基于89C52單片機的紅外測溫系統(tǒng)設(shè)計

胡煬++宣文靜++來愛華

摘 要 以89C52單片機為核心，搭配MLX90614紅外測溫傳感器、DS1302時鐘芯片、LCD1602液晶屏以及少量阻容元器件設(shè)計并制作了可用于人體體溫快速測量的紅外測溫系統(tǒng)。給出了系統(tǒng)設(shè)計流程圖，并進行最終的實驗測試驗證。結(jié)果表明：該測溫系統(tǒng)具有精度高、穩(wěn)定好、性價比高等優(yōu)點，具有一定的市場應(yīng)用潛力。

【關(guān)鍵詞】紅外測溫 89C52單片機 精度高

1 引言

傳統(tǒng)接觸式測溫需要長時間的接觸人體進行溫度測量，且在接觸不緊密時容易產(chǎn)生較大的溫差，相比之下，無線紅外測溫因具有測溫速度快、無接觸測量和精度高等特點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)或民用溫度測量中。在考慮到性價比因素，本文設(shè)計了紅外測溫系統(tǒng)，并給出了程序流程圖，進行了相關(guān)的測試實驗。

2 紅外測溫系統(tǒng)設(shè)計

2.1 總體設(shè)計

系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖1所示，其由單片機的最小系統(tǒng)模塊、傳感器測溫模塊、時鐘模塊、液晶顯示模塊、按鍵和報警提示模塊等組成。單片機最小模塊系統(tǒng)起主控作用，用來驅(qū)動和控制外置的所有電路模塊，同時還可以利用獨立按鍵的操控來讀取時鐘和溫度液晶顯示值，以及分析數(shù)據(jù)等功能。紅外傳感器模塊主要是用來檢測人體溫度，DS1302時鐘模塊主要為系統(tǒng)提供顯示日期及時間，LED燈和蜂鳴器主要是用于提示電路是否正常運行及溫度監(jiān)測。系統(tǒng)是以STC89C52RC單片機為主控芯片，利用1602液晶顯示單片機運行輸出的數(shù)據(jù)值，MLX90614紅外傳感器用來檢測人體皮膚表面溫度。當(dāng)傳感器靠近人體表面皮膚時會進行人體紅外線感應(yīng)，然后通過A/D轉(zhuǎn)換成電壓和電流，最終轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)值。這樣就便于快速檢測出人體溫度當(dāng)前值，用以確定人體是否發(fā)熱超出正常體溫。

2.2 溫度傳感器接口電路設(shè)計

傳感器的SCL時鐘線接口和SDA數(shù)據(jù)線接口分別與單片機的兩個IO口連接。電阻R1和R2為上拉電阻相互并聯(lián)然后分別連接在時鐘線和數(shù)據(jù)線與單片機所接IO口線上。另外VDD與+5V電源正極端相連，傳感器的VSS端直接接地，即可實現(xiàn)傳感器的功能。

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)上電初始化，之后讀取DS1302的數(shù)據(jù)，并送液晶正常顯示，并同時不斷讀取按鍵狀態(tài)（按鍵按下，才讀取溫度，否則正常顯示時鐘）。當(dāng)有按鍵按下時，則讀取傳感器值后送液晶顯示（時間持續(xù)5S后返回至主界面顯示），否則液晶一致顯示時間及日期。讀取溫度后，當(dāng)溫度值超過所設(shè)定的值范圍時系統(tǒng)將會報警提示。通過獨立按鍵功能實現(xiàn)溫度和萬年歷時鐘在液晶上交替顯示及時鐘更新顯示，且兩種狀態(tài)可以任意轉(zhuǎn)換相互不受影響。

3 實驗測試及結(jié)果分析

人體溫度檢測測試結(jié)果如表1所示，通過對兩個不同人體體溫分別進行檢測。當(dāng)打開測試系統(tǒng)讓其初始化后，然后按下獨立按鍵把傳感器的探頭分別檢測人體的不同處表面皮膚溫度。并且通過和普通醫(yī)用體溫計分別測試1分鐘、5分鐘、10分鐘、20分鐘測量值的對比來進行比較分析。從表中可以看出，紅外傳感系統(tǒng)測溫時基本上都是保持在人體正常體溫度值36℃～37℃范圍內(nèi)細(xì)微波動，說明測量結(jié)果準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好。

4 結(jié)論

本文基于89C52單片機設(shè)計了人體紅外快速測溫系統(tǒng)，經(jīng)過實驗證實，該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好，測量準(zhǔn)確等特點，具有一定的應(yīng)用潛力。

參考文獻

[1]晏敏，顏永紅，曾云，等.非接觸式紅外測溫原理及誤差分析[J].計量技術(shù)，2005（01）：23-25.

[2]姚學(xué)軍.紅外測溫原理與測溫技術(shù)[J].中國儀器儀表，1999（01）：10-13.

[3]陸子鳳，潘玉龍，王學(xué)進，等.目標(biāo)到測試系統(tǒng)距離對紅外測溫精度的影響[J].紅外技術(shù)，2008，30（05）：271-274.

[4]李曉英.影響紅外測溫的主要因素及對策[J].機械工程與自動化，2001（02）：47-48.

[5]武勝斌，鄭研，陳志彬.基于紅外測溫技術(shù)的GIS導(dǎo)體溫度在線監(jiān)測的方案[J].高壓電器，2009，45（04）：100-102.

作者簡介

胡煬，男。學(xué)生，研究方向為電子系統(tǒng)集成。

通訊作者簡介

宣文靜，女。碩士學(xué)歷。湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院信息工程系講師。研究方向為嵌入式控制。

作者單位

湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院信息工程系 湖北省孝感市 432000