基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、目 錄中文摘要 .英文摘要 .1 緒論.11.1 選題的目的和意義.11.2 紅外測溫技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況.21.3 紅外探測器的分類.21.3 紅外測溫的特點(diǎn).32 方案設(shè)計(jì)與器件選型.42.1 總體方案設(shè)計(jì).42.2 器件選型.42.2.1 傳感器的選擇.42.2.2 顯示器的選擇.52.2.3 單片機(jī)的選擇.53 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).63.1 信號采集部分設(shè)計(jì).63.1.1 元器件簡介.63.1.2 信號采集電路.73.2 STC12C5616AD 單片機(jī).83.2.1 A/D 轉(zhuǎn)換功能.93.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì).103.2.3 時鐘電路設(shè)計(jì).113.3 顯示器接口設(shè)計(jì) .113.4 電源模塊

2、設(shè)計(jì) .133.5 按鍵電路設(shè)計(jì) .143.6 報警電路設(shè)計(jì) .154 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).164.1 主程序設(shè)計(jì) .164.2 子程序設(shè)計(jì) .164.2.1 鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì).184.2.2 A/D 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì).194.2.3 液晶顯示子程序設(shè)計(jì).204.2.4 報警處理子程序設(shè)計(jì).21結(jié)束語 .22致謝 .23參考文獻(xiàn) .24附錄一 原理圖.25附錄二 源程序.26基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1 緒論1.1 選題的目的和意義由于 2003 年非典的襲擊，我國迅速誕生了一支專門抗擊非典的醫(yī)療儀器研發(fā)隊(duì)伍，特別是在紅外體溫儀器的研發(fā)方面取得了突出的成就。由于現(xiàn)代科技的發(fā)展、新材料、新工藝的運(yùn)

3、用，各式各樣的體溫計(jì)陸續(xù)出現(xiàn)，探測方式不斷改進(jìn)。國內(nèi)外體溫計(jì)的發(fā)展大致分為三個階段：第一階段是常見的玻璃水銀體溫計(jì)；第二階段是電子體溫計(jì)；第三階段是非接觸式紅外體溫計(jì)。水銀體溫計(jì)雖然價格便宜，但是有許多弊端。首先，水銀體溫計(jì)遇熱或安置不當(dāng)，體溫計(jì)容易破裂。人體接觸到水銀后會中毒，中毒癥狀是惡心、頭痛、腹瀉、脫發(fā)等，嚴(yán)重者會造成血液凝固。其次，采用水銀體溫計(jì)測溫需要相當(dāng)長的時間(5min10min)，這對人們來說相當(dāng)不方便。電子體溫計(jì)是采用熱敏電阻測量溫度的，電子體溫計(jì)能快速準(zhǔn)確地測量人體溫度，與傳統(tǒng)的水銀玻璃體溫計(jì)相比，具有讀數(shù)方便、測量精度高、能記憶并有蜂鳴提示的優(yōu)點(diǎn)，尤其是電子體溫計(jì)不含水

4、銀，對人體及周圍環(huán)境無害，特別適合于家庭、醫(yī)院等場合使用。但電子體溫計(jì)測溫也是需要接觸測量的，因此也需要較長的時間，同樣使用不方便。非接觸式紅外體溫計(jì)是根據(jù)黑體輻射原理，通過測量人體輻射的紅外線而測量溫度的。它的紅外傳感器只吸收人體輻射的紅外線而不向人體發(fā)射任何射線，因此它對人體及環(huán)境是無害的。由于它的測量方式是非接觸式的，因此它具有了測溫方便、便于在公眾場合使用的優(yōu)點(diǎn)。此外，它還具有測溫時間短、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。紅外體溫計(jì)的這些特點(diǎn)滿足了人們的生活需求，給人們帶來了極大的方便，因此選取紅外測溫系統(tǒng)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題有很大的實(shí)用價值。由于人的體溫值基本上是恒定的，只在較小的范圍內(nèi)變化(3542)。

