基于单片机的非接触式测温系统(附件)【字数：9105】
摘 要温度控制系统已经成为社会所关注的研究话题，温度测量技术应用非常广泛。本研究课题是对红外测温仪的设计，该项设计使用STC89C52单片机来收集红外温度传感器MLX90614所测量的数据并且对其进行分析。MLX90614的优点是能直接与单片机完成数据采集和处理，使用方便、精度高，性能稳定，并且无需复杂的信号调理电路和A/D转换电路。在测量温度时，不需要使传感器MLX90614与被测物直接接触，就可以感应温度并且直接送入STC89C52单片机中，经过单片机的信号处理并将其传输，通过LCD1602显示屏进行显示。相比于传统的水银体温计，该毕业设计的优点是测量精准度高、测量用时短、并且方便数据读取。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2 非接触式测温的发展历程 1
1.3 本次毕设的主要内容 2
第二章 设计方案 3
2.1 本次毕设的方案设计框图 3
2.1.1传感器选择 3
2.1.2 显示装置选择 4
2.1.3 控制器选择 4
2.1.4 数据存储器选择 5
2.1.5 A/D转换器选择 5
2.1.6 信号放大器选择 5
2.1.7 键盘选择 5
2.1.8 电源选择 5
2.2 本次毕设的最终方案设计框图 6
第三章 硬件电路介绍 7
3.1 STC89C52介绍 7
3.2 MLX90614温度传感器 9
3.2.1 MLX90614的特性 9
3.2.2 MLX90614的引脚分布和内部结构 9
3.3 LCD1602液晶显示器 10
3.3.1 引脚说明 11
3.3.2 初始化设置 11
3.4 AT24C04存储器 12
3.5 过限报警电路 14
3.6 电源电路 15
3.7 键盘电路 155
第四章 软件设计部分 17
4.1 本设计的主流程图 17
4.2 本设计的子程序流程图 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
4.2.1红外测温程序模块流程图 17
4.2.2键盘模块程序流程图 18
4.2.3显示模块程序流程图 20
4.2.4存储模块程序流程图 21
第五章 安装与调试 22
5.1 安装调试 22
5.2 误差分析 24
第六章 总结与展望 25
6.1 总结 25
6.2 展望 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 28
附录B 29
第一章 绪论
1.1设计背景
温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。
随着社会、经济、科技的飞速发展，以及人民生活质量、服务需求的不断提高，传统的接触式测温方法、测温仪器、工具越来越不能满足需要。
比如，对于那些刚生下宝宝的年轻父母来说，小宝宝的体温测量是一项经常性的工作。用传统的接触式体温计就显得很不方便：新生儿对各种外界刺激十分敏感，情绪多变，动作无法控制，传统的接触式体温计作为一个外物，在接触宝宝身体，测量体温时总会导致宝宝哭闹不休，这使得年轻的父母非常苦恼。
又比如，在公共卫生领域，每年春季都会爆发的流感，是一种传染性流行病。卫生部门往往会在人流密集区域，如学校、商店、超市、车站、机场的入口处对过往人群进行体温测量，以便及时发现传染源并及时采取隔离等应对措施，防止疫情进扩散。传统体温计在这种场合中显得效率低下。同时，由于传统体温计的测温原理是接触式测温，在传染病出现的地区使用时很可能产生交叉感染，因此，传统体温计不能满足公共卫生安全需求。
并且，对于工业过程控制、设备监控、故障诊断等领域的应用需求，传统的接触式温度测量仪器则更是无能为力。
因此，家庭、医疗、公共卫生、工业过程控制、设备监控、故障诊断以及科学研究等方面的迫切需求呼唤着新型的非接触式测温仪器。对非接触式测温仪器的总体要求是：安全、高效、准确、方便。
