【導讀】現有體溫計大概分為兩種類型：一種是常見的玻璃水銀體溫計，另一種是紅外體溫計。水銀體溫計價格便宜，但是易破裂，測溫時間較長，大約5分鐘，使用不便。是通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，準確地測定它的表面溫度。它用的紅外傳感器。方式，因此紅外體溫計不會對人體產生輻射傷害。比起前種測溫方法，紅外體溫計有著響。應時間快、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。的控制下，實現智能化的體溫測量，精確測溫，使設計具有實用性。

　　

【正文】 n L QAn …. QGn H——高電平， L——低電平， X——任意電平， ——低到高電平跳變， QA0、 QB0、 QH0——規(guī)定的穩(wěn)態(tài)條件建立前的電平， Qan、 QGn——時鐘最近的 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 18 頁 前的電平。 （二） LED 數碼管 數碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數 碼型顯示器件。下圖為數碼管的外形和引腳圖。其中， 7 只發(fā)光二極管分別對應 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 筆段，構成 “8”字形，另一只發(fā)光二極管 dp 作為小數點?？刂茢荡a管的某幾端發(fā)光，就能顯示出某個字碼或字符。例如，要顯示數字 “1”，則只要使 b、 c 兩段二極管點亮即可。 數碼管的結構有共陽極、共陰極兩種。共陰極數碼管中的各段二極管的負極 連在一起，作為公共端 ，使用時接低電平，當其中某段二極管的正極為高電平時，此段二極管點亮。共陽極數碼管中的各二極管正極并接在一起作為公共端 ，使用時接高電平，當其中某段二極管的負極為低電平時，此段二極管點亮。所以在兩種機型數碼管上顯示同一個字符，雖然點亮相同的段，但送入各段點亮信號組成的二進制碼正好相反。此次設計采用四位共陽極數碼管來顯示所測得的體溫。 程序設計介紹 程序設計就是用計算機所能接受的語言把解決問題的步驟描述出來，也就是編制程序。編制程序有以下幾種方法： 自頂向下模 塊化設計方法 隨著單片機應用日益廣泛，軟件的規(guī)模和復雜性也不斷增加，給軟件的設計、調試和維護帶來很多困難。自頂向下的模塊化設計方法能有效解決這個問題。程序結構自頂向下 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 19 頁 模塊化程序設計方法就是把一個大程序劃分成一些較小的部分，每一個功能獨立的部分用一個程序模塊來實現。分解模塊的原則是簡單性、獨立性和完整性，即： 模塊具有單一的入口和出口； 模塊不宜過大，應讓模塊具有單一功能； 模塊和外界聯系僅限于入口參數和出口參數，內部結構和外界無關。 這樣各個模塊分別進行設計和調試就比較容易實現。 逐步求 精設計方法 模塊設計采用逐步求精的設計方法，先設計出一個粗的操作步驟，只指明先做什么后做什么，而不回答如何做。進而對每個步驟細化，回答如何做的問題，每一步越來越細，直至可以編寫程序為止。 結構化策劃過內需設計方法 按順序結構、選擇結構、循環(huán)結構模式編寫程序。 此次設計的軟件編程部分主要采用自頂向下模塊化設計方法來編程，整個程序大致分為 AD 轉換模塊、 DS1302 時鐘模塊、顯示模塊、報警模塊等，通過主函數和函數調用來實現程序的功能。 常用的程序設計語言有 MCS51 匯編語言， C51， PLM51 等高級語言。對于熟悉指令系統(tǒng)并且有經驗的程序員，喜歡用匯編語言編寫程序，根據流程圖可以編制出高質量的程序。對于指令系統(tǒng)不熟悉的程序員，喜歡用 C51 語言編寫程序。 C 語言是一種常用的高級語言之一， C 語言簡潔、緊湊、使用方便靈活。用 C 語言編程容易實現程序的模塊化和結構化，程序容易閱讀、修改和移植。 C51 程序在結構上具有如下特點： C51 源程序可以由一個或多個源文件組成，其擴展名為 “.c”； C51 源文件中含有若干個函數，函數相當于匯編語言程序中的子程序，它完成一個特定的功能，函數的一 版形式為： 類型說明 函數名（形參） { 說明 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 20 頁 語句 } 在整個程序中只有一個而且必須有一個 Viod main(Viod)的函數，稱為主函數，程序從mian()開始執(zhí)行，并由它調用其他函數，由各種函數（包括函數中斷）實現整個程序的功能，因此 C 語言被稱為函數式語言； 在源程序中含有預處理命令（如常用的文件包含命令 include ）、語句、說明等，說明和語句以分號結尾，預處理命令后一般不加分號、 程序中可以 /*… 注釋 …*/ 或 //… 注釋 … 的形式加以注釋，用于說明程 序段得功能。 在 C51 程序設計時，應注意和所設計的硬件結構協調一致，注意以下事項： 存貯中內和存貯模式的選擇應和硬件存貯器物理地址范圍對應，還應該注意存貯器是否溢出。 外部 I/O 口絕對地址的定義和 I/O 口物理地址對應，還須考慮 P2 口是否作為地址總線口使用來選擇 XBYTE 或 PBYTE 來的 ing 一，選用 PBYTE 時注意和 P2 口操作一致。 寄存器定義文件的選擇和單片機型號一致。 動態(tài)參數選擇應考慮時鐘頻率的因素。 算法選擇應考慮硬件和 C51 的特點。 設法提高內部 RAM 使用效率。 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 21 頁 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 、整體設計方案 、設計原理 本設計是利用紅外線測體溫的原理：物體因其自身的溫度不同，便會發(fā)射出不同波長的紅外線輻射能力，這個值是相對穩(wěn)定的。將被測物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉變?yōu)殡娦盘?