报警电路可以指示报警状态，当测量的温度高于设置的系统温度阈值，就会驱动LED等闪烁报警，及时提醒用户处理，引起重视。关键词：STC89C52RC；MLX90614红外测温传感器；LCD1602液晶显示屏；低功耗 保定学院学士学位论文2目录TOC\o"1-3"\h\u189671引言 I引言自2020年初以来，随着新型冠状病毒的飞速蔓延和入侵，病毒的不断变异与升级，使得中国乃至全球各国都掩埋在疫情的阴影下，虽然全世界各国对疫情的防控与蔓延逐步得到控制，但是新型冠状肺炎的后续影响仍然十分大，影响范围仍然扩散在世界的每个角落。发热是新冠的明显症状之一，因此，公共场所、居家自用，都需要用到体温测量，疫情的防控的时期，体温计是不可缺少的。研究背景随着科学技术的不断日新月异，不断地发展，越来越多的科学技术应用于替代传统行业的测量工具，另一个原因便是生活水平的不断提高，人们的购买力不断上升，使得数字体温计的发展更加具有市场号召力，不仅如此，随着数字体温计的优势不断突显，功能越来越多，使用数字体温计的人也在不断增加，现如今疫情仍然存在，体温是一个很好的反应身体健康状态的指标，人们可以测量自己的体温以了解自己的身体状态，传统的体温计测试时间长，不便于使用，数字体温计很好的解决这一问题，越来越受到人们青睐。如今，无论是商场医院还是超市菜市，仍然需要对人们的体温进行实时温度测量，确保人群密集场所不存在发热人员，可以在一定程度上杜绝有体温异常的人员进行通行，保障了其他人群的安全，今早对体温异常人群进行管控，以达到疫情防控的目的。研究的目的与意义体温计的重要性显而易见，而传统的温度计想要应用在流量大的场所显然具备非常大的缺点，其一，检测时间过长，不利于人群快速检测并疏散的目的，反而增加了疫情扩散的几率；其二，检测设备采用接触式检测，且检测时间长，这就造成了多人使用同一温度计的问题，在疫情情况下，同样增加了病毒的传染率，均不符合疫情防控要求。因此，这对于此类情况就需要一种无接触式、准确性、快速检测性体温的体温计，以减少人群聚集风险，快速检测通行，在达到检测的目的的情况下，同时又保证人流的正常通行速度不受影响。设计基于单片机的数字体温计就是十分符合当下社会现状的一款实用性、智能化体温计。随着时代的深度发展，疫情防控的持续进行，数字体温计的应用市场十分广阔，只要是公共场合，不论大小，均需要用到数字体温计，因此对数字体温计的设计十分符合目前全球的大环境背景，是时代实时需要的产物之一。1.2.1国内研究现状我国对体温计的发展源于20世纪的末期，国内某研究所发明出一种比色温温度计，虽然能够在一定程度上满足性能指标的要求，但是仍能存在很多缺点和不足，该款温度计十分的笨重，且结构非常复杂，灵敏度也非常地，比起国外的响应速度也很慢，这就导致了这种温度计很难普及使用。因此国内的其他机构又开始进一步的研究，出现了一款新的比色温度计，使用调制盘分两种光线的波长，采用插值得出温度值。随着近年国内科技水平提升，微电子技术的发展与应用，在材料和加工领域都有了巨大的进步，温度计的发展也得到了巨大进步。1.2.2国外研究现状国外部分国家对体温计的研究与发展方向在近年来，逐步转向光点模块，由原来的隐丝式逐步发展进步，隐丝式方式最早可追溯到19世界前中期，该原理的测温仪至今仍然在使用，期原理与灯丝亮度原理较为相似，通过灯丝温度即可知道目标物的温度。中后期光电温度计开始问世，这种类型的温度计具有两个显著的特点即：测量精准度极高、无需直接参与。此后以硅光二极管为代表的测温设备诞生，使得测温精度和灵敏度有了巨大突破，且稳定性强、响应的速度也较快，促使着测温领域的飞速进度，为现阶段测温设备提供了坚实的物质基础。体温计由STO使用热空气膨胀原理于16世纪问世，这是历史上最早的一只口腔温度计，直到本世纪出，诞生了水银温度计，直至今日，该款温度计的使用仍然十分广泛，该款体温计体积小巧，且使用方便，使得近年来对体温计的发展与革新较小，至此人们人类体温计的发展已经较为成熟，无需进行改善。但是该款体温计仍然存在着较大的缺点，使用时的测量时间较长，且水银污染等问题仍然存在，因此电子化的数码体温计更符合需求。