非接触式红外遥感体温计的设计
基于stm32红外非接触体温仪毕业设计
基于STM32红外非接触体温仪毕业设计一、概述随着全球疫情的爆发，人们对于体温监测的需求日益增加。
在这样的大背景下，红外非接触体温仪成为了一种非常重要的工具。
而在这个毕业设计中，我们将结合STM32芯片，设计一款红外非接触体温仪，并将其加以实践。
二、设计思路1. 红外测温原理在设计红外非接触体温仪前，我们首先需要理解红外测温的原理。
红外测温利用红外线能量与物体表面产生的热量之间的关系，通过检测物体的表面温度来确定物体的温度。
我们将通过研究这些原理，来确定我们的测温方案。
2. STM32芯片的选择在选择芯片时，我们需要考虑到性能、功耗、成本等方面的因素。
经过调研和比较，我们最终选择了STM32作为我们的芯片。
因为它具有性能强劲、低功耗等特点，非常适合用于这样的应用场景。
3. 软件设计在软件设计方面，我们将使用C语言来编写嵌入式程序。
我们需要设计一个用户界面，用于显示测量得到的温度数据，并且需要设计相应的算法，用于对红外信号进行处理，最终得到准确的温度值。
4. 硬件设计在硬件设计方面，我们将搭建红外传感器、显示屏、按钮等硬件模块，并且需要设计相应的电路进行连接。
我们也需要考虑到电源管理、EMI等问题，以确保产品的安全可靠。
三、实施步骤1. 系统框图设计先前设计的理念已经明确，我们需要通过系统框图来具体的描述各个模块之间的关系以及通信方式。
2. 红外传感器选型及连接我们需要选择适合的红外传感器，并且设计相应的电路来进行连接。
在连接的过程中，我们需要注意信号的稳定性、传输速率等问题，以保证数据的准确性。
3. 软件开发从STM32的数据手册以及相应的参考设计中，我们可以获得一些基础的代码框架来开始我们的开发工作。
我们需要编写测温算法、UI设计、以及异常处理等功能。
4. 硬件搭建在硬件搭建阶段，我们需要进行电路的焊接、模块的搭建等工作。
在这个过程中，我们需要注意安全问题，并且需要进行相应的测试。
四、成果展示在毕业设计结束后，我们获得了一款基于STM32的红外非接触体温仪。
基于红外线测温技术的无接触体温检测系统设计与实现
基于红外线测温技术的无接触体温检测系统设计与实现一、引言无接触体温检测系统是一种使用红外线测温技术来测量人体体温的系统，该技术可以在无需直接接触测试对象的情况下，高效、准确地测量体温。
这种系统在当前疫情背景下具有重要的应用价值，可以帮助快速筛查潜在的疫情传播者。
本文将介绍基于红外线测温技术的无接触体温检测系统的设计与实现。
二、设计要求1. 检测准确性：系统需要能够准确地测量人体体温，误差控制在±0.2°C以内。
2. 实时性：系统应具备实时性，能够快速获取并显示测试结果。
3. 可靠性：系统需要稳定可靠，能够长时间运行而不发生故障。
4. 用户友好性：系统应具备简单直观的用户界面，易于操作。
5. 数据记录功能：系统应具备数据记录功能，可以记录每一次测温的结果，以备后续参考和分析。
三、系统组成与工作原理基于红外线测温技术的无接触体温检测系统主要由以下组成部分构成：1. 红外线传感器：用于检测人体发出的红外线辐射量，将其转化为电信号。
2. 温度转换模块：将红外线传感器输出的电信号转换为对应的温度数值。
3. 控制逻辑模块：负责控制整个系统的工作流程，包括启动、停止、显示等操作。
4. 显示与记录模块：将测温结果显示在屏幕上，并实现数据记录功能。
5. 电源模块：为系统提供稳定的电源供应。
系统的工作原理如下：1. 用户面向探测器站立，在控制逻辑模块的指引下，将额头对准测温区域。
2. 红外线传感器测量人体头部发出的红外辐射。
3. 温度转换模块将红外线传感器输出的电信号转换为相应的温度数值。
4. 控制逻辑模块将测量到的温度数据进行处理，并在显示屏上显示结果。
5. 数据记录模块将测温结果记录在系统内部，供后续查阅和分析。
四、系统设计与实现1. 硬件设计：a. 选择高精度的红外线传感器，确保测量准确性。
b. 选择合适的温度转换模块，将红外线传感器的输出转换为温度数值。
c. 设计简洁直观的用户界面，包括显示屏和控制按钮。
非接触式的红外测温系统设计方案
非接触式的红外测温系统设计方案1 红外测温系统的设计背景随着现代科学技术的发展，传统的接触式测温方式以不能满足现代一些领域的测温需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大。
本红外测温系统设计的出发点也正是基于此。
