【正文】 用的依然是水銀接觸式體溫計(jì)。由于人體體溫一般變化范圍在 35 攝氏度到 42 攝氏度之間，所以水銀接觸式體溫計(jì)刻度通常設(shè)定是 35℃到 42℃。 近年來(lái)，電子體溫計(jì)越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，比如冶金、玻璃制造及體溫測(cè)量等領(lǐng)域。 本體溫計(jì)采用 TN901 紅外傳感器測(cè)量被測(cè)者體表溫度，能直接測(cè)量被測(cè)者體表實(shí)際溫度，測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，并運(yùn)用此方法制造高性能的非接觸式電子體溫計(jì)。 自從 1800 年英國(guó)天文學(xué)家 ，紅外技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用已有很多年的歷史。紅外傳感器是紅外測(cè)溫設(shè)備的關(guān)鍵部件，它把接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗儽阌谟^察和測(cè)量的電能或者熱能參數(shù)。國(guó)外的非接觸式紅外電子測(cè)溫設(shè)備已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)?shù)乃?；在?guó)內(nèi)，雖然起步比較晚，但是經(jīng)過(guò)了近十幾年的發(fā)展和研究，目前國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)出高靈敏度、高分辨率的紅外傳感器， 使得限制國(guó)內(nèi)紅外測(cè)溫技術(shù) 2 應(yīng)用過(guò)程中的一個(gè)技術(shù)難題得到了較好的解決。此時(shí)，我國(guó)也在積極主動(dòng)的研發(fā)一種體積小、成本低、不受外界溫度干擾、精度高的人體紅外測(cè)溫儀，也就是本課題的非接觸式電子體溫計(jì)，對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展有著很重要的意義。紅外測(cè)溫模塊負(fù)責(zé)溫度的測(cè)量、采集，并將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)端口傳送到 單片機(jī)。 3 2 系統(tǒng)的原理及方案 本設(shè)計(jì)將對(duì)硬件選擇以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且采用新型的可編程溫度傳感器TN901，它的優(yōu)點(diǎn)是能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)方便、精度高，性能穩(wěn)定，并且不需復(fù)雜的信號(hào)調(diào)理電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路。這樣 的好處是可以快速并精準(zhǔn)的測(cè)量出人體體溫，與傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)相比，它的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精準(zhǔn)度高、測(cè)量時(shí)間短、并且方便讀數(shù)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，新材料、新工藝的運(yùn)用，各式各樣的體溫計(jì)陸續(xù)出現(xiàn)，探測(cè)方式在不斷改進(jìn)，但是人們最常用的依然是水銀接觸式體溫計(jì)。由于人體體溫一般變化范圍在 35 攝氏度到 42 攝氏度之間，所以水銀接觸式體溫計(jì)刻度通常設(shè)定是 35℃到 42℃。 近年來(lái)，電子體溫計(jì)越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，比如冶金、玻璃制造及體溫測(cè)量等領(lǐng)域。 紅外測(cè)溫原理及方法 紅外測(cè)溫儀的測(cè)溫原理是黑體輻射定律，眾所周知，自然界中一切高于絕對(duì)零度的物體都在不停向外輻射能量，物體的向外 輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分 4 布與它的表面溫度有著十分密切的聯(lián)系，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)。這表明隨著溫度的升高，黑體輻射中的短波長(zhǎng)輻射所占比例增加； ③ 隨著溫度的升高，黑體輻射曲線全面提高，即在任一指定波長(zhǎng)處，與較高溫度相應(yīng)的光譜輻射度也較大，反之亦然。不需要使傳感器 TN901與人體接觸，進(jìn)行溫度感應(yīng)后， TN901 就可以感應(yīng)溫度并且直接送入 AT89S51 單片機(jī)中，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的信號(hào)處理并將其送出，通過(guò) LCD1602 數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 非接觸式電子體溫計(jì)主要由 TN901 非接觸式溫度傳感器控制，測(cè)量采集被測(cè)目標(biāo)溫度，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳送給單片機(jī)，由程序處理之后轉(zhuǎn)變成文字 5 信號(hào)在 1602 液晶顯示屏上顯示被測(cè)目標(biāo)具體溫度數(shù)字。主要實(shí)現(xiàn) TN901 溫度傳感器測(cè)量目標(biāo)溫度，經(jīng)過(guò)程序處理之后在 1602 液晶顯示屏上顯示目標(biāo)溫度的具體數(shù)字。通過(guò)按鍵復(fù)位測(cè)量完成后還原讀數(shù)。 圖 22 TN901紅外測(cè) 溫儀 表 22 極限值 參數(shù) 符號(hào) 額定值 直流電壓 V+ 輸入電壓范圍 VIN to V+ + Note: 電壓超過(guò)額定表中給出的額定值可能引起操作錯(cuò)誤或者器具的損壞。C / 27~428176。C / 14~122176。C, Tamb=25176。C 全范圍精度 AC +/2%, 2176。C ） 1/16176。 STC89C51 單片機(jī)是本系統(tǒng)的控制中心，它負(fù)責(zé)控制啟動(dòng)溫度測(cè)量、接收測(cè)量數(shù)據(jù)、計(jì)算溫度值、并根據(jù)取得的鍵值控制顯示過(guò)程；紅外測(cè)溫模塊負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集、測(cè)量，并將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)端口傳送給 STC89C51 單片機(jī)； LCD 顯示模塊把測(cè)量的 溫度值直觀地顯示給觀測(cè)者；電源模塊負(fù)責(zé)本紅外測(cè)溫儀電源的供應(yīng)。 