系统总体设计方案总体方案设计基于单片机设计出一个数字体温计，它能通过红外非接触传感器实时测量人体温度,并通过显示屏显示出来。可以对温度阈值进行设置，当温度高于设置的阈值，则亮红灯闪烁进行告警。从而实现对人体温度进行检测并告警提示。系统功能与任务本系统的开发设计有以下功能：按下按键能从休眠中醒来，触发启动测量；能在误差范围内检测到体温；屏幕上显示体温；显示10s钟后进入休眠状态；超过正常体温进行红色灯闪烁报警。本设计的技术指标：额定电源电压：DC5V；静态电流：<100mA；最大电流：<2A；报警方式：指示灯；系统结构2.3.1设计结构硬件部分：系统硬件主要包括stc89c52单片机用于系统的核心控制运行程序，对各个模块进行调配，红外测温传感器mlx90614用于非接触式红外侧弯，测量人体温度，将温度通过iic总线发送给单片机进行接收并处理，单片机获取温度以后，将温度进行解析后显示在lcd1602显示屏上，显示屏可以通过显示数值方式直观的将温度显示出来，方便用户查看，设计还配有LED报警指示灯当体温超出设置的阈值，可以通过指示灯进行报警提示，按键部分主要用于对系统的预值进行调整，可以对预期进行加或减，也可以通过按键对系统进行唤醒，把系统从休眠状态唤醒为运行状态。软件部分：单片机主程序，调用各个驱动函数，实现业务逻辑。显示屏驱动函数，用于驱动显示屏显示信息测温传感器驱动函数，用于驱动测温传感器获取采集的温度按键驱动函数，用于检测按键响应2.3.2组成结构系统主要包括电源模块、STC89C52单片机核心系统、按键电路、MLX90614体温传感器模块、LCD1602显示屏模块、LED报警电路，电源电路给各个模块进行供电，使其正常工作，单片机采集MLX90614测量的体温数值，驱动LCD1602显示屏显示体温，按键电路用于调整体温报警阈值，并显示在显示屏上，当体温超过报警阈值，则驱动LED报警电路进行闪烁报警。图2.1系统组成结构图多功能语音识别系统需求主要硬件需求3.1.1STC89C52RC单片机单片机设计选择51内核单片机作为最小核心，该单片机的应用领域十分广泛，且操作指令丰富，功能完善，具备很多逻辑位操作功能，RAM区间拥有双重功能地址区间，使用起来十分灵活。是单片机应用与发展的奠基式产品，产品普及率与使用率也十分高，且性价比较高，对初学者也十分友好。选用单片机具体型号为STC89C52，其性价比很高和低功耗符合当设计主流，最重要的是该单片机采用的是稳定的51内核具有丰富的内部外设资源，在设计时可以大大简化系统的外围电路，不仅设计简单，降低设计成本，更是提高了系统的稳定性，例如在本设计中我们用到了定时控制腐蚀时间功能，对于STC89C52RC单片机只需要配置相关的寄存器即可，不需要再另外设计外围电路，若采用外部芯片设计起来较为繁琐且达不到理想的效果，所以我采用了STC89C52RC单片机无论从价格还是性能上考虑都较为合理。单片机引脚按功能可分为：控制引脚、电源及时钟引脚、I/O口引脚三类。控制引脚提供控制信号，有些引脚通过高低电平的电信号实现不同的功能，即程序通过引脚声明定义，使指定引脚执行指定功能；电源引脚通过第40脚接5V电源正极和第20脚接地为系统提供电源；并行I/O口引脚有四组，P0口的P0.0~P0.7引脚为漏极开路的8位并行双向口；P1口的P1.0~P1.7引脚和P2口的P2.0~P2.7引脚都是准双向口，二者内部都接有上拉电阻并且均可驱动4个LS型TTL负载；P3口的P3.0~P3.7引脚第一功能与P1口和P2口功能相同，P3口的第二功能从P3.0口到P3.7口两两依次对应的功能为串行数据输入和输出口、外部中断0和1输入、定时器0和1外部计数输入、外部数据寄存器的写和读选通控制型号。图3.1AT89C52单片机实物图3.1.2显示屏模块在信息显示器件选型上，采用LCD1602，这款显示屏相较于数码管来说具有丰富的点阵显示单元,可显示多样化的内容，并且模块自身配备字库，节约单片机的内存方便单片机驱动，该显示屏显示亮度较高，整体功耗较小，适合长期工作。在日常生活中，我们接触过各种各样的显示屏。