【正文】 該部分軟件設(shè)計(jì)所需要完成的功能主要包括以下幾個(gè)方面： (1)當(dāng)紅 外測溫系統(tǒng)接通電源時(shí)， AT89S52 單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位 ,對(duì)液晶屏等初始化； (2)對(duì)被測目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣的控制； (3)通過軟件算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理； (4)處理后的數(shù)據(jù)送到 LCD 和手機(jī)客戶端進(jìn)行顯示； (5)通過按鍵進(jìn)行參數(shù)的輸入，控制測溫的進(jìn)度。利用模塊思想 ，就把復(fù)雜的問題分為幾個(gè)相對(duì)容易解決的部分。 BLKMDHC05 藍(lán)牙模塊分別與單片機(jī)的 口、 口相連，接收數(shù)據(jù)和 發(fā)送指令。 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 20 頁 共 47 頁 圖 按鍵電路原理圖 由圖 按鍵電路原理圖可知，單片機(jī)模塊采用動(dòng)態(tài)掃描按鍵的方 法，采用 4 個(gè)獨(dú)立式鍵盤。這種接入法用了 8 個(gè) I/O 口去控制 16個(gè)按鈕開關(guān)，這種方法比較適應(yīng)于按鍵數(shù)量較多的電路，其優(yōu)點(diǎn)就是可以節(jié)省很多 I/O資源。在本此的 設(shè)計(jì)中通過按鍵輸入和 LCD 顯示的方式是人機(jī)交換技術(shù)的體現(xiàn)，操作者通過按鍵向單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送各種指令。 圖 聲光報(bào)警模塊 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 19 頁 共 47 頁 圖 LCD1602 液晶屏顯示模塊 在 圖 LCD1602 液晶屏顯示模塊電路圖中， RS 是數(shù)據(jù) /命令選擇端，如果 RS 被用作數(shù)據(jù)寄存器，則使 RS=1；如果 RS 被 用作指令選擇寄存器，則令 RS=0，通過單片機(jī)的 口控制 RS 的電平變化。 圖 紅外測溫電路模塊 液晶顯示模塊和聲光報(bào)警模塊 采用 LCD1602 用于本設(shè)計(jì)的顯示部分。內(nèi)振蕩電路如圖 單片機(jī)模塊處理電路圖左邊下方部分所示。 由圖 單 片機(jī)處理模塊原理圖可知，圖 左側(cè)上部分是復(fù)位電路，如果 RST 管腳呈現(xiàn)不少于 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平 (10ms)，本單片機(jī)處理模塊的復(fù)位功效就能用手動(dòng)完成，單片機(jī)就能進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 17 頁 共 47 頁 5 便攜式紅外測溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 該測溫體系的硬件設(shè)計(jì)仍舊沿用模塊化，將全部系統(tǒng)分為了八大部分：單片機(jī)部分、TN_9 部分、藍(lán)牙無線傳輸部分、 LCD1602 顯示部分、聲光報(bào)警 部分、穩(wěn)壓電路部分、按鍵部分和電源部分。熱釋電傳感器還可以分為有單探測元、雙探測元等，這種分類是從熱釋電傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來分的。在傳感器的溫度測量規(guī)模內(nèi)，只有溫度改變了 Δ T 被檢測出時(shí)，由桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 16 頁 共 47 頁 于熱釋電效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生電荷Δ Q，其存在傳感器的兩個(gè)電極之間，所以微弱的電壓差ΔV就會(huì)存在在兩個(gè)電極之間。某些特殊晶體 (如單晶，壓電陶瓷，高分子薄膜 )的表面受到紅外線的輻射并吸收其能量使該晶體表面的溫度發(fā)生變化，并且晶體表面溫度的變化會(huì)導(dǎo)致晶體表面電荷的變化，熱釋電晶體表面電荷隨溫度變化的移動(dòng)情況如圖 所示，其中 (a)圖為電荷不移動(dòng)時(shí)的情況， (b)圖 為電荷移動(dòng)時(shí)的情況。但是直到 1965 年，人們才認(rèn)識(shí)到熱釋電效應(yīng)的溫度靈敏性，超出了人們的想象，在室溫下就可以檢測出的溫度變化值為 6 106℃ 。 由于輻射信號(hào)干擾調(diào)制片，被測對(duì)象校正后表面的真實(shí)溫度與環(huán)境溫度相比，被測對(duì)象校正后的表面真實(shí)溫度偏高，因此必須做溫度補(bǔ)償，即最終得到實(shí)際溫度，是由真實(shí)溫度與環(huán)境溫度相加而得。 因此，我們能夠通過檢測電壓與輻射體溫度之間的關(guān)系，進(jìn)一步得出被測對(duì)象的溫度。綜合所有的因素，最后選擇了全輻射測溫法用作本次設(shè)計(jì)的測溫方法，去測量被測物體的溫度，這種測溫方法是在所有波長范 圍內(nèi)的總輻射的基礎(chǔ)上計(jì)算出溫度值。 通過翻閱亮度測溫法的 介紹，知道這種測溫方法不需要環(huán)境溫度補(bǔ)償，并且和其他方法相比，亮度測溫法不僅發(fā)射率誤差較小，而且它的測溫精度高。