紅外測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)——畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)摘要到目前位置，我國(guó)的溫度測(cè)量?jī)x器仍然是以水銀溫度計(jì)為主，這種測(cè)量?jī)x器存在很多缺點(diǎn)，如精度低，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，不安全等。本課題所研究的紅外測(cè)溫系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)人體溫度的近距離或遠(yuǎn)距離準(zhǔn)確測(cè)量。該設(shè)計(jì)以STC89C52 單片機(jī)為核心部件。利用非接觸式溫度傳感器OTP-538U 對(duì)溫度進(jìn)行采樣。得到的電信號(hào)經(jīng)過(guò)四運(yùn)算放大器芯片 LM324 前置放大后送至 AD 模塊， AD 采用 12 位高精度的 TLC2543 芯片，數(shù)字信號(hào)傳送到主控芯片 STC89C52，并由微處理器完成數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量 并實(shí)時(shí)顯示在 LCD1602 模塊上。本

2、文所研究的非接觸傳感器單片機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)由于對(duì)被測(cè)物體的紅外輻射進(jìn)行的是非接觸無(wú)損測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中不會(huì)擾亂被測(cè)部分的溫度場(chǎng)，響應(yīng)快，溫度分辨率高，穩(wěn)定性好和使用壽命長(zhǎng)等一系列的優(yōu)點(diǎn)，比傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫有更多的場(chǎng)合適應(yīng)性。關(guān)鍵詞： STC89C52；非接觸傳感器； LM324 ；紅外輻射ABSTRACTSo far ,our country stemperature measuring instrument is still a mercury thermometer mainly. This kind of measuring instrument realize the body tempera

3、ture close distanceor distance measured accurately.The design for the STC89C52 single-chip microcomputer as the core component. Use contact-lesstemperature preach OTP-538U temperature in sampling.Operational amplifier chip LM324 will sent electrical signals to the AD module after pre-amplification,A

4、D and 12 of the and conversion,realizereal-time temperature measurement and real timedisplay to LCD1602 module.This paper studies the contact signal-chip microcomputer temperature measurement system because of the object to be tested for infrared radiation is the contact nondestructive measurement,

5、the measurement processwont disrupt the measured part of the temperature field,fast response,temperature ,good stability and long service life and a series of asvantages,than traditional contact temperature measurement contact sensor；LM324 ；Infrared radiation目 錄第 1章 緒論 .1研究課題背景 .1第 2章 紅外測(cè)溫儀概述 .22.1紅

6、外測(cè)溫儀簡(jiǎn)介 .22.2紅外線測(cè)溫儀的優(yōu)點(diǎn) .22.3紅外測(cè)溫儀工作原理及測(cè)溫方法 .3第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .43.1硬件設(shè)計(jì)概述 .53.2單片機(jī) STC89C52模塊 .53.2.1 MCS-51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) .53.2.2 STC89C52RC 單片機(jī)介紹 .63.2.3 STC89C52RC 單片機(jī)的工作模式 .73.2.4 STC89C52RC 引腳功能說(shuō)明 .73.2.5看門狗應(yīng)用 .103.3紅外測(cè)溫模塊 .113.3.1特性 .113.3.2應(yīng)用 .113.3.3傳感器特性 .123.3.4實(shí)用連接電路圖 .153.4放大電路模塊 .163.4.1LM324 的引腳排列

7、 .163.4.2參數(shù)與描述 .173.4.3特點(diǎn) .173.4.4應(yīng)用電路 .193.5 AD 轉(zhuǎn)換模塊 .193.5.1TLC2543 的特點(diǎn) .203.5.2TLC2543 的引腳排列及說(shuō)明 .203.5.3接口時(shí)序 .223.5.4應(yīng)用電路 .233.6電源模塊 .243.6.1整流橋 .253.6.2應(yīng)用電路圖 .263.7液晶顯示模塊 .263.7.1管腳功能 .263.7.2特性 .283.7.3應(yīng)用電路 .29第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .304.1總體設(shè)計(jì) .304.2 AD 轉(zhuǎn)換單元時(shí)序 .314.2.1TLC2543 控制字 .314.2.2工作流程 .334.3 LM32