液晶显示模块作为显示设备信息的重要器件，已成为很多电子产品的通过器件，其具有体积小，省电以及抗干扰能力强的特点，有显示类型分为字段型、字符型和点阵型。如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到。LCD1602液晶显示模块的原理是利用液晶屏幕的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，使电流刺激液晶分子产生点、线、面，并在背光的辅助下实现画面显示，如图3.6所示为模块实物图。1602表示每行可显示16个字符，一共可以显示两行，所以也叫1602字符型液晶，它是一种专门用ASCII码字符来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，其内部具有字符库ROM（CGROM），能显示出192个字符（5*7点阵）。LCD1602液晶显示模块的工作电压为4.5~5.5V，典型工作电压为5V，工作电流为2mA，模块设有16个引脚，包括8条数据线、3条控制线和3条电源线，如表3.3所示为LCD1602液晶显示模块的引脚参数及功能，所以只需要根据产品数据手册中的模块工作要求分配单片机的引脚与传感器连接即可实现单片机与监测模块的联动。要使LCD1602液晶显示模块显示字符，需要在程序中写入要显示的相关字符常量或字符串常量，在编译生成标准的ASCII码并送入显示数据RAM，即可将对应字符显示在LCD1602液晶显示模块上显示。图3.2LCD1602液晶显示模块实物图3.1.3测温传感器在传感器选用方面，本设计主要用到的传感器为MLX90614红外测温传感器。MLX90614是一款红外非接触温度计。TO-39金属封装里同时集成了红外感应热电堆探测器芯片和信号处理专用集成芯片。由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信号处理单元，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。温度计具备出厂校准化，有数字PWM和SMBus（系统管理总线）输出模式。作为标准，配置为10位的PWM输出格式用于连续传送温度范围为-20~120℃的物体温度，其分辨率为0.14℃。POR默认模式是SMBus输出格式。由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信号处理芯片MLX90302，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。计算所得物体温度和环境温度存储在MLX90302的RAM单元，温度分辨率为0.01℃，并可通过两线SMBus兼容协议接口(0.02℃分辨率)或是10位PWM(脉宽调制)输出模式输出。MLX90614出厂校准的温度范围为：环境温度-40~125℃，物体温度-70~382.2℃。传感器测量的温度为视场里所有物体温度的平均值。MLX90614室温下的标准精度为±0.5℃。医疗应用版本的传感器可在人体温度范围内达到±0.1℃的精度。该模块供电采用3.3V供电，并且信号和单片机之间采用IIC接口通信，也就是说，单片机若需要读取人体温度数据只需要通过单片机配置IIC即可轻松采集到。该模块具有高灵敏度，低功耗的特点，只要有人经过，就会非接触测量到人体体温，将信号通过电平信号发送给单片机处理，使用起来简洁可靠。图3.3MLX90614红外测温传感器实物图软件环境需求3.2.1Keil开发平台介绍该系统使用STM32最小内核系统，其嵌入式开发平台为Keil。KeilC51是德国KeilSoftware公司（已被ARM公司收购）出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，该软件集编辑、编译、仿真等功能于一体，还提供了丰富的函数库和功能强大的集成开发调试工具，生成的程序代码运行速度快，所需要的存储空间小，完全可与汇编语言相媲美，是目前51单片机最优秀的开发软件之一。