5、因此，為了提高測量結(jié)果的精度，并且排除環(huán)境溫度的變化對測量結(jié)果的影響，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償電路對環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償。本設(shè)計(jì)以 STC12C5616AD 單片機(jī)為控制核心，輔以信號采集模塊、電源模塊、超限報警模塊、按鍵模塊和溫度顯示模塊等外圍電路來實(shí)現(xiàn)溫度的測量的。本系統(tǒng)具有使用方便、測溫時間短、精度比較高、可重復(fù)性好等特點(diǎn)。紅外測溫技術(shù)是一門很實(shí)用和前沿的技術(shù)，其內(nèi)容涉及電子技術(shù)、檢測技術(shù)、基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)技術(shù)等多方面內(nèi)容，以此作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，有利于理論聯(lián)系實(shí)際，提高個人的綜合能力，同時這也是對本科階段學(xué)習(xí)內(nèi)容的升華。通過對紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅能加強(qiáng)自己對單片機(jī)控制、傳感器技

6、術(shù)等知識的了解，同時也能培養(yǎng)自己解決問題的能力。1.2 紅外測溫技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況1800 年，英國天文學(xué)家威赫謝耳在研究太陽光譜部分的熱效應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)熱效應(yīng)最大的位置在紅光之外，當(dāng)時稱之為“不可見光” 。到 1935 年，安培稱之為紅外線，也可稱之為紅外輻射。之后，人們花了一百多年時間認(rèn)識紅外輻射的電磁本質(zhì)，并建立了熱輻射的基本規(guī)律，為紅外技術(shù)的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。近代紅外技術(shù)始于二戰(zhàn)，推動技術(shù)發(fā)展的原因主要是由于軍事上的迫切需要和航天工程的蓬勃開展。半個世紀(jì)以來隨著光學(xué)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展，紅外技術(shù)也日趨完善，其中紅外測溫技術(shù)也形成了完整的理論并成功的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)、礦業(yè)等領(lǐng)

7、域1 2。我國的紅外技術(shù)研究起步于 60 年代，70 年代后期開始了紅外玻璃測溫計(jì)的研究，并取得了可喜成果，但至今未形成系列產(chǎn)品，工業(yè)應(yīng)用僅在近些年才開始。國外的紅外測溫技術(shù)發(fā)展較早，技術(shù)比較成熟，紅外測溫產(chǎn)品種類繁多，測溫精度及分辨率較高。國內(nèi)紅外測溫技術(shù)相對來說技術(shù)落后，產(chǎn)品種類比較單一，測溫精度及測溫分辨率較低，在技術(shù)性能上國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品相比還有一定差距。但隨著紅外產(chǎn)品在國內(nèi)應(yīng)用的越來越普及，以及更多廠家和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行這方面的研究，這將推動我國紅外測溫產(chǎn)品性能的快速提高和進(jìn)步。隨著紅外材料及傳感器類型的不斷開發(fā)研究，新型測溫儀器正逐步替代傳統(tǒng)的測試手段。目前美、英等國正致力于加強(qiáng)前視

8、紅外系統(tǒng)信息處理能力(如自動人工目標(biāo)分類)來解決研究領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域中的問題。世界上除了一些大軍工企業(yè)公司(如美國的 Honeuwell 公司、休斯飛機(jī)公司)之外，許多大商業(yè)公司(如三菱電氣、日本橫河電機(jī)(株)、瑞典 AGA 公司、法國 Pyro 公司、Sofradier 公司、HGH 紅外系統(tǒng)工程公司等)也正在積極從事紅外測溫、熱成像技術(shù)的研究及產(chǎn)品開發(fā)。在國內(nèi)，近年來隨著我國工業(yè)迅速發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代的加速，對測溫儀器的需求量越來越大，盡管熱電偶(熱電阻)一類接觸性測溫傳感器件仍然具有很大的優(yōu)勢，但非接觸性的紅外測溫儀器正日益受到各行業(yè)的關(guān)注?；趩纹瑱C(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.3 紅外探測器