8、4 模塊 .374.4紅外傳感器模塊 .384.5 LCD1602 顯示模塊 .391602LCD的指令說(shuō)明及代碼解釋40液晶顯示模塊程序流程圖44第 5 章 總結(jié)45致謝46參考文獻(xiàn)47附錄48第1章緒論研究課題背景溫度是確定物質(zhì)狀態(tài)的重要參數(shù)之一，它的測(cè)量與控制在國(guó)防、軍事、科學(xué)研究以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。在工業(yè)生產(chǎn)中，我們需要經(jīng)常對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)來(lái)確保設(shè)備的安全運(yùn)行，而對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)通常通過(guò)測(cè)量其表面的溫度來(lái)進(jìn)行?，F(xiàn)代的工業(yè)設(shè)備往往是在高電壓、大電流以及其它危險(xiǎn)情況下運(yùn)行的，傳統(tǒng)依靠人工接觸式檢測(cè)的方法既浪費(fèi)時(shí)間、物力、人力，又帶有一定的危險(xiǎn)性，同時(shí)對(duì)測(cè)溫儀所采用的材質(zhì)

9、也有嚴(yán)格的限制，在這樣的場(chǎng)合下，儀器的使用壽命也成為設(shè)計(jì)接觸式測(cè)溫儀時(shí)的一個(gè)重點(diǎn)考慮問(wèn)題。因此有必要去應(yīng)用一種新的方式去檢測(cè)目標(biāo)系統(tǒng)的溫度，確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。溫度的測(cè)量方法有兩類，一種是利用電氣參數(shù)隨溫度變化特性的熱電阻、熱電偶測(cè)溫法以及以膨脹式溫度計(jì)為代表的接觸式測(cè)溫方法，另一種是以熱輻射為代表的非接觸式測(cè)溫方法。前者的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)得的溫度是物體的真實(shí)溫度，測(cè)溫簡(jiǎn)單、可靠，其缺點(diǎn)在于動(dòng)態(tài)性能差，需要接觸被測(cè)物體，測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要一定時(shí)間的熱交換才能達(dá)到熱平衡，同時(shí)對(duì)被測(cè)物體的溫度場(chǎng)分布有一定的影響，同時(shí)由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、高壓、腐蝕性等惡劣條件，影響了測(cè)溫儀的精度和使用壽命，大大限制了

10、接觸式測(cè)溫儀的使用；非接觸式測(cè)溫也叫輻射測(cè)溫，一般使用熱電型或光電探測(cè)器作為檢測(cè)元件，其與接觸式測(cè)溫相比，具有響應(yīng)時(shí)間短、非接觸、不干擾被測(cè)溫場(chǎng)、使用壽命長(zhǎng)、操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，但受到物體的發(fā)射率、測(cè)溫距離、煙塵和水蒸氣等外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大。目前應(yīng)用最廣泛的非接觸式測(cè)量?jī)x是紅外測(cè)溫儀，它測(cè)溫的理論基礎(chǔ)是黑體輻射定律。自然界的任何物體都在不停的向外輻射能量，物體輻射能量的大小及波長(zhǎng)的分布與其表面的溫度有著十分密切的關(guān)系，通過(guò)測(cè)量物體自身紅外輻射的能量便能確定它的表面溫度。第 2 章 紅外測(cè)溫儀概述2.1紅外測(cè)溫儀簡(jiǎn)介紅外測(cè)溫儀是一種將紅外技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合起來(lái)的一種新型測(cè)溫儀器，

11、它通過(guò)將被測(cè)物表面發(fā)射的紅外波段輻射能量通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)匯聚到紅外探測(cè)原件上，使其產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)處理，最后以數(shù)字形式直接在顯示屏上顯示溫度值。紅外測(cè)溫儀由光學(xué)部分和信號(hào)處理部分組成，其體積小，便于攜帶，操作簡(jiǎn)單，在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。2.2紅外線測(cè)溫儀的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)接觸式溫度計(jì)相比而言，紅外線測(cè)溫儀有著響應(yīng)時(shí)間快、使用安全、非接觸及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。（1）精確。紅外線測(cè)溫儀精確，通常精度都是 1 度以內(nèi)，這種性能在做預(yù)防性維護(hù)時(shí)特別重要。用紅外測(cè)溫儀，你甚至可快速探測(cè)操作溫度的微小變化，在其萌芽之時(shí)就可將問(wèn)題解決，減少因設(shè)備故障造成的開支和維修的范圍。（2）便捷。紅外

