基于51单片机的蓝牙体温计app设计

1 系统功能介绍

本设计题目为基于51单片机的蓝牙体温计app设计，系统以STC89C52单片机为核心，结合DS18B20温度传感器、LCD1602液晶显示屏以及蓝牙通信模块，实现温度数据采集、显示和远程传输到手机APP的功能。系统能够在按键触发下采集人体体温，通过液晶屏进行即时显示，并将采集结果发送至手机端，实现移动端远程监控和记录体温的功能。

系统主要功能如下：

1. 温度采集功能：通过DS18B20温度传感器采集人体体温数据，精确度高，响应速度快。
2. 液晶显示功能：LCD1602实时显示温度采集结果，显示清晰，便于用户读取。
3. 按键控制功能：按键触发温度采集，同时控制显示屏显示和数据传输过程。
4. 蓝牙传输功能：采集完成的温度数据通过蓝牙模块发送至手机APP，实现远程监控。
5. 显示节能功能：采集完成后自动关闭显示屏，降低能耗。
6. 数据可视化：手机APP接收数据后可进行记录、分析和显示，方便长期健康监控。

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2 系统电路设计

系统电路由STC89C52单片机核心电路、DS18B20温度传感器电路、LCD1602显示电路、按键电路、蓝牙模块电路以及电源电路组成。以下对各模块进行详细说明。

2.1 STC89C52单片机核心电路

STC89C52单片机是系统核心，负责温度采集、显示控制和蓝牙通信。

• 晶振电路：提供系统时钟，常用12MHz晶振，保证定时和通信的稳定。
• 复位电路：包含上电复位和按键复位，确保系统可靠启动和异常恢复。
• GPIO口分配：用于连接DS18B20数据线、LCD显示、按键输入和蓝牙模块通信。
• 电源供电：提供稳定5V电压，确保单片机及外围模块正常工作。

2.2 DS18B20温度传感器电路

DS18B20是一种数字温度传感器，通过单总线与单片机通信，具有高精度和易于接口的特点。

• 接口方式：单总线接口，只需一条数据线即可与单片机通信。
• 功能：采集人体或环境温度，并以数字信号传输给单片机。
• 上拉电阻：数据线需接4.7kΩ上拉电阻，确保通信稳定。
• 采样精度：支持9~12位温度精度，可通过程序设置提高测量准确性。

2.3 LCD1602显示电路

LCD1602液晶屏用于显示温度数据和系统状态。

• 接口方式：可采用并行接口，连接单片机的GPIO口进行控制。
• 显示功能：采集完成后显示当前温度，提示用户读取。
• 显示控制：采集完成后自动关闭显示屏节省功耗。

2.4 蓝牙模块电路

蓝牙模块实现温度数据的无线传输功能。

• 通信接口：通过串口UART与STC89C52通信。
• 功能：将温度采集结果发送到手机APP，实现远程查看。
• 工作模式：支持透传模式，简化单片机程序复杂度。
• 指示灯：模块自带LED灯显示连接状态，便于调试。

2.5 按键电路

按键电路用于触发温度采集和数据传输。

• 功能：按下按键后启动DS18B20采集温度，控制LCD显示，随后触发蓝牙发送。
• 连接方式：GPIO输入端口，配合上拉电阻和消抖电路确保操作可靠性。
• 操作逻辑：短按触发一次采集，系统处理完成后返回待机状态。

2.6 电源电路

电源模块为单片机、传感器、LCD和蓝牙模块提供稳定电压。

• 供电电压：一般为5V直流。
• 电源保护：短路保护和过流保护，保证系统安全稳定运行。
• 电池供电：适用于便携式应用，可使用锂电池供电，带电压调节模块。

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3 程序设计

程序设计采用模块化方法，主要包括主程序、温度采集模块、LCD显示模块、蓝牙通信模块和按键扫描模块。

3.1 主程序设计

主程序负责系统初始化及各模块循环调用，确保各功能模块正常运行。

#include <reg52.h>
#include "lcd1602.h"
#include "ds18b20.h"
#include "bluetooth.h"
#include "key.h"void main() {System_Init();      // 系统初始化LCD_Init();         // LCD初始化DS18B20_Init();     // DS18B20初始化Bluetooth_Init();   // 蓝牙模块初始化Key_Init();         // 按键初始化while(1) {Key_Scan();          // 扫描按键if(Key_Pressed) {    // 按键触发温度采集float temperature = DS18B20_ReadTemp();LCD_ShowFloat(temperature, 1, 0); // 显示温度Delay(2000);      // 显示2秒LCD_Clear();      // 关闭显示屏Bluetooth_SendFloat(temperature); // 发送到手机APPKey_Pressed = 0;}}
}

3.2 DS18B20温度采集模块

DS18B20通过单总线协议与单片机通信，程序实现温度采集和处理。

float DS18B20_ReadTemp() {unsigned char temp_l, temp_h;int temp;float temperature;DS18B20_Start();       // 发送启动信号DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROM命令DS18B20_WriteByte(0x44); // 温度转换命令Delay(750);            // 等待转换完成DS18B20_Start();DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROMDS18B20_WriteByte(0xBE); // 读取温度temp_l = DS18B20_ReadByte();temp_h = DS18B20_ReadByte();temp = (temp_h << 8) | temp_l;temperature = temp / 16.0; // 转换为摄氏度return temperature;
}

3.3 LCD显示模块

LCD1602用于显示采集温度信息及系统状态。

void LCD_ShowFloat(float value, unsigned char line, unsigned char column) {char buffer[16];sprintf(buffer, "Temp: %.1fC", value);LCD_SetCursor(line, column);LCD_WriteString(buffer);
}void LCD_Clear() {LCD_ClearDisplay();
}

3.4 蓝牙通信模块

蓝牙模块通过串口UART发送数据到手机APP，实现远程监控。

void Bluetooth_SendFloat(float value) {char buffer[16];sprintf(buffer, "Temp: %.1fC", value);UART_SendString(buffer); // 发送字符串到蓝牙模块
}

3.5 按键扫描模块

按键模块实现对用户操作的响应，触发温度采集及数据发送。

void Key_Scan() {if(P3_0 == 0) {      // 按键按下Delay(20);        // 消抖if(P3_0 == 0) Key_Pressed = 1;while(P3_0 == 0); // 等待按键释放}
}

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4 系统特点与应用

1. 高精度温度测量：采用DS18B20数字传感器，精度高、响应快，适合人体温度监测。
2. 便捷数据查看：LCD1602显示采集温度，用户可快速读取信息。
3. 远程监控功能：蓝牙模块实现数据无线传输，支持手机APP实时查看。
4. 节能设计：采集完成后自动关闭显示屏，延长电池寿命。
5. 模块化程序设计：温度采集、显示、按键和蓝牙通信模块独立，便于系统维护和升级。
6. 应用广泛：适用于家庭体温监测、医院移动监控及健康管理场景。

本系统通过结合51单片机、传感器和蓝牙技术，实现了便携、准确、远程体温监控，适用于日常健康管理和智能医疗应用。