即在黑體輻射的全部波長中，當(dāng)溫度改變時(shí)，長波輻射所占比例也會(huì)改變； (3)溫度也會(huì)干擾黑體輻射曲線，而且與黑體輻射曲線成正比關(guān)系。因此隨著物體溫度的升高，被測物體所發(fā)出的紅外輻射能力就會(huì)隨物體溫度的升高而加強(qiáng)。由于紅外溫度傳感器具備分辨率高、測量規(guī)模廣、反應(yīng)時(shí)間短、測量精度高、操作簡單和穩(wěn)定有效等優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)使用的溫度測量傳感器正是紅外溫度傳感器。輻射溫度測量系統(tǒng)的制作相對(duì)簡單，原理比較簡單，實(shí)現(xiàn)了大范圍的溫度測量，也可以用來檢測某一點(diǎn)的表面溫度；而且這種測溫系統(tǒng)可以制作成為便攜式或者固定式的，使用非常方便。 4 紅外測溫系統(tǒng)技術(shù)簡介 本節(jié)主要具體介紹紅外非接觸式測溫技術(shù)的原理和熱釋電傳感器的功效特色。 BLKMDHC05 藍(lán)牙模塊最初是專為智能無線數(shù)據(jù)傳輸而打造的，支持 SPP 藍(lán)牙串口協(xié)議。 圖 LM7805 的引腳圖 LM7805 的特點(diǎn)： (1) 最大輸出電流為 ； (2) 輸出電壓為正 5V； (3) 熱過載保護(hù)； (4) 短路保護(hù)； (5) 輸出晶體管安全工作區(qū)保護(hù)。使用 LM7805 時(shí)，要提供超過 的輸出電流，則必須 有足夠多的散熱片被提供給電路。 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 11 頁 共 47 頁 穩(wěn)壓芯片 LM7805 LM7805 是三端正電源穩(wěn)壓芯片，其可以給電路提供正 5V的電壓。 VCC 背光 VCC。 D4 數(shù)據(jù)傳輸位 4。 1： 使能液晶 ； 0： 禁止液晶操作 D0 數(shù)據(jù)傳輸位 0。 不連接 或是連接不正常會(huì)不顯示。 VCC 液晶 VCC。 1602LCD 模塊內(nèi)部的存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了不同的點(diǎn)陣字符圖形，所以表示的信息量比較大。 溫度都按照下面的公式計(jì)算。 圖 是 TN_9 的 SPI 時(shí)序圖。在設(shè)計(jì)過程中的紅外測溫模塊裝置的選取問題上，首先必須考慮的是元器件的下列性能因素：元器件的尺寸、測溫響應(yīng)速度和時(shí)間、視場有效檢測面積、信號(hào)處理功能、元件數(shù)量、確定波長范圍、制冷方式、確定光學(xué)分辨率、光譜響應(yīng)的范圍和被檢測目標(biāo)物體的溫 度。若產(chǎn)生了尋訪片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令，那么在則在 12 個(gè)振蕩周期內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生 ________PSEN ； (5)VDD/ ____EA :片外程序 ROM 有效 /編程電源。當(dāng) VCC 電源正常時(shí)，此引腳作為復(fù)位引腳，當(dāng) VCC 電源斷電時(shí)，此時(shí)引腳作為備用電源接入，在低功耗的情況下，使片內(nèi) RAM 中的數(shù)據(jù)得到保護(hù)。 由于用戶可以通過 AVR_fighter 軟件就可以下載 /燒錄用戶程序到單片機(jī)中，根本不需要 將單片機(jī)從產(chǎn)品上拆下，因此對(duì)于一邊設(shè)計(jì)一邊探索的設(shè)計(jì)，可以隨時(shí)加以完善，這樣同時(shí)保證了設(shè)計(jì)速度，而且也降低了軟件缺陷風(fēng)險(xiǎn)。 圖 紅外測溫系統(tǒng)的軟件方案設(shè)計(jì)框圖 在圖 紅外測溫系統(tǒng)的軟件方案設(shè)計(jì)框圖中，主程序模塊主要完成系統(tǒng)初始化；TN_9 模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和測量；按鍵模塊主要負(fù)責(zé)輸入按鍵信號(hào)，處理按鍵請(qǐng)求等；液晶屏顯示模塊主要負(fù)責(zé)獲取被測 目標(biāo)相應(yīng)溫度數(shù)據(jù)；無線藍(lán)牙傳輸模塊主要負(fù)責(zé)將 TN_9 采集到的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)過藍(lán)牙將其傳送到手機(jī)客戶端，進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。硬件的流程是單片機(jī)主控制器通過不斷的掃描按鍵，當(dāng)掃描到按鍵值要求開始測溫時(shí)，然后調(diào)用相應(yīng)的指令給 TN_9，在完 成相應(yīng)的指令后， TN_9 就把測量結(jié)果送往單片機(jī)，單片機(jī)主控制器處理信號(hào)后，將會(huì)把測量數(shù)值顯示到 LCD1602 模塊上，并且同時(shí)也將測得的實(shí)時(shí)溫度值傳送到手機(jī)客戶端，以方便進(jìn)行觀測，手機(jī)客戶端可以通過藍(lán)牙向單片機(jī)發(fā)送指令，控制測溫系統(tǒng)的啟動(dòng)。 方案三：采用 TN_9 紅外溫度傳感器， TN_9 是凌陽公司生產(chǎn)的一款溫度傳感器，傳感器本身內(nèi)部已經(jīng)集成了線性處理電路、光學(xué)系統(tǒng)電路和溫度補(bǔ)償電路，它是一種集成的紅外探測器，可以在采集完數(shù)據(jù)后，直接向單片機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)，只需要 1 秒時(shí)間去響應(yīng)、精度達(dá)到了 +/℃ 、穩(wěn)定性好。