1.1 单片机发展历程单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
基于STM32的非接触式红外体温检测系统设计
基于STM32的非接触式红外体温检测系统设计目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 研究内容与方法 (5)二、系统设计与实现 (6)2.1 系统总体设计 (7)2.1.1 硬件设计 (8)2.1.2 软件设计 (10)2.2 系统实现与调试 (11)2.2.1 硬件实现与调试 (12)2.2.2 软件实现与调试 (14)三、系统功能测试与分析 (15)3.1 功能测试 (16)3.1.1 红外体温检测功能测试 (18)3.1.2 数据处理与存储功能测试 (19)3.2 性能分析 (19)3.2.1 系统响应时间分析 (21)3.2.2 系统精度分析 (22)四、系统总结与展望 (23)4.1 系统总结 (24)4.2 研究不足与展望 (25)一、内容概括硬件设计：详细阐述系统的硬件组成，包括STM32主控芯片的选择与配置、红外温度传感器件的选择与接口设计、外围电路（如电源电路、信号调理电路等）的设计原则和要求。
软件设计：介绍系统的软件架构，包括STM32的软件编程环境、主程序设计思路、中断服务程序的设计、数据处理与显示方法等。
红外测温原理及实现：介绍红外测温技术的基本原理，包括红外辐射定律、测温公式等，以及如何实现非接触式测温，如温度信号的采集与处理、测温精度的保证等。
系统调试与优化：阐述系统在开发过程中可能遇到的问题及解决方案，如温度测量的准确性、系统稳定性、响应速度等方面的调试与优化方法。
系统性能评估：对设计完成的系统进行性能评估，包括测温范围、测温精度、稳定性、功耗等方面的测试与分析。
实际应用及展望：介绍系统在实际应用场景中的表现，如医疗、工业等领域的体温检测应用，并展望未来的发展方向，如提高测温精度、降低成本、实现多参数检测等。
本设计旨在实现一个高性能、低成本、易于实现的红外体温检测系统，具有一定的市场应用前景。
1.1 研究背景全球气候变化和公共卫生问题日益严重，如流感、新型冠状病毒感染等传染病频繁爆发，严重威胁着人类的生命安全和身体健康。
电子信息工程非接触式测温仪的设计
设计，即应用程序是一个无限循
环程序，循环中调用相应的函数
来完成对应的功能。
实物及调试
本课题设计背景
❖ 传统的接触式测温方式已经不能满足现代一些领域的测温 需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大 。
❖ 红外线的发现为非接触式测温提供了理论基础，非接触式 红外测温也叫辐射测温。
❖ 计算机及微电子技术等在测试中的应用已经十分广泛，随 着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智 能在测试技术方面的广泛运用，智能仪器有了更好的发展 前景，测试仪器的智能化己是现代仪器仪表发展的主流方 向。
本设计的原理：一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向 周围空间发出红外辐射能量，通过对物体辐射的红外能量 的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射 测温所依据的客观基础。本设计分硬件电路设计和软件设 计两部分。
本设计的硬件设计
❖ 硬件设计主要有：单片机、测温及显示三部分。
红外测温模块设计：用TN9传感器做温度数据的采集。
测试条件
精度（25°C） 响应时间 (90%) 发射率 波长 电源
-33~220°C / 27~428°F
+/-0.6°C 1秒
0.01~1 step.01 5um-14um
3V 或5V 可选择
测温部分设计电路：
显示部分设计
完整电路原理图
本设计的软件设计
❖
软件设计分主程序设计和测
温显示程序设计，用循环系统法
本设计的方案论证
❖ 方案一：以DS18B20温度传感器作温度数据采集装置，单 片机PIC16F876A作处理模块，通过LCD显示。
方案二：用TN9红外温度传感器做测温模块，单片机AT89S52 为处理核心，通过数码管显示。
基于红外线测温的无接触体温监测方案设计
基于红外线测温的无接触体温监测方案设计随着全球范围内新型冠状病毒肺炎疫情的爆发，人们对于体温监测的重视程度也日益增加。