9、的分類紅外探測器是紅外測溫儀的重要組成部分，它對測量的精度和范圍有著重要的意義。它可以分為熱探測器和光子探測器兩大類。熱探測器分為熱電堆探測器、熱敏電阻探測器、氣體探測器和熱釋電探測器等，而光子探測器則分為光電子發(fā)射器、光電導(dǎo)探測器、光生伏特器和光電磁探測器等3。熱電堆探測器采用熱電堆為探測元件，利用塞貝克效應(yīng)，測量比較準(zhǔn)確。熱敏電阻探測器是根據(jù)物體受熱后電阻會發(fā)生變化的性質(zhì)而制成的紅外探測器，它可以響應(yīng)從 X 射線到微波波段的整個范圍，可在室溫下正常工作，但由于其時間常數(shù)大，只適用于響應(yīng)速度要求不高的場合。氣體探測器是氣室內(nèi)的吸收膜吸收紅處輻射升溫，加熱工作氣體，由氣體膨脹給出電信號。熱釋電

10、探測器是利用熱釋電效應(yīng)工作的探測器，其響應(yīng)速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響應(yīng)寬、工作頻率寬、靈敏度與波長無關(guān)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域廣、容易使用。常用的熱釋電探測器有硫酸三甘鈦 (TGS) 探測器、鈮酸鍶鋇(SBN )探測器等。紅外光子探測器是利用光子效應(yīng)制成的紅外探測器。常用的光子探測器有光電二極管、光敏二極管、InSb 光電磁探測器等。紅外光子探測器的主要缺點(diǎn)是需要制冷，因?yàn)樗枰弥评鋪硪种朴捎跓徇\(yùn)動而產(chǎn)生的自由載流子。新一代近室溫光電探測器利用排斥效應(yīng)、提取效應(yīng)以及磁集中效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)耗盡，實(shí)現(xiàn)非制冷條件下的紅外探測。1.4 紅外測溫的特點(diǎn)（1）遠(yuǎn)距離和非接觸測量紅外測溫不需

11、要與被測物體接觸，并可遠(yuǎn)距離測量，它特別適合于對高速運(yùn)動物體、旋轉(zhuǎn)體、帶電體和高溫高壓下物體的溫度測量。（2）響應(yīng)速度快紅外測溫不象普通溫度計(jì)那樣，需要與被測量體接觸以達(dá)到熱平衡，它只要接到目標(biāo)的紅外輻射即可測量，其響應(yīng)時間在毫秒甚至微秒數(shù)量級。（3）準(zhǔn)確度高紅外測溫是非接觸測量，不破壞物體本身的溫度分布，因而所測溫度真實(shí)、準(zhǔn)確。（4）測溫范圍廣基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于紅外測溫是非接觸測溫的，所以測量儀器本身并不處在較高或較低的環(huán)境之中，而是工作在正常溫度或測量儀器允許的溫度之下，因此測溫范圍可從負(fù)幾十?dāng)z氏度到正幾千攝氏度。2 方案設(shè)計(jì)與器件選型2.1 總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要有信號采

12、集模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊、超限報警模塊等部分組成。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖 2.1 所示。體溫信號單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換模塊環(huán)境溫度信號熱電堆紅外傳感器時鐘模塊顯示模塊超限報警模塊鍵盤輸入模塊圖 2.1 系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)的工作原理如下：首先由熱電堆紅外傳感器采集人體體溫信號和環(huán)境溫度信號并以電壓形式輸出。由于傳感器輸出的電壓信號很微小，因此須對這些電壓信號進(jìn)行放大處理。放大后的電壓信號經(jīng)過單片機(jī)自帶 A/D 模塊的 A/D 轉(zhuǎn)換后，由單片機(jī)對這些數(shù)字量進(jìn)行處理和分析。最后由 LCD 顯示器顯示出體溫值和環(huán)境溫度值，并由單片機(jī)判斷是否進(jìn)行蜂鳴器報警。2.2 器件選型2.2.1 傳感器的選擇方案一 采