这其中，以基于红外辐射和传感技术的非接触式测温系统为代表。本毕业设计就是设计一种基于单片机的应用红外辐射和传感技术的非接触式测温仪。
1.2 非接触式测温的发展历程
很久以前，人们在物理研究中发现，“汞”是一种奇特的物质，汞的体积会随它所处环境的温度而发生显著变化：温度越高，体积越大；温度越低，体积越小，而且这种变化呈现出线性规律。“汞”所体现出的这种性质被物理学上概括为“热胀冷缩”，科学家和工程师们根据这一原理，发明制造出了传统的接触式水银（汞）温度计。后来，由于汞蒸气的毒性，又发展出了替代品酒精温度计。
如前文所述，随着人们对测温需求的不断提高，传统的接触式测温的缺陷逐渐显示出来。于是，就开始推进非接触式测温系统及仪器设备的研究。
“非接触式测温”主要涉及红外技术，科学家对红外技术的研究是从红外探测器开始的。1800年，在使用水银温度计的过程中，英国天文学家弗里德里希威廉赫谢尔 发现了“红外辐射”现象，“水银温度计”也作为历史上最早的“热敏型红外探测器”被载入史册。1830年之后，“温差电偶的热敏型红外探测器”被研发出来。通过不断研究，人们逐步发展起了红外技术并将其运用于测温领域。红外技术发展的初期所取得的成就并不多，这是因为受当时的技术条件限制，红外传感器的各方面性能都不够优秀，这制约了早期红外技术的发展。20世纪初，红外技术有了突飞猛进的发展：20世纪40年代初，光电型红外探测器被科学家制造出来，其中最著名的是“硫化铅红外探测器”，它性能优秀，使用可靠。20世纪50年代，光电型红外探测器 在 半导体物理学的发展下，各项技术指标再次提升。
随着科技的不断发展，工艺的不断提升，如今的红外传感器正向着多品种、高性能的方向发展。与此同时，红外测温技术也越来越成熟，并逐渐被更多领域使用,比如说军事、消防、工业等一些其他的地方。在一些西方国家它们把这种技术应用到坦克和一些其他的军事武器中，它们用这种技术来搜索目标，很大程度上的提高了工作效率。虽然我们国家现在也在红外这个方面做了很多研究，也取得了一些成果并且生产出了一些产品。但是我们所生产的这些东西都只能作为最简单的东西使用，涉及到的行业范围也十分有限，还不能做到像其他国家一样将这项技术充分的应用到各行各业中，由此看来对于这项技术的研究还有很大的发展空间。我们也还需要好好努力，挖掘出它更大的潜能，只有这样才能更好的为我们国家的发展做出贡献。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2 非接触式测温的发展历程 1
1.3 本次毕设的主要内容 2
第二章 设计方案 3
2.1 本次毕设的方案设计框图 3
2.1.1传感器选择 3
2.1.2 显示装置选择 4
2.1.3 控制器选择 4
2.1.4 数据存储器选择 5
2.1.5 A/D转换器选择 5
2.1.6 信号放大器选择 5
2.1.7 键盘选择 5
2.1.8 电源选择 5
2.2 本次毕设的最终方案设计框图 6
第三章 硬件电路介绍 7
3.1 STC89C52介绍 7
3.2 MLX90614温度传感器 9
3.2.1 MLX90614的特性 9
3.2.2 MLX90614的引脚分布和内部结构 9
3.3 LCD1602液晶显示器 10
3.3.1 引脚说明 11
3.3.2 初始化设置 11
3.4 AT24C04存储器 12
3.5 过限报警电路 14
3.6 电源电路 15
3.7 键盘电路 155
第四章 软件设计部分 17
4.1 本设计的主流程图 17
4.2 本设计的子程序流程图 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
4.2.1红外测温程序模块流程图 17
4.2.2键盘模块程序流程图 18
4.2.3显示模块程序流程图 20
4.2.4存储模块程序流程图 21
第五章 安装与调试 22
5.1 安装调试 22
5.2 误差分析 24
第六章 总结与展望 25
6.1 总结 25