12、線測(cè)溫儀的另一個(gè)先進(jìn)之處是可快速提供溫度測(cè)量，在用熱偶讀取一個(gè)滲漏連接點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)，用紅外測(cè)溫儀幾乎可以讀取所有連接點(diǎn)的溫度。另外由于紅外測(cè)溫儀堅(jiān)實(shí)、輕巧 (都輕于 10 盎司 )，且不用時(shí)易于放在皮套中。所以當(dāng)你在工廠巡視和日常檢驗(yàn)工作時(shí)都可攜帶。（3）安全。安全是使用紅外線測(cè)溫儀最重要的好處。不同于接觸測(cè)溫儀，紅外線測(cè)溫儀能夠安全地讀取難以接近的或不可到達(dá)的目標(biāo)溫度 ，在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標(biāo)溫度。非接觸溫度測(cè)量還可在不安全的或接觸測(cè)溫較困難的區(qū)域進(jìn)行，像蒸汽閥門或加熱爐附近，他們不需在冒接觸測(cè)溫時(shí)一不留神就燒傷手指的風(fēng)險(xiǎn)。高于頭頂25 英尺的供回風(fēng)口溫度的精確測(cè)量就象在手邊測(cè)量一樣容易。

13、紅外測(cè)溫儀具有激光瞄準(zhǔn)，便于識(shí)別目標(biāo)區(qū)域。2.3紅外測(cè)溫儀工作原理及測(cè)溫方法紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和信號(hào)處理電路，并按照儀器內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。通過(guò)測(cè)量輻射物體的全波長(zhǎng)的熱輻射來(lái)確定物體的輻射溫度的稱為全輻射測(cè)溫法；通過(guò)測(cè)量物體在一定波長(zhǎng)下的單色輻射亮度來(lái)確定它的亮度溫度的稱為亮度測(cè)溫法；通過(guò)被測(cè)物體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的單色輻射亮度之比隨溫度變化來(lái)定溫的稱為比色測(cè)溫法。亮

14、度測(cè)溫法無(wú)需環(huán)境溫度補(bǔ)償，發(fā)射率誤差較小，測(cè)溫精度高，但工作于短波區(qū)，只適于高溫測(cè)量。比色測(cè)溫法的光學(xué)系統(tǒng)可局部遮擋，受煙霧灰塵影響小，測(cè)溫誤差小，但必須選擇適當(dāng)波段，使波段的發(fā)射率相差不大。本文選用全輻射測(cè)溫法來(lái)計(jì)算被測(cè)量物體的溫度，全輻射測(cè)溫法是根據(jù)所有波長(zhǎng)范圍內(nèi)的總輻射而定溫，得到的是物體的輻射溫度。選用這種方法是因?yàn)橹械蜏匚矬w的波長(zhǎng)較大，輻射信號(hào)很弱，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。由普朗克公式可推導(dǎo)出輻射體溫度與檢測(cè)電壓之間的關(guān)系式：44（1.1）V=RaT=KT式中 K=Ra，由實(shí)驗(yàn)確定，定標(biāo)時(shí)取 1T被測(cè)物體的絕對(duì)溫度R 探測(cè)器的靈敏度a 與大氣衰減距離有關(guān)的常數(shù) 輻射率 斯蒂芬 玻耳茲