13、用紅外線溫度傳感器 IRTP。IRTP 系列紅外傳感器是一種集成的多用途工業(yè)測溫傳感器，因此不能用作人體測溫，故不用此方案。方案二 采用熱釋電紅外線傳感器 D203S。該型傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。但這種傳感器一般用于開關(guān)電路，紅外防盜報警等方面，若要用于測量體溫，則需要加入步進(jìn)電機(jī)等進(jìn)行基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)斬光處理，硬件上的復(fù)雜性決定了它的穩(wěn)定性不高，故不選此方案。方案三 采用熱電堆紅外傳感器 TS118-1。TS118-1 是德國 HL2 Planartechnik 公司生產(chǎn)的非接觸式紅外溫度傳感器。它以非接觸的方式檢測物體發(fā)

14、射出來的紅外線能量，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號輸出。由于 TS118-1 具有較小的熱慣性和較高的靈敏度，因此非常適用于醫(yī)學(xué)測溫，故選方案三。2.2.2 顯示器的選擇方案一 選用數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有耗能低、電壓低、壽命長、對外界環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)，但其也有電路復(fù)雜、占用資源較多、顯示信息少、不宜顯示大量信息等缺點(diǎn)，故不選此方案。方案二 選用液晶顯示器顯示。液晶顯示器與數(shù)碼管相比，有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：微功耗、尺寸小、顯示信息量大、字跡美觀、視覺舒適而且容易控制。而本系統(tǒng)需要顯示直觀的信息，并且顯示的信息量比較大，所以應(yīng)選用顯示功能更好的液晶顯示器，故選擇方案二。2.2.3 單片機(jī)的選擇方案一 采用

15、 MCS-51 系列單片機(jī)。傳統(tǒng)的單片機(jī)具有價格低廉、易于掌握等特點(diǎn)，但也有功能單一、RAM、ROM 空間小等缺點(diǎn)。而且在本設(shè)計(jì)中還需要設(shè)計(jì)A/D 轉(zhuǎn)換電路，電路比較復(fù)雜，故不選此方案。方案二 采用 STC12C5616AD 單片機(jī)。該單片機(jī)不僅具有代碼完全兼容傳統(tǒng)8051 單片機(jī)、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，而且還有較大的 RAM、ROM 空間和 8 路 10 位的 A/D 轉(zhuǎn)換功能。因此，它能夠低設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和節(jié)省元器件，故選用該方案。 基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)是整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，整個系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)其實(shí)就是所有子模塊的功能的實(shí)現(xiàn)。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般需要遵循

16、一些設(shè)計(jì)原則，這些原則主要有以下幾點(diǎn)：（1）盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)的常規(guī)用法。這能夠?yàn)橛布到y(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。 （2）系統(tǒng)擴(kuò)展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進(jìn)行二次開發(fā)。 （3）硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。但由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時間比較長。（4）系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。（5）要仔細(xì)考慮硬件設(shè)計(jì)的可靠性及抗干擾性，它包括去耦濾波、通道隔離等。（6）盡量朝“單片”方向設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間的

17、相互干擾也就越強(qiáng)，功耗也就越大，也就不可避免地降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 在設(shè)計(jì)中，要盡量做到上述要求，以便使設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際需求。本系統(tǒng)的硬件電路主要由電源、信號采集、顯示器接口、鍵盤以及超限報警等模塊組成。下面詳細(xì)介紹各模塊的設(shè)計(jì)。3.1 信號采集部分設(shè)計(jì) 3.1.1 元器件簡介TS118-1 傳感器：TS118-1 型紅外溫度傳感器是一種專門用于非接觸體溫測量的傳感器。它的測量的原理是:所有的物體都會向外發(fā)射紅外線，而發(fā)射功率正比于物體的表面溫度，那么精確測量物體的紅外線發(fā)射功率就能確定物體的表面溫度。TS118-1 應(yīng)用微結(jié)構(gòu)薄膜技術(shù)在硅底板上集成了許多個基于熱電效應(yīng)的熱電偶，熱電偶