而无接触式红外线测温技术由于不需要接触人体，减少了交叉感染的风险，成为当前常用的体温监测手段。
本文将基于红外线测温技术，设计一种无接触体温监测方案。
一、方案概述本方案基于红外线测温技术，采用非接触式测温方式，实现快速高效的体温监测。
方案主要包括红外线传感器、信号处理模块和显示模块。
二、红外线传感器选择红外线传感器是整个方案的核心部分，负责测量人体的红外辐射。
在选择红外线传感器时，应考虑以下几个因素：1. 精度：传感器的测温精度需达到±0.2°C以内，确保测温结果的准确性。
2. 响应时间：传感器的响应时间应尽量快，以实现快速无接触测温。
3. 反应波段：选择适合人体体温测量的红外线波段，一般在8-14μm之间。
4. 可靠性：传感器的质量和稳定性要有保证，能够长时间稳定工作。
三、信号处理模块设计信号处理模块负责将红外线传感器测得的信号转化为数字信号，并进行温度计算。
在设计信号处理模块时，需要考虑以下几个方面：1. 数据转换：将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，一般采用模数转换芯片完成。
2. 温度计算：根据传感器输出的信号值，结合校准数据，进行温度计算。
可以采用线性关系或者多项式拟合等方式来实现。
3. 数据处理：对温度数据进行滤波平均处理，提高数据的稳定性和准确性。
4. 数据传输：将处理后的数据通过传输方式发送给显示模块或其他设备。
四、显示模块设计显示模块负责接收处理模块传输过来的数据，并进行显示。
显示模块应具备以下特点：1. 实时性：显示模块能够实时显示体温结果，降低误差和延迟。
2. 易读性：显示模块应设计简洁明了的界面，提供清晰可读的体温数据。
3. 警报功能：当体温超过预设阈值时，显示模块能够及时发出警报，提醒操作人员。
4. 数据存储：显示模块可选添加存储功能，将测量数据保存，以便后续分析和追溯。
非接触式测温仪的设计与制造
非接触式测温仪的设计与制造近年来，随着全球新冠疫情的爆发，人们对于温度检测的需求不断增加。
在这个背景下，非接触式测温仪的应用越来越广泛。
无接触温度计适用于环境温度检测、体温测量和红外热成像等应用领域。
本文将介绍非接触式测温仪的设计与制造。
一、基本原理非接触式测温仪主要采用的是红外线辐射测温的原理。
其实质是利用温度物体发出的红外辐射能量和其表面温度成正比的特性，将可以测量红外辐射的热敏探头置于被测温体附近，通过收集热辐射能量量来计算出被测体表面的温度。
二、器材准备制作非接触式测温仪过程中，所需的基本器材主要包括热敏元件、红外传感器模块、微控制器和液晶显示器等电子元件。
此外，还需要进行外壳设计，以便能够对测温仪进行加工和组装。
以及开发相关的软件程序和调试工具。
三、设计和制造1.硬件设计硬件设计是制作非接触式测温仪最重要的一步。
我们可以根据自己的需求，在PCB电路板上完成各种器件的连接，包括红外传感器模块、热敏元件、无线模块和液晶屏等。
这些元件的连接需要通过相应的引脚实现，这些引脚会接收到控制信号并将其传递到微控制器，乃至整个系统。
2.软件程序设计软件程序是非接触式测温仪实现功能的关键，它将作为程序控制器给出要采取何种操作指令。
针对不同的器件和需求，可以采取不同的编程语言和开发工具。
当然，在编写程序时应遵循先定义变量、初始化参数等基础方法，并在确定完成程序功能后对其进行测试和调试。
3.外壳设计在硬件设计完成后，需要进行外壳设计。
这需要充分考虑到非接触式测温仪需要用到的外部元素，如针脚、LCD紫外线传感器和母口接口，以确保其功能的顺畅。
4.测试和调试在外壳设计完成后，就可以对整个系统进行测试和调试。
这一阶段非常重要，因为需要确认测量数据的可靠性。
需要注意的是，外界环境对温度测量有很大的影响，因此测试时如何避免干扰是非常重要的。
四、使用注意事项使用非接触式测温仪时，需要注意以下几个方面：1. 应选择合适的测量位置，避免表面遮挡物干扰测量。
非接触式的红外测温系统毕设
摘要红外模组是汇集其视场内目标的红外辐射能量，将红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的数字信号的传感器，它具有非接触测温方式、温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高、稳定性好和使用寿命长等一系列优点，比传统的接触式测温有更多的场合适应性。