15、曼常數(shù)因此，可以通過(guò)檢測(cè)電壓而確定被測(cè)物體的溫度，上式表明探測(cè)器輸出信號(hào)與目標(biāo)溫度呈非線性關(guān)系， V 與 T 的四次方成正比，所以要進(jìn)行線性化處理。線性化處理后得到物體的表觀溫度，需進(jìn)行輻射率修正為真實(shí)溫度，其校正式為：TTr（1.2）4(T )式中 Tr 輻射溫度 (表觀溫度 ) (T) 輻射率，取 0.10.9由于調(diào)制片輻射信號(hào)的影響，輻射率修正后的真實(shí)溫度為高于環(huán)境的溫度，還必須作環(huán)溫補(bǔ)償，即真實(shí)溫度加上環(huán)溫才能最終得到被測(cè)物體的實(shí)際溫度。第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)確定系統(tǒng)的硬件由單片機(jī)模塊、OTP-538U 溫度傳感器模塊、 LM324 電壓信號(hào)放大模塊、 AD 轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊、

16、電源模塊、硬件的流程是OTP-538U 紅外溫度傳感器將紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。由于輸出的電壓信號(hào)很微弱，所以需要運(yùn)算放大器 LM324 組成的運(yùn)算放大電路進(jìn)行前置放大，然后將放大的電壓信號(hào)發(fā)送至由TLC2543 組成的 AD 轉(zhuǎn)換電路，再將轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號(hào)送至單片機(jī)進(jìn)行處理，最后將處理的結(jié)果送至LCD1602 液晶顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度的顯示。其方案圖如圖 3-1 所示：圖 3-1 系統(tǒng)硬件方案圖3.1硬件設(shè)計(jì)概述基于 STC89C52 單片機(jī)的紅外測(cè)溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)系統(tǒng)分成六大模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)STC89C52 模塊、紅外測(cè)溫模塊、電壓信號(hào)放大模塊、AD 轉(zhuǎn)換模塊、

17、 LCD 液晶顯示模塊、電源模塊。通過(guò)劃分模塊的方法，可以把一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題分割成幾個(gè)相對(duì)容易解決的問(wèn)題，然后分別予以解決，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的難度。3.2單片機(jī) STC89C52模塊STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、 高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS-51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 3-2 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)選擇，決定使用 STC89C52 單片機(jī)，STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flas

18、h 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 IO 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM 、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)

19、的一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。單片機(jī)介紹STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速低功耗超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051 單片機(jī)， 12 時(shí)鐘機(jī)器周期和6 時(shí)鐘機(jī)器周期可以任意選擇。主要特性(1): 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘機(jī)器周期和12 時(shí)鐘機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.(2): 工作電壓： 5.5V 3.3V （5V 單片機(jī)） 3.8V 2.0V （3V 單片機(jī)）(3): 工作頻率范圍： 0 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0 80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz(4): 用戶應(yīng)用程序空間為8K 字節(jié)(5)

20、: 片上集成 512 字節(jié) RAM(6): 通用 IO 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P1P2P3P4是準(zhǔn)雙向口弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為IO 口用時(shí)，需加上拉電阻。(7):ISP （在系統(tǒng)可編程） IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口（ RxDP3.0,TxDP3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片(8): 具有 EEPROM功能(9): 具有看門狗功能(10): 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、 T2(11): 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中

21、斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒(12): 通用異步串行口（ UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART(13): 工作溫度范圍： -40 +85（工業(yè)級(jí)） 0 75（商業(yè)級(jí)）(14):PDIP封裝單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗 <0.1 A, 可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序空閑模式：典型功耗 2mA正常工作模式：典型功耗4mA7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備圖 3-3 STC89C52RC引腳圖引腳功能說(shuō)明VCC （ 40 引腳）：電源電壓VSS（20 引腳）：接地P0 端口（ P0.0P0.7， 3932 引腳）： P0 口是一個(gè)漏

22、極開路的8 位雙向 IO 口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8 個(gè) TTL 負(fù)載，對(duì)端口 P0 寫入“ 1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也可以提供低8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM 編程時(shí)， P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1端口（ P1.0 P1.7， 1 8引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向IO口。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4 個(gè) TTL時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電

