在日常生活中，需要檢測人員的體溫，而且這個溫度范圍很小。該系統(tǒng)采集主要以Atmel公司的AT89C51單片機(jī)為控制處理核心，由它完成對數(shù)據(jù)的采集處理以及控制數(shù)據(jù)在LCD顯示屏上的顯示。AT89C51單片機(jī)是一種低功耗/低電壓/高性能的8位單片機(jī)，片內(nèi)帶有一個8KB的可編程／可擦除／只讀存儲器。
在本文中，主要說明單片機(jī)與K型熱電偶以及K型熱電偶模數(shù)轉(zhuǎn)換器—MAX6675的組合，形成單片機(jī)的溫度檢測系統(tǒng)。包括：如何根據(jù)選擇的器件設(shè)計外圍電路和單片機(jī)的接口電路，如何編寫控制溫度檢測器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯纹瑱C(jī)程序，如何使用LCD12864進(jìn)行字符的顯示，并簡要介紹數(shù)字溫度傳感器MAX6675的應(yīng)用。
1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計
1.1 工作原理
1.2 總體設(shè)計方案
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.1 信號采集電路
2.1.1 傳感器
2.2 單片機(jī)系統(tǒng)電路
2.3 人機(jī)交互電路
2.4 溫度顯示電路
3 仿真電路及硬件分析
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1 軟件設(shè)計思路
4.2 程序流程圖
4.3 主要程序代碼
5 實驗結(jié)果顯示
6 附錄及元器件清單
6.1 所用相關(guān)軟件
6.2 元器件清單
統(tǒng)總體方案設(shè)計
1.1 工作原理熱電堆基本原理 熱電堆是一種熱釋紅外線傳感器，它是由熱電偶構(gòu)成的一種器件。它在耳式體溫計、放射溫度計、電烤爐、食品溫度檢測等領(lǐng)域中，作為溫度檢測器件獲得了廣泛的應(yīng)用。熱電堆的組成基本單元--熱電偶。 K型熱電偶作為一種溫度傳感器，K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶可以直接測量各種生產(chǎn)中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。K型熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成,K型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2～4.0mm。K型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價格便宜等優(yōu)點，能用于氧化性惰性氣氛中廣泛為用戶所采用。 熱電偶測溫由熱電偶、連接導(dǎo)線及顯示儀表三部分組成。如果將熱電偶的熱端加熱，使得冷、熱兩端的溫度不同，則在該熱電偶回路中就會產(chǎn)生熱電勢，這種物理現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象(即熱電效應(yīng))。在熱電偶回路中產(chǎn)生的電勢由溫差電勢和接觸電勢兩部分組成。接觸電勢：它是兩種電子密度不同的導(dǎo)體相互接觸時產(chǎn)生的一種熱電勢。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B相接觸時，假設(shè)導(dǎo)體A和B的電子密度分別為NA和NB并且NA>NB，則在兩導(dǎo)體的接觸面上，電子在兩個方向的擴(kuò)散率就不相同，由導(dǎo)體A擴(kuò)散到導(dǎo)體B的電子數(shù)比從B擴(kuò)散到A的電子數(shù)要多。導(dǎo)體A失去電子而顯正電，導(dǎo)體B獲得電子而顯負(fù)電。因此，在A、B兩導(dǎo)體的接觸面上便形成一個由A到B的靜電場，這個電場將阻礙擴(kuò)散運動的繼續(xù)進(jìn)行，同時加速電子向相反方向運動，使從B到A的電子數(shù)增多，最后達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)。此時A、B之間也形成一電位差，這個電位差稱為接觸電勢。此電勢只與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)相接觸點的溫度有關(guān)，當(dāng)兩種導(dǎo)體的材料一定，接觸電勢僅與其接點溫度有關(guān)。溫度越高，導(dǎo)體中的電子就越活躍，由A導(dǎo)體擴(kuò)散到B導(dǎo)體的電子就越多，接觸面處所產(chǎn)生的電動勢就越大，即接觸電勢越大。