Keil软件被广泛应用于单片机嵌入式系统的开发调试中，相较于其他免费软件他的稳定性更高，不会出现异常闪退导致代码丢失等问题，并且该软件具有完善的调试界面，在代码编写后期的调试工作中可以很方便的调试排错找出程序的问题进行优化。3.2.2AltiumDesigner电路板设计平台AD软件可以自己绘制电路原理图库，然后将元件库里的原件连接绘制电路原理图。当然，在原理图阶段，元件需要设置相应的元件封装。通过制定设计规则，该软件具有自动检错功能，可以对错误的布局和布线进行标记。绘制电路图后，还可以通过三维视图模式看到三维效果，接近物理图形，并依次进行进一步的优化和修改。多功能语音识别系统的系统设计硬件设计4.1.1单片机最小核心系统单片机最小系统是单片机程序能供运行的最简硬件电路，最小系统一般包含复位电路用于物理上复位系统运行程序，使其指向程序刚开始的地方，并且把单片机内部寄存器复位成默认状态，12Mhz晶振配合30pF的起振电容用于产生时钟基准，单片机程序的运行就是依赖于时钟进行同步，直流5V供电电路用于给单片机给电。采集发送和接受显示部分的最小系统是相同的。单片机最小系统电路图如图4.1所示。图4.151单片机最小核心系统图4.1.2电源供电电路电源电路是一个系统重要的组成部分，它负责每部分能够通以正常的工作电压，是将电压值进行转换的电路，是电路各部分能够正常工作的的根本条件，在设计稳压电路是需要注意的地方还是有很多的。在本设计中系统总的外部电源以5V充电宝进行供电，如果不经电压匹配直接将这些电路接在高电压电源上，会导致系统不能正常工作甚至烧坏元件，由此可见电源电路对系统工作的稳定性的重要性。电源电路包含一个供电插头和一个开关用于打开关闭系统电源，当关闭开关时系统耗电为0，便于长期存放。电源供电电路图如图4.2所示。图4.2电源供电电路图4.1.3按键电路设计中采用的是独立按键电路，由于系统所需的按键数不是很多，所以独立按键由于其设计简单更适合于本设计，本设计按键电路采用了六个功能键用于调整定时值加热温度值，按键串联在单片机引脚和GND之间，按键松开和按下两种状态分别对应引脚电平的5V和0V，通过引脚电平的判断即可检测是否按下。按键电路图如图4.3所示。图4.3按键电路图4.1.4MLX90614测温电路测温用的MLX90614传感器模块板载了红外测温传感器采集头和一个稳压电路，将供电电压稳压后供给传感器探头供电。模块对外有4个引脚，其中1脚、2脚位供电引脚，采用5V供电，模块上的稳压电源再将电压稳压到3V给核心元件供电。3脚、4脚是IIC接口连接单片机的IIC引脚，用于IIC总线通信采集数据，通过IIC接口单片机即可将温度数据读取出来。电路图如图4.4所示图4.4MLX90614测温电路图4.1.5报警电路设计系统匹配了报警电路，在超过预先设定的阈值情况下，会通过LED闪烁报警提醒用户，使得设备使用起来更加便捷。报警电路由LED灯、限流电阻构成，LED选择的时低压发光二极管，其正常工作最大达到5mA的电流，在此情况下如果可以直接采用单片机引脚直接供电的，电阻连接到单片机引脚的控制端，以起限流作用，此方式的电路设计通过一个信号就能实现对单片机的控制，使得单片机工作更为稳定安全。如图4.5所示。图4.5报警电路图4.1.6LCD1602显示屏接口电路LCD1602可以显示自定义的32个字符并且带背光LED。显示器自带字符点阵库，因为设计电路简单而价格低廉，稳定可靠，所以本设计采用它作为显示电路的核心。LCD1602的引脚说明：1脚：VSS为接地电源；2脚：VCC接5V电源；3脚：V0通过电阻和VCC连接实现调整对比度；4脚：RS数据寄存器和指令寄存器控制切换；5脚：R/W为读写信号线；6脚：E端为使能端；7～14脚：8位双向数据线；15脚：背光电源正极；16脚：背光电源负极。