本文介绍了一种基于单片机实用温度实时检测和记录系统。
它的设计思路主要是利用红外模组传感器，采集人体发射出的红外线，得到数字信号送入单片机，由MCS-51单片机通过温度补偿来实现温度值的转换并送入LCD1602显示和超温声光报警功能，同时通过无线模块进行中短距离传输到PC机和组态王Kingview进行数据的保存和后台处理等功能。
本设计实现了非接触式的温度测量，并且感应时间在3秒以内，分辨力达到0.01°C,精度在0.5°C以内，实现了无线传输到组态王的控制，并且在组态王上实现了温度的存储、查询、报表显示等多种功能。
关键词：红外测温系统；非接触式；组态王；无线传输AbstractThe Infrared module is to bring together its field of view infrared radiation energy goals will focus infrared energy on a photoelectric detector and digital signal into a corresponding sensor, which has non-contact temperature measurement method, temperature, high resolution, fast response, without disturbing the measured target temperature distrbution field, high accu- racy, good stability and long life and a series of advantages over traditional contact-type temperature adaptability more occasions.This paper introduces a practical temperature based on single chip real-time detection and recording system. Its design concept is the use of the main infrared sensor module to collect the body emits infra-red, get the digital signal into the microcontroller, the MCS-51 microcontroller to achieve temperature compensation by the conversion temperature and over-temperature into the LCD1602 display and sound and light alarm , Through short-range wireless module for transmission to the PC, and Kingview preservation and back-office data processing functions. The Design and Implementation of a non-contact temperature measurement, and induction time of 3 seconds or less, resolution to 0.01 ° C, accuracy 0.5 ° C or less, to achieve the wireless transmission to the configuration control of the king and the king on the configuration Achieved temperature storage, query, report shows and other features.Key Words：Infrared temperature measurement system;non- contact;Kingview;wireless- -transmission目录引言 (1)1 红外测温系统的设计背景 (2)1.1 单片机发展历程 (2)1.2 体温计的发展历程 (3)2 红外测温技术简介 (4)2.1 温度测量技术的概述 (4)2.2 红外测温原理 (4)2.3 红外测温的方法 (5)3 