23、阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（輸入。對(duì)端口寫入P1 口作輸入口使用錯(cuò)誤！未找到引1用源。）。此外， P1.0 和 P1.1 還可以作為定時(shí)器計(jì)數(shù)器 2 的外部技術(shù)輸入（ P1.0T2）和定時(shí)器計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ P1.1T2EX ），具體參見下表 3-1：在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)時(shí)， P1 接收低 8 位地址。表 3-1 P1.0 和 P1.1 引腳復(fù)用功能引腳號(hào)功能特性P1.0T2（定時(shí)器計(jì)數(shù)器2 外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX （定時(shí)器計(jì)數(shù)器2 捕獲重裝觸發(fā)和方向控制）P2 端口（ P2.0 P2.7，21 28 引腳）：P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電

24、阻的8 位雙向IO端口。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫入1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。P2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（錯(cuò)誤！未找到引用源。）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （如執(zhí)行“ MOVX DPTR ” 指令）時(shí)， P2 送出高 8 位地址。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“ MOVX R1”指令）時(shí)， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì) Flash

25、ROM 編程和程序校驗(yàn)期間， P2 也接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3 端口（ P3.0 P3.7， 1017 引腳）： P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向 IO端口。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。 P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流（錯(cuò)誤！未找到引用源。）。在對(duì) Flash ROM 編程或程序校驗(yàn)時(shí)， P3 還接收一些控制信號(hào)。P3 口除作為一般 IO 口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表3-2 所示：表 3-2 P3 口引腳復(fù)用功能

26、引腳號(hào)復(fù)用功能P3.0RXD （串行輸入口）P3.1TXD （串行輸出口）P3.2INT 0 （外部中斷 0）P3.3INT 1（外部中斷 1）P3.4T0 （定時(shí)器 0 的外部輸入）P3.5T1 （定時(shí)器 1 的外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST （9 引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 引腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR （地址 8EH ）上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE

27、 PROG （ 30 引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE ）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 在 Flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG 錯(cuò)誤！未找到引用源。）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”，ALE 操作將無(wú)效。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOV 指令時(shí)有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址位 8EH 的 SF

28、R 的第 0 位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。PSEN（ 29 引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) AT89C51RC 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。EA VPP（ 31 引腳）：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA 必須接 GND 。注意加密方式1 時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定位 RESET 。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC 。在 Flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP

29、電壓。XTAL1 （19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2 （18 引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。特殊功能寄存器在 STC89C52RC 片內(nèi)存儲(chǔ)器中， 80H FFH 共 128 個(gè)單元位特殊功能寄存器（SFR）。并非所有的地址都被定義，從 80HFFH 共 128 個(gè)字節(jié)只有一部分被定義。還有相當(dāng)一部分沒(méi)有定義。對(duì)沒(méi)有定義的單元讀寫將是無(wú)效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。不應(yīng)將“1”寫入未定義的單元， 由于這些單元在將來(lái)的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“ 0”。STC89C52RC 除了有定時(shí)器計(jì)數(shù)器0 和定時(shí)器

30、計(jì)數(shù)器1 之外，還增加了一個(gè)一個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器 2.定時(shí)器計(jì)數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于T2CON 和 T2MOD 。定時(shí)器 2 是一個(gè) 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器。通過(guò)設(shè)置特殊功能寄存器 T2CON 中的 CT2 位，可將其作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。 定時(shí)器 2 有 3 種操作模式： 捕獲、自動(dòng)重新裝載 （遞增或遞減計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器，這 3 種模式由 T2CON 中的位進(jìn)行選擇。看門狗應(yīng)用STC89C52RC單片機(jī)看門狗定時(shí)器特殊功能寄存器表 3-3 看門狗定時(shí)器特殊功能寄存器符號(hào)功能EN_WDT看門狗允許位，當(dāng)設(shè)置為“1”，看門狗啟動(dòng)CLR_WDT 看門狗清“ 0”位，當(dāng)設(shè)為“ 1”時(shí)，看門狗將重新計(jì)