图4.6液晶接口电路图软件设计4.2.1系统总体软件框图系统供电以后进入main函数，main函数开始运行功能实现程序，首先初始化各个LCD1602显示屏模块、初始化，LX90614测温传感器、初始化单片机内部定时器、初始化单片机内部引脚IO，然后检测唤醒按键是否按下触发唤醒，如果没有就循环检测，如果触发就进入下一步，系统换型号开始采集MLX90614的数据，获取体温值并实时显示在LCD1602显示屏上，拿实时测量的体温值和报警阈值做对比，如果超出阈值则进行报警，驱动LED报警指示灯闪烁，接下来判断阈值设置按键是否按下调整系统报警阈值，如果是则对系统阈值进行加减设置并更新显示在LCD1602显示屏上，最后检测空闲时间，如果达到休眠时间，系统自动进入休眠状态，等待下一次按键唤醒后继续工作。图4.7程序主流程图4.2.2按键检测驱动程序设计中按键检测驱动程序原理是检测单片机引脚电平状态，引脚检测首先对连接到单片机上的引脚进行初始化设置，当引脚设置为上拉输入模式时，单片机在正常状态下检测到的释放按键电平为高电平，程序判断为1。触发时，键脚的高电平转换为低电平，程序判断为0。键震荡抖动可能会造成引脚的误触发的情况，因此在程序时间上需设定一定的延时来排除误触发的问题。特别需要注意的一点即在引脚检测程序的编写过程中必须要进行消抖操作，其原因在于引脚在一般情况下很极易造成误触发的问题，这就使得整体系统变得不稳定。而消抖操作可以在一定时间内两次对引脚触发的状态进行检测，其过程为当第一次检测到引脚触发，但是并不立即执行功能代码，在延时50ms后再一次对引脚电平状态进行判断，看是否触发，如若引脚状态仍为按下状态，则说明确实有触发操作，接下来就会继续执行触发后的代码程序。如若第二次判断不是触发状态，那么则可能是由于抖动而导致的误触发，则不执行接下来的对应的相关功能。引脚检测驱动程序流程图如图4.8所示。图4.8T按键检测驱动流程图4.2.3MLX90614测温驱动程序MLX90614的驱动程序主要是对IIC的读写操作，由于MLX90614传感器采用的是IIC总线通信，一个引脚为时钟脚一个是数据脚，所以很多操作都是通过引脚高低电平的时长来决定是什么操作。想要和GY-906完成通信就需要查看其数据手册对IIC时序进行编程。驱动MLX90614读取温度首先要对其初始化，使其进入工作状态准备建立通信，然后等待MLX90614数据引脚发出应答信号电平，检测到其应答以后，循环读取温度数据的各个位具体的高低电平，读取完成组合成一个16位的数据将数据进行计算处理获得最终的温度值，驱动流程如图4.9所示。图4.9测温驱动流程图4.2.4报警驱动程序设计中LED报警报警驱动程序原理是通过单片机GPIO引脚输出高电平进行控制，是编写单片机程序的基础内容，在单片机上使用GPIO引脚，需要先配置驱动单片机引脚的相关寄存器，使引脚能够对应相应功能，如需使用引脚对应的时钟总线，则需要先配置引脚模式和时钟频率方可使用。使得在配置模式的过程中需要设置为推挽输出模式，使引脚具备足够的驱动能力。引脚初始化电平设置为低电平，会关闭输出的电压，尔后单片机会检测出引脚是否需要设置为高电平，然后打开开关。GPIO引脚输出驱动流程图如图4.10所示。图4.10报警驱动流程图4.2.5LCD1602显示驱动程序图4.11LCD1602显示屏驱动流程图由于显示屏模块电路内部已经集成了点阵字库芯片，所以省去了程序上对字体取模的操作。只需要通过显示屏的通信协议将要显示的字符编码发送给显示屏，并将需要显示的位置发送给显示屏，LCD1602模块会自动查找该字符对应的点阵库并根据点阵信息将字符显示在指定位置。LCD1602屏幕显示驱动流程图如图4.11所示。系统整机调试及功能测试硬件调试5.1.1电源稳定性调试本设计中电流比较大，同时使用的情况最高电流会达到2A，因此为设备供电时至少需要配置输出稳定的2A电流。测试电流是否达到要求可以使用万用表10A电流档进行检测，以确保系统正常运行所需的电流，对于电压的测量也是使用万用表，选择20V电压档即可，系统是5V供电，经过单片机内部稳压将为3.3V，其目的是部分模块的供电需求是3.3V，在测试的过程中出现±0.1V的电压波动是正常的，如果出现电压与目标电压相差较大的情况，则需要检查电路是否出现微短路等问题。。各模块工作正常，各模块工作会有工作指示灯正常亮起如图5-1所示。图5.1实物供电运行图5.1.2单片机核心板调试接下来是对单片机的测试，51单片机最小核心系统运行需要12MHz无源晶体振荡器电路、稳压电源供电、单片机本身以及点触式按键上电复位电路。