9 圖 32 單片機(jī)處理模塊電路圖 圖 33 單片機(jī)引腳圖 STC89C51 各引腳的功能描述如下 ： （ 1）電源和晶振： VCC—— 運(yùn)行和程序校驗(yàn)時(shí)加的電壓； VSS—— 接地； XTAL1—— 輸入到振蕩器的反向放大器； XTAL2—— 反向放大器輸出，輸入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。 10 紅外測(cè)溫模塊 圖 34 紅外測(cè)溫電路模塊 它的測(cè)量距離大約為 30米，測(cè)量回應(yīng)時(shí)間大約為 秒。 紅外測(cè)溫傳感器的引腳介紹 : 圖 35 紅外測(cè)溫傳感器引腳圖 紅外測(cè)溫傳感器引腳圖如圖 24，其中 V為電源引腳 VCC， VCC 一般為 3V到 5V 之間的電壓，一般取 ； D 為數(shù)據(jù)接收引腳，沒(méi)有數(shù)據(jù)接收時(shí) D 為高電平； C 為 2KHz Clock 輸出引腳； G 為接地引腳； A 為測(cè)溫啟動(dòng)信號(hào)引腳，低電平有效。 11 鍵盤(pán)模塊 本設(shè)計(jì)鍵盤(pán)模塊總共有三個(gè)按鍵，其中有啟動(dòng)電源鍵、卡電重啟電源鍵、復(fù)位按鍵。 數(shù)碼管顯示按顯示方式分動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種，靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，占用很少的 CPU時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的電路硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示需要CPU 時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新， 所謂的動(dòng)態(tài)就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器，對(duì)每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮 一次，利用人的視覺(jué)留感達(dá)到顯示的目的。 本設(shè)計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)顯示，顯示模塊由兩片 74HC164,8 個(gè) 8段 LCD數(shù)碼管組成。 主 程 序 模 塊紅 外 測(cè) 溫 鍵 盤(pán) 掃 描 顯 示 模 塊 通 信 模 塊 圖 41 紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)的軟件方案設(shè)計(jì)框圖 主程序模塊的設(shè)計(jì) 當(dāng)紅外測(cè)溫儀接通電源時(shí)， STC89C51 單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，開(kāi)始運(yùn)行該程序。然后給出開(kāi)機(jī)顯示，接著判斷是否有鍵輸入，若沒(méi)有鍵輸入，則繼續(xù)判斷；若有鍵輸入，則判斷是否是紅外測(cè)溫。并等待結(jié)束測(cè)溫命令。 13 圖 42 主程序流程圖 紅外測(cè)溫程序模塊 該紅外測(cè)溫模塊的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)和脈沖信號(hào)分別接單片機(jī) ， 口 ,測(cè)溫控制端接 口。把五個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)都讀完后判斷第一個(gè)字節(jié)是否為 0x4c 或0x66 并且第五個(gè)字節(jié)為 0x0d，若是則計(jì)算溫度值返回，否則繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。本鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)采用 1列 8行 (1X8)的設(shè)計(jì)思想， 74HC164 在鍵盤(pán)中充當(dāng)行驅(qū)動(dòng)，列線接在單片機(jī)的 口上，在固定的極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)鍵盤(pán)的列線進(jìn)行掃描，進(jìn)而判斷是否有鍵按下，有鍵按下再判斷是哪個(gè)鍵按下從而根據(jù)按鍵值在程序中做出進(jìn)一步的判斷。它的工作原理是主控單片機(jī) STC89C51通過(guò)控制位選的 74HC164去控制點(diǎn)亮不同的數(shù)碼管，而另一片 74HC164是用來(lái) 根據(jù)主控單片機(jī)給出的不同信息，給出不同數(shù)碼管所要顯示的不同內(nèi)容，在給出點(diǎn)亮信號(hào)時(shí)，數(shù)碼管就顯示出 74HC164輸出端的信息。 本顯示程序首先定義了數(shù)碼管的字型和字位口編碼表， 然后根據(jù)要讓哪個(gè)數(shù)碼管亮和讓它亮什么數(shù)據(jù)來(lái)選擇不同的字型字位口再進(jìn)行查表，把查到的編碼一位位送到兩片 164 的數(shù)據(jù)端進(jìn)行顯示。所做的非接觸式電子體溫計(jì)雖然是最小電路下的最簡(jiǎn)單的體溫計(jì)設(shè)計(jì)電路，但是能很好的完成任務(wù)書(shū)中的要求和目標(biāo)。有些缺陷，測(cè)量顯示溫度比實(shí)際物體溫度有偏差，應(yīng)該是TN901 發(fā)出紅外線接收時(shí)有誤差，所做實(shí)物精度有待提高， 所以在今后的工作中，還要不斷的學(xué)習(xí)充電，掌握更多的技能。 本設(shè)計(jì)主要由 TN901 非接觸式溫度傳感器控制，測(cè)量采集被測(cè)目標(biāo)溫度，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳送給單片機(jī)，由程序處理之后轉(zhuǎn)變成文字信號(hào)在 1602 液晶顯示屏上顯示被測(cè)目標(biāo)具體溫度數(shù)字。 17 致 謝 18 參考文獻(xiàn) [1] 梁森，王侃夫，黃杭美 . 自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 鄧重一 . 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)中的干擾問(wèn)題及解決方法 [J].電工技術(shù)雜志， 2021 [3] 高曉蓉 . 傳感器技術(shù) [M].西南交通大學(xué)出版社， 2021 [4] 黃繼昌 . 傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例 [M].人民郵電出版社， 1998 [5] 陳杰 . 傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].高等教育出版社， 2021 [6] 金發(fā)慶 . 傳感器技術(shù)與應(yīng)用（第二版） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [7] 高吉祥 . 數(shù)字電子技術(shù) [M].電子工業(yè)出版社， 2021 [8] 沈任元 ，吳勇 .數(shù)字電子技術(shù) [M].北京：機(jī)械工