31、數(shù)。硬件將自動(dòng)清“ 0” 此位IDLE_WD看門狗“ IDLE”模式位，當(dāng)設(shè)置為“1”時(shí)，看門狗定時(shí)器在“空閑T模式”計(jì)數(shù)；當(dāng)清“ 0”該位時(shí)，看門狗在“空閑模式”時(shí)不計(jì)數(shù)PS2，看門狗定時(shí)器預(yù)分頻值，不同值對(duì)應(yīng)預(yù)分頻數(shù)PS1，PS0STC單片機(jī)有兩種時(shí)鐘模式，一種是單倍速，也就是12單片機(jī)與其他公司51 系列單片機(jī)具有相同的機(jī)器周期，即時(shí)鐘模式，在該模式下，STC12 個(gè)振蕩周期為一個(gè)機(jī)器周期；另一種是雙倍速，又稱 6 時(shí)鐘模式，在該模式下， STC單片機(jī)比其他公司的 51 單片機(jī)運(yùn)行速度快一倍。3.3 紅外測(cè)溫模塊OTP-538U 是一個(gè)熱電堆傳感器，具有116 種熱電偶元素， 傳感器芯片

32、經(jīng)由微細(xì)加工，可快速反應(yīng)環(huán)境里的溫度改變，導(dǎo)致輸出端電壓響應(yīng)，傳感器芯片的一個(gè)獨(dú)特的前表面體積加工技術(shù)，產(chǎn)生更小尺寸和更快響應(yīng)環(huán)境溫度的變化。紅外窗口是一個(gè)帶通濾波器擁有其50% 削減在波長(zhǎng)在 5m14m。傳感器響應(yīng)事件的比例和不斷的紅外輻射信號(hào)響應(yīng)其截止頻率,它是有限的 ,由傳感器熱時(shí)間常數(shù)的數(shù)十毫秒范圍。特性(1)：非接觸式溫度檢測(cè)(2)：電壓輸出 ,容易得到信號(hào)(3)：零功耗(4)：寬檢測(cè)溫度范圍應(yīng)用(1)：醫(yī)療用途 :耳溫計(jì)(2)：家里設(shè)施 :微波爐、電吹風(fēng)、安全系統(tǒng)、家庭安全& 空調(diào)行業(yè)應(yīng)用 :過(guò)程監(jiān)控和控制器、紅外非接觸式溫度計(jì)、汽車應(yīng)用:熱傳感系統(tǒng)。傳感器特性表 3-4

33、絕對(duì)最大額定值參數(shù)MinTypMaxUint工作溫度-20100°C貯藏溫度-40100°C圖 3-4 紅外溫度傳感器實(shí)物圖片表 3-5紅外傳感器參數(shù)ParameterMinTypMaxUnitConditionsTamb.=25 Output Voltage0.771.44mVTobj. =50 Sensitivity7085100VW*TC of sensitivity0.100.110.12%KTypicalSensitivity area in-545-mdiameterResistance ofthermopile506580K25TC of resistance

34、-0.09-%KTypicalTime constant-16-ms*Noise voltage283236nVHz12NEP0.280.360.48nWHz12Normalizeddetectivity (D*)1.0*10 81.3*1081.7*10 8cm*Hz12W*表3-6熱電堆典型的數(shù)值數(shù)據(jù)輸出電壓(傳感器工作在 25°C)Temp. ( )V_out (mV)Temp. ( )V_out (mV)-20-1.29501.02-10-1.06601.490-0.80701.9910-0.51802.5220-0.18903.09250.001003.69300.1911

35、04.33400.591205.00圖 3-5 otp-538u 機(jī)械圖紙和引腳分配實(shí)用連接電路圖信號(hào)獲取電路：該電路使用到的元件有otp-538u，電阻 1k,10k，電容 47uf圖 3-6 otp-538u 端口連接電路圖圖 3-7 實(shí)際 otp-538u 連接電路圖3.4放大電路模塊LM324 系列器件帶有差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比， 它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。 該四放大器可以工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的電源下， 靜態(tài)電流為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一。 共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用下圖所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5 個(gè)引出腳，其中 “+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端， “V+”、“V-”為正、負(fù)電源端， “Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi- （ -）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo 的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+（ +）為同相輸入端， 表示運(yùn)放輸出端Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。的引腳排列圖 3-8 LM324 管腳圖LM324 系列由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，其中專為從單電源供電的電壓范圍經(jīng)營(yíng)。從分裂電源的操作也有可