，紅外線輻射能量的大小與物體本身的溫度是相關的，根據轉變成的電信號的大小，就可以確定物體的溫度。本設計利用這個原理，通過紅外傳感器進行體溫測量，紅外傳感器將收集到的被測人員的紅外線轉換成電信號，電信號被放大后再經 A/D 轉 換器轉換為數字信號，并將數字信號送入單片機，單片機將接受到的信號送顯示電路顯示。此外，本設計還增加了超溫報警功能，當被測人體溫超過 38 度時， LED 燈亮報警；體溫超過 39 度時，LED 燈亮的同時蜂鳴器蜂鳴報警。 、系統(tǒng)框圖 本次紅外測溫儀的設計主要由紅外傳感器、放大電路、 A/D 轉換電路、時鐘電路、單片機控制電路、顯示電路、報警電路等部分構成。 圖 31 系統(tǒng)框圖 被測人員 熱釋電紅外傳感器 A/D 轉換電路 單 片 機 顯示單元 報警單元 時鐘單元 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 22 頁 、元器件方案選擇 、 單片機芯片選擇 方 案一：選用 AT89C52 芯片。 AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位 單片機 ，片內含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數據存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)，片內置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元， AT89C52 單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。 方案二：選用 AT89S52 芯片。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。 綜上所述，所以選擇 AT89S52 芯片作為單片機控制芯片。 、紅外溫度傳感器選擇 方案一： 采用紅外溫 度傳感器 MLX90615ESGDAA， MLX90615 在信號調節(jié)芯片中使用了先進的低噪音放大器，一枚 16bit ADC 以及功能強大的 DSP 元件。溫度計能適應從40176。C 到 85176。C 的廣泛工作溫度范圍，目標的體表可操作溫度為 40176。C 至 115176。C。但是從設計角度而言，由于該傳感器輸出的是精準的且與溫度大小線性相關的數字信號，而且價格不菲，易于損壞。故不選用此方案。 方案 二 ：采用熱釋電紅外線傳感器 D203S。熱釋電紅外線傳感器是 80 年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件。它能以非接觸形式檢測出人體輻射 的紅外線能量的變化，并將其轉換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路。熱釋電紅外線傳感器本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉 。 綜上所述，本設計采用熱釋電紅外傳感器。 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 23 頁 、系統(tǒng)的模塊設計 信號采集模塊電路圖 信號采集電路主要由菲涅爾透鏡、熱釋電紅外傳感器、信號放大器幾個部分組成，電路如下圖所示。該部分的作用采集人體紅外線信號并進行放大。在放大之前加了一個射級跟隨器，作用是提高輸入阻抗。其中后端 LM324 的輸出接 A/D 轉換電路的輸入端。 信號采集 模塊電路圖如下： AD 轉換電路圖 AD 轉換電路圖如下： ADC0832 的 CH1 作為紅外電信號的輸入， DO 輸出至單片機。其中 CLK 連接單片機的 ， DIDO 連接單片機的 ， CS 連接單片機的 。 ADC0832 將接受到的人體紅外電信號轉換為二進制數字信號輸入給單片機。 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 24 頁 單片機控制模塊 單片機控制模塊如下圖： 一個基于單片機的無線電子體溫計是以單片機控制模塊為整個設計的核心部分。單片機 的 P1 口用來接受 A/D 轉換的數據， P0 口控制顯示電路， P3 口控制報警和時鐘顯示電路。 顯示模塊 顯示模塊電路圖如下： 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 25 頁 顯示部分的數碼管是通過 1 片 74LS164 來驅動的，用循環(huán)送顯的方式，通過 9012 來選擇要送顯的數碼管。單片機的 和 74LS164 的片選和 CLK 時鐘端， 74LS164的輸出 Q0Q7 分別接到數碼管的 ah端口，從而實現單片機控制數碼管顯示的功能。 、系統(tǒng)改進設計 時鐘顯示模塊 在原有基礎上加入時鐘顯示模塊，使整個設計在按鍵 的時候顯示溫度，不按鍵測溫的時候顯示時間。 （一） DS1302 簡介 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數據。 DS1302 內部有一個 318 的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器。 DS1302是 DS1202 的升級產品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時 提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。引腳圖如下： 畢 業(yè) 論 文（設計）用 紙 佳木斯大學教務處 第 26 頁 功能特色： 時鐘計數功能，能對秒、分鐘、小時、月、星期、年的計數、年計數可達到 2100 年。 有 31*8 位的額外數據暫存寄存器 最少 I/O 引腳傳輸，通過三引腳控制 工作電壓： 工作電流小于 320 納安 讀寫時鐘及岑琦或內部 RAM 可以采用單字節(jié)模式和突發(fā)模式 8pinDIP 封裝或 8PinSOICs 兼容 TTL 可選的工業(yè)級別