6.2 展望 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 28
附录B 29
第一章 绪论
1.1设计背景
温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。
随着社会、经济、科技的飞速发展，以及人民生活质量、服务需求的不断提高，传统的接触式测温方法、测温仪器、工具越来越不能满足需要。
比如，对于那些刚生下宝宝的年轻父母来说，小宝宝的体温测量是一项经常性的工作。用传统的接触式体温计就显得很不方便：新生儿对各种外界刺激十分敏感，情绪多变，动作无法控制，传统的接触式体温计作为一个外物，在接触宝宝身体，测量体温时总会导致宝宝哭闹不休，这使得年轻的父母非常苦恼。
又比如，在公共卫生领域，每年春季都会爆发的流感，是一种传染性流行病。卫生部门往往会在人流密集区域，如学校、商店、超市、车站、机场的入口处对过往人群进行体温测量，以便及时发现传染源并及时采取隔离等应对措施，防止疫情进扩散。传统体温计在这种场合中显得效率低下。同时，由于传统体温计的测温原理是接触式测温，在传染病出现的地区使用时很可能产生交叉感染，因此，传统体温计不能满足公共卫生安全需求。
并且，对于工业过程控制、设备监控、故障诊断等领域的应用需求，传统的接触式温度测量仪器则更是无能为力。
因此，家庭、医疗、公共卫生、工业过程控制、设备监控、故障诊断以及科学研究等方面的迫切需求呼唤着新型的非接触式测温仪器。对非接触式测温仪器的总体要求是：安全、高效、准确、方便。
这其中，以基于红外辐射和传感技术的非接触式测温系统为代表。本毕业设计就是设计一种基于单片机的应用红外辐射和传感技术的非接触式测温仪。
1.2 非接触式测温的发展历程
很久以前，人们在物理研究中发现，“汞”是一种奇特的物质，汞的体积会随它所处环境的温度而发生显著变化：温度越高，体积越大；温度越低，体积越小，而且这种变化呈现出线性规律。“汞”所体现出的这种性质被物理学上概括为“热胀冷缩”，科学家和工程师们根据这一原理，发明制造出了传统的接触式水银（汞）温度计。后来，由于汞蒸气的毒性，又发展出了替代品酒精温度计。
如前文所述，随着人们对测温需求的不断提高，传统的接触式测温的缺陷逐渐显示出来。于是，就开始推进非接触式测温系统及仪器设备的研究。
“非接触式测温”主要涉及红外技术，科学家对红外技术的研究是从红外探测器开始的。1800年，在使用水银温度计的过程中，英国天文学家弗里德里希威廉赫谢尔 发现了“红外辐射”现象，“水银温度计”也作为历史上最早的“热敏型红外探测器”被载入史册。1830年之后，“温差电偶的热敏型红外探测器”被研发出来。通过不断研究，人们逐步发展起了红外技术并将其运用于测温领域。红外技术发展的初期所取得的成就并不多，这是因为受当时的技术条件限制，红外传感器的各方面性能都不够优秀，这制约了早期红外技术的发展。20世纪初，红外技术有了突飞猛进的发展：20世纪40年代初，光电型红外探测器被科学家制造出来，其中最著名的是“硫化铅红外探测器”，它性能优秀，使用可靠。20世纪50年代，光电型红外探测器 在 半导体物理学的发展下，各项技术指标再次提升。
随着科技的不断发展，工艺的不断提升，如今的红外传感器正向着多品种、高性能的方向发展。与此同时，红外测温技术也越来越成熟，并逐渐被更多领域使用,比如说军事、消防、工业等一些其他的地方。在一些西方国家它们把这种技术应用到坦克和一些其他的军事武器中，它们用这种技术来搜索目标，很大程度上的提高了工作效率。虽然我们国家现在也在红外这个方面做了很多研究，也取得了一些成果并且生产出了一些产品。但是我们所生产的这些东西都只能作为最简单的东西使用，涉及到的行业范围也十分有限，还不能做到像其他国家一样将这项技术充分的应用到各行各业中，由此看来对于这项技术的研究还有很大的发展空间。我们也还需要好好努力，挖掘出它更大的潜能，只有这样才能更好的为我们国家的发展做出贡献。
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