MAX6675的工作原理與功能 根據(jù)熱電偶測溫原理，熱電偶的輸出熱電勢不僅與測量端的溫度有關(guān)，而且與冷端的溫度有關(guān)，使用硬件電路進(jìn)行冷端補(bǔ)償時，雖能部分改善測量精度，但由于熱電偶使用環(huán)境的不同及硬件電路本身的局限性，效果并不明顯；而使用軟件補(bǔ)償，通常是使用微處理機(jī)表格法或線性電路等方法來減小熱電偶本身非線性帶來的測量誤差，但同時也增加了程序編制及調(diào)試電路的難度。MAX6675對其內(nèi)部元器件參數(shù)進(jìn)行了激光修正，從而對熱電偶的非線性進(jìn)行了內(nèi)部修正。同時，MAX6675內(nèi)部集成的冷端補(bǔ)償電路、非線性校正電路、斷偶檢測電路都給K型熱電偶的使用帶來了極大方便，其工作原理如圖2所示。 (1) 溫度變換 MAX6675內(nèi)部具有將熱電偶信號轉(zhuǎn)換為與ADC輸入通道兼容電壓的信號調(diào)節(jié)放大器，T+和T-輸入端連接到低噪聲放大器A1，以保證檢測輸入的高精度，同時是熱電偶連接導(dǎo)線與干擾源隔離。熱電偶輸出的熱電勢經(jīng)低噪聲放大器A1放大，再經(jīng)過A2電壓跟隨器緩沖后，送至ADC的輸入端。在將溫度電壓值轉(zhuǎn)換為相等價的溫度值之前，它需要對熱電偶的冷端進(jìn)行補(bǔ)償，冷端溫度即是MAX6675周圍溫度與0℃實際參考值之間的差值。對于K型熱電偶, 電壓變化率為41μ/℃, 電壓可由線性公式Vout=（41μ/℃）×（tR-tAMB）來近似熱電偶的特性。上式中, Vout為熱電偶輸出電壓（mV）, tR是測量點溫度，tAMB是周圍溫度。 (2)冷端補(bǔ)償 熱電偶的功能是檢測熱、冷兩端溫度的差值，熱電偶熱節(jié)點溫度可在0℃～+1023.75℃范圍變化。冷端即安裝MAX6675的電路板周圍溫度，比溫度在-20℃～+85℃范圍內(nèi)變化。當(dāng)冷端溫度波動時，MAX6675仍能精確檢測熱端的溫度變化。 (3) 熱補(bǔ)償 在測溫應(yīng)用中，芯片自熱將降低MAX6675溫度測量精度，誤大小依賴于MAX6675封裝的熱傳導(dǎo)性、安裝技術(shù)和通風(fēng)效果。為降低芯片自熱引起的測量誤差，可在布線時使用大面積接地技術(shù)提高M(jìn)AX6675溫度測量精度。 (4) 噪聲補(bǔ)償 MAX6675的測量精度對電源耦合噪聲較敏感。為降低電源噪聲影響，可在MAX6675的電源引腳附近接入1只0.1μF陶瓷旁路電容。 (5)測量精度的提高 熱電偶系統(tǒng)的測量精度可通過以下預(yù)防措施來提高：①盡量采用不能從測量區(qū)域散熱的大截面導(dǎo)線；②如必須用小截面導(dǎo)線，則只能應(yīng)用在測量區(qū)域，并且在無溫度變化率區(qū)域用擴(kuò)展導(dǎo)線；③避免受能拉緊導(dǎo)線的機(jī)械擠壓和振動；④當(dāng)熱電偶距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)采用雙絞線作熱電偶連線；⑤在溫度額定值范圍內(nèi)使用熱電偶導(dǎo)線；⑥避免急劇溫度變化；⑦在嚴(yán)劣環(huán)境中，使用合適的保護(hù)套以保證熱電偶導(dǎo)線；⑧僅在低溫和小變化率區(qū)域使用擴(kuò)展導(dǎo)線；⑨保持熱電偶電阻的事件 (6) SPI串行接口 MAX6675采用標(biāo)準(zhǔn)的SPI串行外設(shè)總線與MCU接口，且MAX6675只能作為從設(shè)備。MAX6675 SO端輸出溫度數(shù)據(jù)的格式如圖3所示，MAX6675 SPI接口時序如圖4所示。MAX6675從SPI串行接口輸出數(shù)據(jù)的過程如下：MCU使CS變低并提供時鐘信號給SCK，由SO讀取測量結(jié)果。CS變低將停止任何轉(zhuǎn)換過程；CS變高將啟動一個新的轉(zhuǎn)換過程。一個完整串行接口讀操作需16個時鐘周期，在時鐘的下降沿讀16個輸出位，第1位和第15位是一偽標(biāo)志位，并總為0；第14位到第3位為以MSB到LSB順序排列的轉(zhuǎn)換溫度值；第2位平時為低，當(dāng)熱電偶輸入開放時為高，開放熱電偶檢測電路完全由MAX6675實現(xiàn)，為開放熱電偶檢測器操作，T-必須接地，并使能地點盡可能接近GND腳；第1位為低以提供MAX6675器件身份碼，第0位為三態(tài)。