如果采用傳感器 D203S，會(huì)導(dǎo)致硬件會(huì)很復(fù)雜，電路容易出現(xiàn)故障，穩(wěn)定性不好。這種熱釋電紅外線傳感器屬于開關(guān)型的傳感器，只能輸出高低兩種狀態(tài)。 液晶 LCD1602 的優(yōu) 點(diǎn)：字符型液晶屏，表示字母和數(shù)字比較方便，功耗低，控制方便，體積小、薄、輕，顯示內(nèi)容豐富，字跡美觀，成桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 4 頁 共 47 頁 本低、視覺舒適。由以往的實(shí)訓(xùn)經(jīng)歷可知，數(shù)碼管具有低功耗、價(jià)格便宜、低電壓、使用壽命長、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。 設(shè)計(jì)要求 要求所設(shè)計(jì) 的便攜式紅外測溫系統(tǒng)具有以下功能： (1)完成對(duì)便攜式紅外測溫系統(tǒng)方案的確定及器件選擇； (2)通過控制按鈕開始測溫，并能顯示被測對(duì)象的實(shí)時(shí)溫度； (3)紅外測溫系統(tǒng)的測量溫度范圍： 0℃ ~85℃ ，測量精度≤177。查找了許多關(guān)于紅外測溫 的材料后，決定把熱釋電紅外測溫技能作為整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)，開發(fā)以 AT89S52 單片機(jī)為基礎(chǔ)的便攜式非接觸的紅外溫系統(tǒng)，并且通過無線藍(lán)牙的傳送，同時(shí)實(shí)現(xiàn)手機(jī)客戶端的溫度數(shù)據(jù)的顯示和指令的發(fā)送。非接觸式的溫度計(jì)具備許多不能代替的優(yōu)勢，例如：安全、有效性高、使用方便等，已 經(jīng)受到大多數(shù)的醫(yī)療行業(yè)的歡迎。目前，日常水銀溫度計(jì)使用比較普及，水銀溫度計(jì)測量體溫的依據(jù)是：水銀受溫度影響而熱脹冷縮。到目前為止，電子體溫計(jì)是最為廣泛流行使用的，這種廣受歡迎的體溫計(jì)可以概括的分為兩大種類，即實(shí)測式和預(yù)測式，并且它們都是可以通過讀取數(shù)字得出溫度值，這種溫度計(jì)使用比較方便。用其測量體溫，在人體體溫正常時(shí)，將會(huì)呈現(xiàn)綠色；若是溫度偏低，則會(huì)呈現(xiàn)黃色；若是溫度偏高，則會(huì)呈現(xiàn)紅色。所以即使小的溫度變化，也會(huì)引起玻璃管中水銀柱快速的上升。然而，操作方便、性能有效的溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，出現(xiàn)在 300 年后。由于人體的溫度在 35℃ 到 42℃ 之間，人體的生命機(jī)能可以正常工作，所以水銀體溫計(jì)的測溫范圍是以此為根據(jù)的，即水銀溫度計(jì)的測溫范 圍是 35 到 42 攝氏度，并且又把每一度各自分為 10 個(gè)小等份，因此體溫計(jì)的精確度為 1/10 度。通過單片機(jī)處理得到目標(biāo)物體的溫度值，并讓溫度值以方 便直觀的方式(例如數(shù)字 )顯示在液晶屏上。 關(guān)鍵詞 ：紅外測溫系統(tǒng)；單片機(jī)；熱釋電傳感器 Abstract In a lot of diseases prevention and detection , the number of measuring the temperature is numerous ,and time is pressing. Traditional thermometers are always using physical principles , which are based on the nature of mercury with temperature thermal expansion and contraction , by reading the value on the scale to determine the temperature . This method can no longer meet the needs of the people of temperature , because it spends a long time measuring temperature , and it is not convenient to read the results of measuring . Infrared temperature measurement system for people to provide a fast and effective examination of noncontact methods, can be widely used to detect temperature hospitals, airports, customs, railway stations and other densely populated areas. The topic for the current status of medical thermometer at home and abroad , and in view of the large literature on the basis of providing a new temperature measurement program, which in pyroelectric infrared temperature measurement technology as a reference and is based on