【基于單片機(jī)的測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)5400字（論文）】

[10]。本系統(tǒng)中采用其最佳電壓5.0V，工作電流2.0mA。芯片引腳圖如圖3-6所示。圖3-6芯片引腳圖3.4蜂鳴器報(bào)警電路由于單片機(jī)沒(méi)有辦法直接使用蜂鳴器，需要添加有放大電流能力的三極管，因此采用PNP三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)電流增大。將蜂鳴器接在三級(jí)管的集電極能夠減少使用時(shí)消耗的電流量，電流能夠增大使蜂鳴器能夠進(jìn)行正常工作。同時(shí)1K的電阻R4功能為限流，防止電流過(guò)大其他器件被燒毀。蜂鳴器電路連接圖、晶體管結(jié)構(gòu)圖如圖3-7、3-8所示。 圖3-7蜂鳴器電路連接圖圖3-8晶體管結(jié)構(gòu)圖

4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1程序設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言作為語(yǔ)言環(huán)境，KeilC51作為開(kāi)發(fā)環(huán)境，多數(shù)代碼緊湊，較為容易理解，開(kāi)發(fā)的過(guò)程能夠較為理想REF_Ref7326\w\h[11]。上電后LCD液晶屏幕亮起，首先開(kāi)始執(zhí)行初始化程序，掃描按鍵后屏幕顯示當(dāng)前溫度值Tem。初始下限設(shè)為10℃，上限為60℃，判定當(dāng)前溫度是否過(guò)限，若過(guò)限則蜂鳴器響應(yīng)伴隨紅燈亮起表示報(bào)警，若沒(méi)有過(guò)限則繼續(xù)判定。程序流程圖如圖4-1所示。開(kāi)始開(kāi)始LCD初始化延時(shí)按鍵掃描溫度顯示報(bào)警是否過(guò)限返回是否圖4-1程序流程圖主要程序這里對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行了定義，以及一部分主要溫度上下限值程序。sbitSCL=P1^3;sbitSDA=P1^4;bdataucharflag;//可位尋址數(shù)據(jù)sbitbit_out=flag^7;//發(fā)送字節(jié)變量sbitbit_in=flag^0;//接收字節(jié)變量bitsave_flag=0;//存儲(chǔ)變量ucharDataH,DataL,Pecreg;//高字節(jié)數(shù)據(jù)，低字節(jié)數(shù)據(jù)，校驗(yàn)變量uintMax_Tem=6000;uintMin_Tem=1000;uintTem;uintsee_Tem;//查看的溫度ucharstatus=0;//存儲(chǔ)設(shè)置ucharM_S=0;ucharM_R=0;//按鍵設(shè)置sbitKey_1=P1^0; sbitKey_2=P1^1;//加sbitKey_3=P1^2;//減sbitBp=P2^0;//蜂鳴器voiddisplay_alram(){uintmin,max; min=Min_Tem/100; max=Max_Tem/100; LCD_write_char(2,1,min/100+0x30);//這里為溫度下限值設(shè)置 LCD_write_char(3,1,(min%100)/10+0x30); LCD_write_char(4,1,min%10+0x30); LCD_write_char(5,1,0xdf); LCD_write_char(11,1,max/100+0x30);//這里為溫度上限值設(shè)置 LCD_write_char(12,1,(max%100)/10+0x30); LCD_write_char(13,1,max%10+0x30); LCD_write_char(14,1,0xdf);}4.2外紅測(cè)溫設(shè)計(jì)CPU通過(guò)器件地址對(duì)MLX90614進(jìn)行訪問(wèn)，默認(rèn)識(shí)別地址為00h。電路上電先初始化，判斷是否有功能按鍵按下，若是判斷首字節(jié)是否為4CH或者66H，末字節(jié)是否為0DH，微控制器一次只讀取5個(gè)字節(jié)，因此只有當(dāng)首和尾兩個(gè)字節(jié)分別能對(duì)應(yīng)上時(shí)，才能成為一個(gè)有效的數(shù)據(jù)，接著進(jìn)行溫度的計(jì)算及處理，然后送到LCD1602顯示，否則繼續(xù)按下按鍵0，直到符合有效數(shù)據(jù)的要求，才進(jìn)行溫度的讀??；否則單片機(jī)將不停地進(jìn)行讀取。寫數(shù)據(jù)流程圖、讀數(shù)據(jù)流程圖如圖4-2、圖4-3所示。圖4-2寫數(shù)據(jù)流程圖圖4-3讀數(shù)據(jù)流程圖主要程序這里主要編寫了發(fā)送、接收字節(jié)或位的程序，以及延時(shí)程序。