LCD12864顯示原理 在數(shù)字電路中，所有的數(shù)據(jù)都是以0和1保存的，對LCD控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。對于顯示英文操作，由于英文字母種類很少，只需要8位（一字節(jié)）即可。而對于中文，常用卻有6000以上，于是我們的DOS前輩想了一個辦法，就是將ASCII表的高128個很少用到的數(shù)值以兩個為一組來表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼。 那么，得到了漢字的內(nèi)碼后，還僅是一組數(shù)字，那又如何在屏幕上去顯示呢？這就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載英文或漢字的形狀，如英文的'A'在字模的記載方式如圖1所示： 圖1 “A”字模圖 而中文的“你”在字模中的記載卻如圖2所示： 圖2 “你”字模圖 根據(jù)芯片的不同取模的方式不同，有多種取模方式：單色點陣液晶字模，橫向取模，字節(jié)正序，單色點陣液晶字模，橫向取模，字節(jié)倒序，單色點陣液晶字模，縱向取模，字節(jié)正序，單色點陣液晶字模，縱向取模，字節(jié)倒序等等。 1.2 總體設(shè)計方案本系統(tǒng)采用的是K型熱電偶采集溫度，因此本設(shè)計有溫度采集部分，數(shù)據(jù)處理部分，溫度顯示部分，故障顯示并顯示部分組成。AT89S52單片機(jī)以及單片機(jī)的外圍電路由晶振電路，復(fù)位電路，溫度采集電路，溫度顯示電路，報警電路組成。系統(tǒng)設(shè)計框圖如下： 系統(tǒng)框圖 溫度采集部分 先使用K型熱電偶對環(huán)境溫度進(jìn)行檢查，再經(jīng)過K型熱電偶模數(shù)轉(zhuǎn)換器—MAX6675，進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)采集進(jìn)單片機(jī)，以便單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在本系統(tǒng)中，由于是4路溫度采集，因此使用串行的方式，依次對4路溫度進(jìn)行采集，并用單片機(jī)的P2口來傳輸與反饋數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)處理部分 利用算法，在單片機(jī)中對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成百、十、個位通過P0口進(jìn)行輸出。 溫度顯示部分 通過調(diào)用LCD的顯示函數(shù)，將溫度以兩行的方式實時地顯示在LCD上。 超限報警部分 通過軟件算法，檢測4路的溫度是否超出人體正常體溫，一旦超過這個范圍，則進(jìn)行報警，并在LCD上顯示“發(fā)燒”，并且同時通過蜂鳴器以及LED燈，來進(jìn)行聲光報警。當(dāng)檢測到熱電偶出現(xiàn)斷耦時，在LCD上顯示“斷耦”，并且同時通過點亮對應(yīng)的LED燈進(jìn)行報警。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 信號采集電路2.1.1 傳感器 該部分為四路溫度采集，采用K型熱電偶與K型熱電偶數(shù)模轉(zhuǎn)換器-MAX6675互相搭配的方式，如下圖所示： 以其中一路為例，MAX6675的冷熱接收端分別于熱電偶的冷熱端相連，其串行數(shù)據(jù)輸出端分別與單片機(jī)的P2口相連。 Maxim公司新近推出的MAX6675是一復(fù)雜的單片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器, 內(nèi)部具有信號調(diào)節(jié)放大器、12位的模擬數(shù)字化熱電偶轉(zhuǎn)換器、冷端補(bǔ)償傳感和校正、數(shù)字控制器、1個SPI兼容接口和1個相關(guān)的邏輯控制。MAX6675內(nèi)部集成有冷端補(bǔ)償電路；帶有簡單的3位串行SPI接口；可將溫度信號轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字量，溫度分辨率達(dá)0.25℃；內(nèi)含熱電偶斷線檢測電路。冷端補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?20℃～80℃，它的溫度分辨能力為0. 25 ℃，可以測量0℃～1023.75℃的溫度，工作電壓為3. 0～5. 5V。 