必须将这些电路正确的连接好，单片机最小核心系统才能够正常工作，且这一过程最需要注意的是为单片机供电的电源电压，且电源纹波不能较大，否则会造成单片机无法运行等问题。设计是通过5V供电，电源电压过低会导致供电不足等问题，电压过高会使得单片机内部电路发热。实物如图5.2所示。图5.2核心板运行正常图5.1.3模块调试首先对LCD1602电路进行测试，由于这部分需要结合程序才能具体查看效果，所以先根据引脚定义查看模块供电是否正常，以及各引脚和单片机之间有没有虚焊，排查这些问题以后再结合之后的软件调试即能确定模块是否正常。然后测试测温传感器，测温传感器主要检查焊接是否正常，焊接无误的情况下，可以结合显示屏查看读取温度数据，以此来验证MLX90614是否正常工作。最后对按键电路调试，这部分调试较为简单，首先是在断电的情况下用万用表的通断档检测按键的两个引脚是不是分别连接到单片机的引脚和电源地上，且两引脚不能有黏连短路，否则按键为常闭状态，失去按键效果，以上检测完毕后即可上电检测设备上电后将万用表调到电压档检测和单片机连接的引脚电平，在按键未按下时该引脚为5V高电平，当按键按下时，引脚电平由5V跳转为0V，说明硬件电路正常。图5.3通信模块运行正常图5.1.4模块焊接调试最后是对各个模块的检测，需要检测硬件部分是否焊接正确，用万用表对该模块的供电引脚进行检测是否是额定电压。此外该模块对电源的纹波要求较高，较大电源纹波会导致模块的不稳定甚至会影响通信信号的中断，因此需要在该模块电源引脚接口处附近连接一个滤波电容，以达到滤波效果，稳定模块通信。模块输出的数据是通过单片机UART进行采集，用万用表测量模块供电引脚进行测量，如果与预期电压一致则说明正常工作。各模块焊接正常图片如图5.3所示。图5.4硬件模块焊接图软件调试5.2.1程序下载设计软件调试的第一步就是要先安装好对应的开发调试平台软件Keil4。装好软件以后就可以通过专用的调试下载器USB-TTL连接单片机核心板的STC-ISP调试下载接口，通过此接口完成调试工作。下载调试工具栏如图5.5所示。图5.5下载程序软件工具5.2.2程序调试第一步，先对LCD1602显示屏的程序进行编写调试，LCD1602显示屏用到了8位并行口通信，通信协议时序可由软件模拟，也可由硬件产生，在51单片机中受资源限制一般采用程序模拟并行时序，先根据并行的时序编写底层驱动程序，底层驱动程序直接负责和LCD1602液晶屏的硬件通信相关，所以在延时配置部分要根据实际调试情况取最优，底层驱动编写完成即可编写上层功能程序，该部分程序不需要考虑时序的实现更多的关注显示界面的布局。第二步，对测温传感器MLX90614进行测试，测试该模块主要结合LCD1602显示屏将检测的数据显示出来，然后和温度计进行对比查看结果是否正确，改变待测温度，查看测量的温度值是否发生变化，如果是则说明温度传感器程序驱动正常。最后对按键检测相关程序进行编写测试，这部分用的是单片机普通IO口，调试较简单，只要配置好引脚的工作模式，然后在对应时候驱动高低电平即可。总结本设计在设计过程中首先搜集相关资料，确定了系统的研究现状背景和研究意义，确定了本设计的可行性和必要性，然后选择合理的设计方案，拟定所需要的软件平台和硬件元器件，之后设计硬件电路图，根据电路图设计焊接实物，焊接完成实物以后开始针对每个模块的数据手册已经网络资源进行驱动程序编写，成功驱动起来各个模块以后，就可以编写main函数，调用各个驱动函数，实现设计的功能，对功能逻辑进行合理的安排，之后使用下载调试器下载程序，同时对下载的程序进行调试，调试各个程序是否稳定执行，运行内存堆栈是否处理得当，检查长期运行是否会出现内存溢出，针对各个逻辑错误进行处理，按照这个调试步骤反复验证，直到程序稳定。该系统解决了传统意义上动物养殖类设备的局限性，设计系统安全可靠，有着较高的使用价值。本论文所设计的数字体温计，利用单片机技术、测温传感器以及显示报警技术搭建，包括个子模块，包括体温采集子系统、信息传输子系统和显示驱动子系统等。其次，进行了本系统的