//發(fā)送一個(gè)字節(jié)voidtx_byte(uchardat_byte){chari,n,dat;n=Nack_counter;TX_again:dat=dat_byte;for(i=0;i<8;i++){if(dat&0x80)//若dat的最低位為1，表達(dá)式為真，執(zhí)行if語(yǔ)句；否則為假，執(zhí)行if語(yǔ)句后的下一條語(yǔ)句。bit_out=1;elsebit_out=0;send_bit();dat=dat<<1;}receive_bit();if(bit_in==1){stop_bit();if(n!=0){n--;gotoRepeat;//無(wú)條件跳轉(zhuǎn)到}elsegotoexit;}Elsegotoexit;Repeat:start_bit();gotoTX_again;exit:;}//發(fā)送一個(gè)位voidsend_bit(void){if(bit_out==0)SDA=0;elseSDA=1;_nop_();//運(yùn)行一個(gè)機(jī)器周期，延時(shí)SCL=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();SCL=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}4.3液晶顯示設(shè)計(jì)利用STC89C52單片機(jī)對(duì)液晶驅(qū)動(dòng)需要遵循液晶的通信協(xié)議，首先需要初始化，由于液晶的速度沒(méi)有單片機(jī)快，需要進(jìn)行延時(shí)設(shè)置，否則液晶無(wú)法正常顯示。LCD1602需要按順序結(jié)合內(nèi)部地址進(jìn)行操作，然后將要顯示的數(shù)據(jù)顯示在相應(yīng)位置。驅(qū)動(dòng)流程圖如圖4-4所示。圖4-4驅(qū)動(dòng)流程圖初始化程序voidLCD_init(void)//{LCD_write_com(0x38);delay_ms(5);LCD_write_com(0x38);//設(shè)置顯示模式delay_ms(5);LCD_write_com(0x38);delay_ms(5);LCD_write_com(0x39);LCD_write_com(0x08);LCD_write_com(0x01);//清屏LCD_write_com(0x06);//寫一個(gè)數(shù)據(jù)，指針加1delay_ms(5);LCD_write_com(0x0c);//開(kāi)顯示不顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍LCD_write_com(0x14);LCD_write_com(12);}主要程序這里主要編寫了LCD液晶屏的主要程序，數(shù)據(jù)定義。#defineRS_CLRRS=0#defineRS_SETRS=1#defineRW_CLRRW=0#defineRW_SETRW=1#defineEN_CLREN=0#defineEN_SETEN=1sbitRS=P2^5;//LCD控制線接口sbitRW=P2^6;sbitEN=P2^7;//*******寫一字節(jié)指令*******voidLCD_write_com(unsignedcharcom){RW=0;RS_CLR;EN_SET;P0=com;delay_us(5);EN_CLR;}//*******寫一字節(jié)數(shù)據(jù)********voidLCD_write_Data(unsignedcharData){RW=0;RS_SET;15EN_SET;P0=Data;delay_us(5);EN_CLR;}

5系統(tǒng)調(diào)試5.1調(diào)試分析本次設(shè)計(jì)采用的MLX90614BAA傳感器模塊所能夠測(cè)得的物體距離不是特別遠(yuǎn)，比較近，因此物體與傳感器距離在3~5厘米范圍內(nèi)測(cè)量最佳。測(cè)得的數(shù)據(jù)也受到諸多因素影響，如環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、物體輻射度和環(huán)境光源照度等。在焊接好實(shí)物后，用萬(wàn)用表對(duì)線路進(jìn)行檢查，保證焊接無(wú)誤能夠連通。接著查看電容、三極管等需要區(qū)分正反的器件是否有反接的情況出現(xiàn)，確認(rèn)無(wú)誤后連上電源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，LCD液晶屏亮起，電路連接正常。液晶屏幕的亮度可以通過(guò)螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)電位器來(lái)改變。設(shè)置的初始的上下限是10度和60度，將最低限度調(diào)整上升到26攝氏度，先對(duì)環(huán)境物體進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)到物體溫度為22攝氏度，低于下限值，系統(tǒng)報(bào)警。