18、的熱端和冷端之間用隔熱的 SiNx 隔膜隔開，熱端的吸收區(qū)把引入的紅外線轉(zhuǎn)換基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成熱量，而熱電偶把熱量成比例地轉(zhuǎn)換成電壓輸出4。TS118-1 在距離人體 5cm 范圍內(nèi)紅外線吸收效率接近 100%，也就是說有效測量距離為 5cm 。在 TS118-1 內(nèi)還集成了一個熱敏電阻，用于測量環(huán)境溫度。其主要參數(shù)如表 3.1 所示。表 3.1 TS118-1 傳感器的主要參數(shù)參數(shù)單位值條件內(nèi)阻k43825穩(wěn)定時間ms255500k,1Hz視角120工作溫度-20100熱敏電阻阻值1000425Beta 值ppm/K39701500 100AD620：運(yùn)算放大器 AD620 是

19、一款低成本、高精度儀表放大器，僅需要一個外部電阻來設(shè)置增益，增益范圍為 1 至 1000。此外，AD620 采用 8 引腳 SOIC 和 DIP封裝，尺寸小于分立式設(shè)計(jì)，并且功耗較低(最大電源電流僅 1.3 mA)，因此非常適合電池供電的便攜式(或遠(yuǎn)程)應(yīng)用，其工作電壓為 4.6V36V 或2.3V18V。LM358：運(yùn)算放大器 LM358 內(nèi)部包括有兩個獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式。其單電源為 330V，雙電源為1.515V，而且它的輸出電壓擺幅比較大，很適合于電池供電。3.1.2 信號采集電路信號采集電路有兩部分組成

20、：體溫信號放大電路和環(huán)境溫度信號處理電路。體溫信號放大電路是由儀用放大器 AD620 和參考電壓電路組成；環(huán)境溫度信號處理電路是由運(yùn)算放大器 LM358 構(gòu)成的電壓跟隨器組成。體溫信號放大電路：由于傳感器輸出的體溫信號為 mV 級，而單片機(jī) A/D 模塊的信號輸入須為 V 級，因此需用運(yùn)放 AD620 對該信號進(jìn)行放大5。其放大倍數(shù)由一個精密可調(diào)電阻（R13）進(jìn)行調(diào)節(jié)，放大倍數(shù)可在 11000 之間調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)將放大倍數(shù)設(shè)為 600 倍。環(huán)境溫度信號處理電路：環(huán)境溫度信號處理電路主要是實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度檢測電阻基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)Rrt 到輸出電壓 Vrt 的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換原理是由 LM358

21、 運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器跟蹤 Rt 的分壓電壓變化，Rt 的分壓電壓隨 Rt 阻值的變化而變化6 7。信號采集電路的電路圖如圖 3.1 所示。其中 V0 為放大后的熱電堆電壓信號，也就是將要處理的體溫信號，V1 為參考電壓，V2 為環(huán)境溫度信號，它們分別接單片機(jī)的 P1.0、P1.1 和 P1.2 口。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Jun-2011 Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:C1S3R2R1VCC 510K1K10ufC730PFC630PF12MHZR6600VC

22、C +5C80.1ufC90.1ufC120.1ufVCC +5C130.1ufVCC +5R730KR820KVCC +5C110.1ufC100.1ufR123142ThermistorThermistorThermopileThermopileLM35812345678AD620VCC +5 C14 0.1uf1KRt23841A23841ALM358TS118-1V1V0V2圖 3.1 信號采集電路圖3.2 STC12C5616AD 單片機(jī)STC12C5616AD 單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的高速、低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，其內(nèi)部集成 8 路高速 10

23、 位 A/D 轉(zhuǎn)換器8。其主要技術(shù)參數(shù)如下：（1）工作電壓：5.5V3.5V（2）應(yīng)用程序空間 16K 字節(jié)（3）片上集成 768 字節(jié) RAM基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（4）通用 I/O 有 23 個（5）自帶 8 路 10 位精度 A/D 轉(zhuǎn)換器（6）有 EEPROM 功能（7）工作溫度范圍：0753.2.1 單片機(jī)的 A/D 功能STC12C5616AD 單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換口在 P1 口(P1.7 P1.0)，為 8 路 10 位高速A/D 轉(zhuǎn)換器，速度可達(dá)到 100KHz (10 萬次/秒)。8 路電壓輸入型 A/D，可做溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。上電復(fù)位后