MAX6675的主要特性如下： ①簡單的SPI串行口溫度值輸出； ②0℃～+1024℃的測溫范圍； ③12位0.25℃的分辨率； ④片內(nèi)冷端補(bǔ)償； ⑤高阻抗差動輸入； ⑥熱電偶斷線檢測； ⑦單一+5V的電源電壓； ⑧低功耗特性； ⑨工作溫度范圍-20℃～+85℃； ⑩2000V的ESD信號。 該器件采用8引腳SO帖片封裝。引腳排列如圖1所示，引腳功能如下表所列。  為了正確使用MAX6675芯片，設(shè)計時還必須注意以下幾點： （1）利用輸出數(shù)據(jù)中的D2進(jìn)行斷偶檢測時，熱電偶的輸入負(fù)極T·必須接地，且應(yīng)盡可能地靠近MX6675的引腳地（即PIN1） （2）由于冷端溫度是由MAX6675本身檢測的因此為了提髙測量的精確度電路板的地線盡可能地大; （3）由于熱電偶信號為微弱信號，因此要盡可能地釆取措施防止噪聲千擾。可在MAX675電源與地線之間接個0.1uF的陶瓷電容。 以下是具體電路：這里只給出一路
2.2 單片機(jī)系統(tǒng)電路AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。 主要特性：
1、與MCS-51 兼容 2、4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 3、1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間10年 4、全靜態(tài)工作，0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定 5、128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線 6、兩個16位定時器/計數(shù)器 7、5個中斷源 8、可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式 9、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 主要管腳說明： P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 以下是單片機(jī)系統(tǒng)的電路圖： 2.3 人機(jī)交互電路通過蜂鳴器和4顆紅色LED可以判斷被檢測者體溫是否發(fā)熱。當(dāng)體溫狀況是大于37.1℃即發(fā)燒時，蜂鳴器響，四顆LED燈亮，LCD顯示發(fā)燒者的溫度；人員可以通過SOUND和STOP/RESET來控制蜂鳴器和檢測是否暫停；電源指示燈用來表示系統(tǒng)是否已經(jīng)通電；當(dāng)系統(tǒng)檢測斷耦時，四顆LED會對應(yīng)四個熱電偶，如果出現(xiàn)斷耦，對應(yīng)的LED會亮，LCD顯示屏上也會顯示“斷耦”字符。 以下是各個人機(jī)交換電路的設(shè)計圖： 2.4 溫度顯示電路該部分是通過LCD進(jìn)行對溫度數(shù)據(jù)的顯示其使能端與P3口相連，數(shù)據(jù)輸入端與P0口相連，如下圖所示是仿真軟件中的電路： 下圖所示是實際電路中的設(shè)計，使用的是一個2.54間距20Pin的排針插座： 附系統(tǒng)原理圖： 3 仿真電路及硬件分析仿真系統(tǒng)使用Protues 8 Professional軟件進(jìn)行仿真。仿真電路可以分為主控模塊、溫度采集模塊、溫度顯示模塊、聲光警報模塊和按鍵模塊。溫度采集模塊使用四顆K型熱電偶和四顆MAX6675芯片，聲光報警系統(tǒng)使用一個蜂鳴器和四個紅色LED，主控模塊主要采用AT89C51芯片，溫度顯示模塊使用一塊不帶中文字庫的LCD12864顯示屏，按鍵模塊由兩個帶鎖開關(guān)組成。 進(jìn)過仿真測試，各個功能可以達(dá)到設(shè)計的要求。MAX6675的分辨率為0.25℃，在模擬中，可以測試出在此誤差條件下，改測量系統(tǒng)對溫度的采集符合設(shè)計要求。
仿真圖1：系統(tǒng)開機(jī)初始界面： 仿真圖2:正常測體溫，未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱狀況 仿真圖3：正常測體溫，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱狀況，并發(fā)出聲光報警 仿真圖4：正常測體溫，1路采集發(fā)生斷耦，未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱狀況，并發(fā)出光警報 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 軟件設(shè)計思路程序開始后，先初始化LCE12864顯示屏，在開機(jī)界面顯示“歡迎使用 智能溫度 檢測系統(tǒng) 深圳大學(xué)”的文字，延時一定時間后進(jìn)行清屏工作。 