红外测温系统的总体方案选择 (6)3.1 重要模块的方案对比与选择 (6)3.1.1温度传感器的选择 (6)3.1.2无线传输模块选择 (6)3.1.3显示模块的选择 (6)3.2 芯片和组态王介绍 (6)3.2.1主从控制器STC89C51 (7)3.2.2红外模组TN_9 (8)3.2.3无线收发CC1100E (9)3.2.4电平转换芯片MAX232 (11)3.2.5液晶1602 (12)3.2.6稳压芯片LM2576 (14)3.2.7组态王Kingview (14)3.3 系统硬件总体设计方案 (16)3.4 系统软件设计方案 (17)4 红外测温系统的硬件设计 (18)4.1 主从单片机处理模块 (18)4.2 TN-9红外测温模块接口设计 (18)4.3 无线收发CC1100E模块接口设计 (19)4.4 RS232A电平转换模块 (20)4.5 液晶显示和声光报警模块 (21)4.6 键盘模块 (21)4.7 电源设计模块 (22)5 红外测温系统的软件设计 (24)5.1 主程序的设计 (24)5.1.1主控制器的主程序模块 (24)5.1.2从控制器的主程序模块 (25)5.2 TN_9红外测温程序模块 (26)5.3 无线收发CC1100E程序模块 (29)5.3.1无线发送程序 (29)5.3.2无线接收程序 (30)5.4 键盘扫描程序模块 (31)5.5 组态王与单片机通信程序模块 (33)5.6 组态王应用设计 (34)6 系统调试和性能分析 (38)6.1 所用仪器 (38)6.2 焊接与调试过程 (38)6.3 测温系统的误差分析 (38)6.4 系统性能分析 (39)6.5 如何减小误差 (39)7 结论 (40)谢辞 (41)参考文献 (42)附录 (43)引言现在社会，随着生活节奏的变快，父母在忙碌中抽出时间帮助孩子测体温是一件非常麻烦的事，而且由于儿童不稳定，好动，既耗费时间又费精力；老年人活动不便，使用传统的体温计很不方便，而且由于人老眼花，也不能看清体温计汞柱的位置；现在各种流行病比较多，传染性比较强，传统的接触式测温系统有很大的局限性，特别是在高发病的场所诸如学校或者事业单位里……本文所设计的红外体温检测系统就是针对这些问题而设计开发的，该系统是将微机技术、光学聚焦技术、传感器技术、无线传输技术和上位机软件技术等相结合，可以非接触式的测出人体温度，通过LCD1602来显示温度结果，当人体温度高于某一数值时作出声光报警，提醒被测者让其早作准备，同时通过无线传输传到上位机，在上位机上进行数据处理和保存，比如数据显示和报警、数据存储、数据查询、生成曲线报表等多项功能。
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非接触式红外遥感体温计的设计摘要针对传统水银体温计和电子体温计的种种缺陷和不便，本文设计了一种非接触测量体温计。
该体温计利用GE公司的红外热电堆温度传感器ZTP-101L实现对温度信号的非接触测量。
微弱的电压信号放大采用低失调、低漂移、高精度的集成仪用运算放大器AD620。
模数转换用自带ADC的16位单片机MSP430F149。
本文从硬件技术和软件方法上详细阐述了该仪器的实现手段。
系统具有报警选择和长时间无人操作自动待机的功能，具有智能化的特点。
关键词热电堆温度传感器体温 AD620DESIGN OF NON-CONTACT INFRARED REMOTETHERMOMETERABSTRACTThe paper designs of a non-contact measurement thermometer to solve the traditional mercury thermometer and electronic thermometer of deficiencies and inconveniences. The infrared thermopile temperature sensor ZTP-101L produced by GE achieves the untouched measuring of body temperature. The weak electric voltage signal is amplified by the extremely low offset voltage、low drift、high precision of integrated instrument