將最高限度調(diào)整上升到55攝氏度，對(duì)裝著開(kāi)水的茶杯進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)到溫度值為57攝氏度，高于上限值，兩種情況出現(xiàn)時(shí)都出現(xiàn)蜂鳴器報(bào)警LED紅燈亮起的情況，說(shuō)明系統(tǒng)正常運(yùn)行。物體檢測(cè)圖、茶杯檢測(cè)圖如圖5-1、5-2所示。圖5-1物體檢測(cè)圖圖5-2茶杯檢測(cè)圖單片機(jī)的運(yùn)行速度一般在幾兆左右，也會(huì)上升到幾十兆，速度比較快，可以利用延時(shí)程序進(jìn)行調(diào)整，以此確保液晶的正常顯示。剛開(kāi)始時(shí)LCD1602有的地方亮有的地方不亮，經(jīng)過(guò)調(diào)整發(fā)現(xiàn)是復(fù)位出現(xiàn)問(wèn)題，使EN=0后解決。“鬼影”問(wèn)題在加上了一個(gè)10K的電位器調(diào)整偏壓后也未再出現(xiàn)。LCD1602閃屏亂碼和背光電源屏幕亮度更亮的情況在用軟件仿真的并未出現(xiàn)，后來(lái)使用單獨(dú)電源供電時(shí)也得以解決。

6結(jié)束語(yǔ)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要以單片機(jī)作為核心元件，利用MLX90614傳感器與LCD1602液晶屏、蜂鳴器和發(fā)光二極管等器件進(jìn)行組合，完成了紅外測(cè)溫電路與報(bào)警電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)溫系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)具有在傳感器測(cè)量到的溫度超過(guò)限定值時(shí)觸發(fā)蜂鳴器和發(fā)光二極管同時(shí)工作來(lái)完成報(bào)警目的的效果。本次設(shè)計(jì)的功能延伸能力強(qiáng)，操作起來(lái)容易上手，具有良好的實(shí)際使用價(jià)值。本次設(shè)計(jì)的完成效果雖然比較如意，但也后續(xù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些存在的問(wèn)題可以進(jìn)行改進(jìn)，比如數(shù)據(jù)的表達(dá)渠道過(guò)于單一，只能在液晶屏上進(jìn)行顯示而不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程交換，在一定程度上影響了使用維度。因此可以考慮通過(guò)增加該系統(tǒng)的附加功能來(lái)達(dá)到進(jìn)一步完善的目的。可以添加藍(lán)牙模塊通過(guò)APP與我們的智能手機(jī)相連接，使得數(shù)據(jù)信息和報(bào)警提示在手機(jī)上可以查看和修改；或者也可以通過(guò)添加語(yǔ)音模塊，通過(guò)語(yǔ)音的方式對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行自主表達(dá)。測(cè)量距離也可以通過(guò)更換所使用的傳感器芯片類型來(lái)改變，提高實(shí)際應(yīng)用效果，因此本設(shè)計(jì)的附加功能可以通過(guò)適當(dāng)添加功能模塊來(lái)完善，可修改性、拓展性較強(qiáng)，實(shí)用性高，符合當(dāng)前大環(huán)境局勢(shì)狀況，適合大量推廣使用。參考文獻(xiàn)蔡銀河.AT89系列51單片機(jī)系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)[A].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2013.李煥芝.AT89C2051單片機(jī)工作方式及應(yīng)用[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,1999(02):37-38.方潮海,葉良偉,朱麗軍.基于單片機(jī)的非接觸式紅外溫度測(cè)量?jī)x的研究[J].科技風(fēng),2014(14):50-51.李華,陳軍.疫情防控期間紅外測(cè)溫設(shè)備選配及使用探討[J].安徽科技,2020,000(003):18-19.王麗虹,何志華.現(xiàn)代紅外測(cè)溫儀及其在電氣防火安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2004(02):13-17.沙春芳."紅外溫度計(jì)MLX90614及其應(yīng)用[B]."現(xiàn)代電子技術(shù)22(2007):36-37.鄭貴林,劉麗莎.基于MLX90614的非接觸式測(cè)溫儀[J].