下面進(jìn)入while循環(huán)。讀取存儲四個MAX6675芯片上測量的K型熱電偶的溫度值并進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換，并且根據(jù)MAX6675輸出數(shù)據(jù)上的D2位是否置1來判斷是否短線，如果短線，則將輸出數(shù)據(jù)置0，并且在熱電偶對應(yīng)的LED長亮，由此來判斷哪只電偶出現(xiàn)斷線。由于MAX6675的轉(zhuǎn)換時間的典型值是0.17s,最大值是0.22s，所以在轉(zhuǎn)換時，要加入一定時間的延遲。然后將標(biāo)度轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)在LCD顯示屏上顯示出。此時對4路溫度進(jìn)行判斷，如果測量的體溫已經(jīng)大于37.1℃則說明被測者已經(jīng)發(fā)熱，37.3-38℃是低燒，38.1-40℃是高燒。此時，儀器產(chǎn)生聲光警報，暫停測量，引入2個外部按鍵開關(guān)中斷，如果STOP/RESET按鍵置低電位，則繼續(xù)測量，置高電位表示保持暫停轉(zhuǎn)態(tài)，方便人員進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄; 如果SOUND按鍵置低電位，表示關(guān)閉蜂鳴器。如果在測量的過程中未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱狀況，人員也可以對STOP/RESET按鍵置低電位，來暫停測量，對SOUND按鍵置低電位，表示關(guān)閉蜂鳴器。 4.2 程序流程圖4.3 主要程序代碼數(shù)據(jù)獲取部分
由于MAX6675采用的是12位二進(jìn)制的串行數(shù)據(jù)輸出的方式，而且，其有效的數(shù)據(jù)分別在3~~14位，因此需要進(jìn)行串行數(shù)據(jù)的移位操作，MAX6675最大數(shù)值為1023.75，而AD精度為12位，即2的12次方為4096，轉(zhuǎn)換對應(yīng)數(shù)，故要除4（*0.25）。轉(zhuǎn)換公式是：實際溫度=Temp_1*0.25-24.1。以下為部分軟件算法：
/***********************************************************
函數(shù)名稱：Re_Convert_1()
函數(shù)功能：讀取第一顆MAX6675芯片上的原始數(shù)據(jù)
入口參數(shù)：
出口參數(shù)：溫度Temp_1
***********************************************************/
float Re_Convert_1()
{
uchar i;
int cut_off_flag = 1;
unsigned int Temp_1;
Temp_1=0;
CS=1;
SCK=0;
_nop_();
_nop_();
CS=0;
for(i=0;i<16;i++) //獲取16位MSB
{
Temp_1<<=1; //sck置低
_nop_();
SCK=1;
if(SO1==1)//取當(dāng)前值
{
Temp_1=Temp_1|0x01;
}
else
Temp_1=Temp_1|0x00;
_nop_();
SCK=0;
_nop_();
}
cut_off_flag = (Temp_1>>2)&0x0001; //當(dāng)斷耦時，D2位置1
if(cut_off_flag == 1) //斷偶標(biāo)志是 0的話，斷開
{
flag1 = 0;
}
else flag1 = 1;
Temp_1=Temp_1<<1; //去掉第15位
Temp_1=Temp_1>>4; //去掉第0~2位
return(Temp_1);
}
以上算法把數(shù)據(jù)左移移一位，然后再右移四位，從而得到完整的12位二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)顯示部分
LCD上的漢字以及數(shù)據(jù)，都需要使用相應(yīng)的字模軟件來對漢字和數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并存儲在相應(yīng)的數(shù)組中，通過相應(yīng)的函數(shù)調(diào)用，將所需顯示的數(shù)據(jù)，按照相應(yīng)的格式顯示在LCD上，以下為部分軟件算法：