operational amplifier AD620. A/D is realized by 16 bits MCU MSP430F149, which has ADC function. The paper explains the realization of the instrument from the two aspects-hardware techniques and software methods. The system has functions such as selectable alarm feature and auto-standy if there is no operation for long time, the design has intelligentized feature.KEY WORDS the thermopile temperature sensor body temperature AD620目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 前言 (1)2 系统总体方案 (1)3 硬件电路设计 (2)3.1 电源电路 (2)3.1.1 概述 (2)3.1.2 TL431简介 (3)3.2 单片机最小系统 (4)3.2.1 MSP430F149简介 (4)3.2.2 最小系统 (4)3.3 键盘系统 (5)3.4 显示系统 (6)3.4.1 系统概述 (6)3.4.2 YM12864简介 (6)3.4.3 显示系统电路 (7)3.5 报警系统 (8)3.6 电池电压监控系统 (8)3.6.1 系统概述 (8)3.6.2 LM393概述 (9)3.7 ADC系统 (10)3.8 ZTP101L简介 (11)3.9 信号调理系统 (11)3.9.1 系统概述 (11)3.9.2 AD620简介 (12)3.9.3 热电堆信号调理 (12)3.9.4 环境补偿信号调理 (13)4 软件设计 (13)4.1 环境温度补偿算法 (13)4.1.1 黑体辐射定律 (14)4.1.2 算法概述 (14)4.2 主程序流程图 (15)4.3 子程序流程图 (16)4.3.1 初始化子程序流程图 (16)4.3.2 键盘扫描子程序流程图 (16)4.3.3 显示子程序流程图 (17)4.3.4 测温子程序流程图 (18)4.3.5 温度值存储子程序流程图 (19)5 结束语 (20)致谢 (22)参考文献 (23)附录一 (24)附录二 (26)1 前言人体体温是鉴别人体健康状况的重要参数，所以体温计在医疗领域中占有十分重要的地位。
现有体温计大概分为三种类型：一种是常见的玻璃水银体温计；一种是电子体温计；另一种是较高档的红外遥感体温计。
水银体温计虽然价格便宜但是有诸多弊端：首先，水银体温计遇热或安置不当，体温计容易破裂。
其次，人体接触水银后会中毒，中毒症状是恶心、头痛、腹泻、脱发等，严重者会造成血液凝固。
因为水银有剧毒，一旦污染了水源或食物，可以对人的肾脏、肺等造成极大的伤害，水银也能加速人神经系统退变。
最后采用水银体温计测温需要相当长的时间(5min～10min)，使用不便。
美国一些城市和医院已开始禁止使用水银体温计。
电子体温计是采用热敏电阻测量温度的，采用电子体温计测温也需要较长的时间，同样使用不便。
红外体温计是根据黑体辐射原理通过测量人体辐射的红外线而测量温度的。
它用的红外传感器只是吸收人体辐射的红外线而不向人体发射任何射线，它采用的是被动式且非接触的测量方式，因此，红外体温计的性能最好，它不仅测量速度快(测量时间小于1s)而且精度最高(±0.1℃)。
红外温度计在工业中已有广泛的应用，其测量范围可从常温到达上千摄氏度。
但是红外温度传感器的输出与被测物体的温度是非线性关系，所以会存在较大的误差，精度一般在±1%～±2%。
因而其绝对误差值较大。
人体的温度只在较小的范围内变化(35℃～42℃)，因此，只要进行较细的刻度，红外体温计就可获得较高的测量精度。
为了排除环境温度变化对测量结果的影响，还要采取温度补偿电路对环境温度进行补偿。
本文设计的红外体温计其测量范围是35℃～42℃，且精度为±0.3℃。
在该设计中，以低功耗单片机为主体，配有高精度放大器和12位ADC，测量值用LCD进行温度显示，具有成本较低、使用方便、测量时间短、精度较高、可重复性好等特点。
2 系统总体方案本系统采用热电堆红外温度传感器采集目标物体和环境温度之间的温差，放大一定倍数后以电压形式输出。
由于内部集成有热敏电阻用来补偿环境温度，经过本文设计的调理电路能够将环境温度转换成电压输出。
然后，这两路电压进入单片机内部自带的ADC转换成数字量，软件处理完成后将测量结果显示在LCD 上。
同时，系统还有用来输入命令的键盘系统和测量温度超过设定温度的报警系统以及检测电池电量的电压监控系统，具体框图如图1所示。
图1 系统总体框图3 硬件电路设计3.1 电源电路3.1.1 概述电源是一切电子设备的心脏，它设计的好坏会直接影响到该设备的稳定性和可靠性。
结合本题实际，在仔细分析了各个模块的供电需求后，本文设计了一个完全可以满足本题要求的电源系统。
为了提高精度，本系统的电源分为两部分，一是最小系统和显示系统的供电（图2），二是信号调理和监控部分的供电(图3)。
由于单片机为3.3V供电且其内部的ADC的参考电压也选择的是电源电压，故其必须比较稳定，为此采用将9V电池电压先经过7805变为5V电压，然后经过AMS1117-3.3变为稳定的3.3V电压。
信号调理电路和监控电路由于对供电和基准源的精度要求都很高，为此选择了TL431，它将9V的电池电压经过内部的负反馈和外部的电阻关系变为非常稳定的5V电压供相关设备使用。
图2 控制和显示部分供电电路图3 信号调理和监控部分供电电路3.1.2 TL431简介德州仪器公司（TI）生产的TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref（2.5V）到36V 范围内的任何值。
TL431的具体功能可以用图4的功能模块示意。
由图可以看到，内部的2.5V的基准源，接在运放的反向输入端。
由运放的特性可知，只有当REF 端（同向端）的电压非常接近2.5V时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管的电流将从1到100mA变化。
图4 TL431内部框图3.2 单片机最小系统3.2.1 MSP430F149简介MSP430F149是一种特低功耗的混合信号微控制器，它可以被设计成用电池工作且可以工作很长时间。
它具有16位的RISC结构，CPU中的16位寄存器和常数发生器，使它具有最高的代码效率，数字控制的振荡器可以使器件从低功耗模式迅速唤醒，在小于6us的时间内达到激活方式。
主要特点如下所示：1.低电源电压范围：1.8～3.6V2.特低功耗。
等待方式：1.3uA；RAM保持关闭模式：0.15uA3.低工作电流。
7uA（32KHZ，2.2V）；250uA（1MHZ，2.2V）4.5种节电方式5.由等待方式唤醒时间：6us6.16位RISC结构，125ns指令执行周期7.12位A/D转换器，具有内部基准、采样保持和自动扫描等功能8.定时器B：带有7个俘获/阴影比较寄存器的16位定时器9.定时器A：带有3个俘获/阴影比较寄存器的16位定时器10.片上比较器11.2KB RAM和60KB ROM空间3.2.2 最小系统最小系统主要包括维持单片机运转所需要的复位电路、晶体振荡电路和电源构成。
具体电路如图5所示。
图5 MSP430F149最小系统3.3 键盘系统图6 键盘系统电路考虑到用户不仅需要手动启动测温过程而且还要在每次测温前设定一些参数以及查询历史值，所以本设计采用四个独立式按键来构成键盘系统，通过该系统，用户就可以很方便的使用该测温仪了。
具体电路如图6所示。
按键功能分配如表1所示。
表1 按键功能分配表3.4 显示系统3.4.1 系统概述考虑到系统不仅需要显示各个参量的设置信息而且还要显示当前各个参量的状态以及当前的测温值。
虽然说这些参量用数码管完全可以显示出来，但是考虑到一是占用大量IO口，硬件复杂；二是这么多数码管的刷新显示也会占用CPU 大量资源，对于程序的编程十分不利。
另外为了设计一个界面友好、易于使用、信息显示量大的显示系统，本文放弃数码管，选择LCD12864。
3.4.2 YM12864简介本文采用的YM12864是深圳市耀宇科技有限公司生产的一种基于ST7920内核的可显示汉字和图形的点阵液晶模块。
内置8192个中文汉字、128个字符以及点阵显示RAM。
主要技术参数如下所示：电源：VDD 3.3V～5V(内置升压电路，无需负压)显示内容：128列X64行显示颜色：黄绿显示角度：6：00钟直视LCD类型：STN与MCU接口：8位并行/3位串行可配置背光、光标显示、画面移位、自定义字符和睡眠模式等。