漢字顯示函數(shù)：
void Display_HZ(uchar screen,uchar page,uchar column,uchar *p)
{
uchar i;
SelectScreen(screen);
Set_page(page); //寫上半頁：16*8
Set_column(column*16); //控制列
for(i=0;i<16;i++) //控制16列的數(shù)據(jù)輸出，左右各64個點，可顯示4個漢字
{
write_LCD_data(p); //漢字的上半部分
}
Set_page(page+1); //寫下半頁：16*8
Set_column(column*16); //控制列
for(i=0;i<16;i++) //控制16列的數(shù)據(jù)輸出
{
write_LCD_data(p[i+16]); //漢字的下半部分
}
}
數(shù)字顯示函數(shù)：
void Display_ASCII(uchar screen,uchar page,uchar column,uchar *p) //左右各64個點，可顯示8個字符
{
uchar i;
SelectScreen(screen);
Set_page(page);
Set_column(column);
for(i=0;i<8;i++) //顯示字符上半部分：8*8
{
write_LCD_data(p);
}
Set_page(page+1); //顯示字符下半部分：8*8
Set_column(column);
for(i=0;i<8;i++)
{
write_LCD_data(p[i+8]);
}
}
調(diào)用方式如下：
Display_HZ(1,0,2,huan);
Display_HZ(1,0,3,ying);
Display_ASCII(1,0,0*8,shuzi[10]);
Display_ASCII(1,0,1*8,shuzi[1]);
以下為LCD顯示測量溫度函數(shù)部分：（以1路為例）
void Disp_temp()
{
temp1=(int)(wendu1*10);
if(wendu1)
{
fen1=temp1%10;
temp1=temp1/10;
ge1=temp1%10;
shi1=temp1/10;
Display_ASCII(1,0,5*8,shuzi[fen1]);
Display_ASCII(1,0,3*8,shuzi[ge1]);
Display_ASCII(1,0,2*8,shuzi[shi1]);
}
else if(wendu1==0)
{
Display_ASCII(1,0,5*8,shuzi[0]);
Display_ASCII(1,0,3*8,shuzi[0]);
Display_ASCII(1,0,2*8,shuzi[0]);
}
Display_HZ(1,0,0,fuhao_1);
Display_ASCII(1,0,4*8,shuzi[13]);
Display_HZ(1,0,3,fuhao_ssd);
}
斷耦檢測函數(shù)
如果熱電偶發(fā)生斷耦標(biāo)志位wendu=1，則LED長亮。
void cut_off_flag()
{
if(flag1 == 0)
{
LED1 = 1;
wendu1 = 0;
Display_HZ(1,6,3,duan);
Display_HZ(2,6,0,ou);
}
if(flag2==0)
{
LED2 = 1;
wendu2 = 0;
Display_HZ(1,6,3,duan);
Display_HZ(2,6,0,ou);
}
if(flag3==0)
{
LED3 = 1;
wendu3= 0;
Display_HZ(1,6,3,duan);
Display_HZ(2,6,0,ou);
}
if(flag4==0)
{
LED4 = 1;
wendu4 = 0;
Display_HZ(1,6,3,duan);
Display_HZ(2,6,0,ou);
}
}
發(fā)燒檢測函數(shù)
如果四個熱電偶其中有一個檢測到發(fā)燒，則暫停檢測、LED長亮、蜂鳴器響、顯示字符“發(fā)燒xx.x℃”；按STOP/RESET鍵可復(fù)位重新進(jìn)行檢測。
void fever_check()//發(fā)燒檢測
{
float wendu_H;
int wenduH,fenH,geH,shiH;
if((wendu1<37.1) && (wendu2<37.1) && (wendu3<37.1) && (wendu4<37.1)) //檢測是否發(fā)燒
{
SPEAKER = 0;//蜂鳴器不響，LED不亮
LED1 = 0;
LED2 = 0;
LED3 = 0;
LED4 = 0;
}
else
{
if(SOUND == 0) //外部按鍵中斷，蜂鳴器的控制
{
SPEAKER =0;
}
else
SPEAKER = 1;//蜂鳴器響
LED1 = 1;//LED亮
LED2 = 1;
LED3 = 1;
LED4 = 1;
if((wendu1-wendu2)>0.0001)
{
wendu_H = wendu1;
}
else
{
wendu_H = wendu2;
}
if((wendu_H<wendu3)>0.001)
{
wendu_H = wendu3;
}
if((wendu_H<wendu4)>0.001)
{
wendu_H = wendu4;
}
wenduH=(int)(wendu_H*10);
fenH=wenduH%10;
wenduH=wenduH/10;
geH=wenduH%10;
shiH=wenduH/10;
Display_ASCII(1,4,6*8,shuzi[shiH]);
Display_ASCII(1,4,7*8,shuzi[geH]);
Display_ASCII(2,4,0*8,shuzi[13]);
Display_ASCII(2,4,1*8,shuzi[fenH]);
Display_HZ(1,4,1,fa);
Display_HZ(1,4,2,sao);
Display_HZ(2,4,1,fuhao_ssd);
for(;STOP == 1;) //當(dāng)檢測到發(fā)燒時，暫停
{
if(SOUND == 0) //外部按鍵中斷，蜂鳴器的控制
{
SPEAKER =0;
}
else
SPEAKER = 1;//蜂鳴器響
}
ClearScreen(0);
}
for(;STOP == 0;) //外部按鍵中斷，暫停
{
}
}
實驗結(jié)果顯示將實物連接起來后的PCB電路如下所示： 圖5-1 實物圖-正面 圖5-1 實物圖-背面 6 附錄及元器件清單6.1 所用相關(guān)軟件- Keil——51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)
- ISIS——proteus仿真軟件
- Altium——Altium Designer 9 PCB繪制軟件
圖6-1 本設(shè)計所用相關(guān)軟件 6.2 元器件清單7 總結(jié)及體會（寫下總結(jié)及體會，以及對授課方式等的意見和建議。） 剛開始對于體溫檢測傳感器的選擇，不是很正確，走了一下彎路。在老師指導(dǎo)后才知道使用熱電堆進(jìn)行體溫的檢測會更加準(zhǔn)確合理。在熱電偶的選擇上也是查閱了好多資料，對比現(xiàn)存的很多設(shè)計方案，從系統(tǒng)的復(fù)雜性、精確度和原件價格入手，采用了采用K型熱電偶與K型熱電偶模數(shù)轉(zhuǎn)換器—MAX6675的組合。顯示器上也使用了LCD12864，可以實現(xiàn)中英文顯示，使用方便。 確定好方案后，在對MAX6675的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行Protues仿真讀取時，卻出現(xiàn)了很多小問題。MAX6675與單片機(jī)的通訊中，對片選和時鐘電平如果沒有適當(dāng)延時的話會出現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)，并且花費了很多時間才解決掉這一問題，同時出現(xiàn)的問題還有MAX6675芯片的輸出數(shù)據(jù)在Protues仿真和芯片數(shù)據(jù)手冊的輸出數(shù)據(jù)是不一樣的，這一點原先不知道，也是花費了很長時間才意識到Protues仿真得出的結(jié)果和實際結(jié)果存在幾十℃的偏差，這才解決掉輸出溫度誤差很大的問題。起初溫度數(shù)據(jù)的誤差大不正常還以為是時序有問題，修改了很多遍SPI通訊的代碼，在花費很長時間后才發(fā)現(xiàn)最初的代碼沒錯，而是Protues的問題。 在LCD12864上顯示數(shù)字和文字也出現(xiàn)了一個問題，本身代碼沒有問題，但是因為keil5的一個設(shè)置（Memory Model需要選擇Small，否則會出錯），會導(dǎo)致在代碼成功的條件下運行出錯，導(dǎo)致LCD顯示屏一直亂碼。也是花了一段時間梳理代碼，確保代碼沒出錯后，才解決問題。
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