24、 P1 口為弱上拉型 I/O 口，用戶可以通過軟件設(shè)置將 8 路中的任何 1 路設(shè)置為 A/D 轉(zhuǎn)換，不需作為 A/D 使用的口可繼續(xù)作為 I/O 口使用。A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果保存到轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器 ADC_DATA 和ADC_LOW2，同時，置位控制寄存器 ADC_CONTR 中的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位ADC_FLAG，以供程序查詢或發(fā)出中斷申請。模擬通道的選擇控制由控制寄存器ADC_CONTR 中的 CHS2 CHS0 確定。其轉(zhuǎn)換速度由控制寄存器中的 SPEED1 和SPEED0 確定。在使用之前，應(yīng)先給 ADC 上電，也就是置位控制寄存器中的ADC_POWER 位。STC

25、12C5616AD 單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換功能的控制主要有 ADC_CONTR 控制寄存器來實(shí)現(xiàn)，其各個位的功能如表 3.2 所示。表 3.2 特殊功能寄存器 ADC_CONTRAddressB7B6B5B4B3B2B0C5HADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCHS2CHS0單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換口為 P1.7P1.0，需要作為 A/D 轉(zhuǎn)換用的 I/O 口需要首先將其設(shè)置為高阻輸入或開漏模式。在 P1M0、P1M1 中對相應(yīng)的位進(jìn)行設(shè)置，其具體設(shè)置如表 3.3 所示。表 3.3 P1M0、P1M1 的設(shè)置P1M0P1M1I/O 口模式（P1.x 如做

26、 A/D 使用，需先將其設(shè)置成開漏或高阻輸入）00準(zhǔn)雙向口（傳統(tǒng) 8051 I/O 口模式） ，灌電流可達(dá) 20mA，拉電流為230A基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)01推挽輸出（強(qiáng)上拉輸出，可達(dá) 20mA，盡量少用）10僅為輸入（高阻） ，如果該 I/O 口徐作為 A/D 使用，可選次模式11開漏，如果該 I/O 口需作為 A/D 使用，可選此模式通過對 ADC_CONTR 的 CHS2、CHS1、CHS0 3 個位的設(shè)置可以控制 A/D 通道的選擇。它的具體設(shè)置如表 3.4 所示。表 3.4 模擬輸入通道的選擇C H S 2C H S 1C H S 0模擬輸入通道選擇000選擇 P1.0 作

27、為 A / D 輸入來用001選擇 P1.1 作為 A / D 輸入來用010選擇 P1.2 作為 A / D 輸入來用011選擇 P1.3 作為 A / D 輸入來用100選擇 P1.4 作為 A / D 輸入來用101選擇 P1.5 作為 A / D 輸入來用110選擇 P1.6 作為 A / D 輸入來用111選擇 P1.7 作為 A / D 輸入來用ADC_START 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換啟動控制位，設(shè)置為“1”時，開始轉(zhuǎn)換, 轉(zhuǎn)換結(jié)束后為 0 。ADC_FLAG 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后，ADC_FLAG = 1，要由軟件清 0。ADC_POWER 為電源控制位

28、，當(dāng)它為“0”時，關(guān)閉 A/D 轉(zhuǎn)換器電源，當(dāng)為“1”時，打開 A/D 轉(zhuǎn)換器電源。特殊功能寄存器ADC_DATA / ADC_LOW2 用于保存 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。3.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路在整個系統(tǒng)中既簡單又重要，如果復(fù)位電路不可靠，在工作中就有可能出現(xiàn)“死機(jī)” ， “程序走飛”等現(xiàn)象。所以，一個單片機(jī)復(fù)位電路的好壞，直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。復(fù)位操作完成單片機(jī)片內(nèi)電路的初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運(yùn)行。當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST 出現(xiàn)一定時間的高電平時，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作，如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序，因此要求單片機(jī)復(fù)位后能

29、脫離復(fù)位狀態(tài)9 10。基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:25-May-2011Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:C1S3R2R1VCC 510K1K10ufRST圖 3.3 單片機(jī)復(fù)位電路復(fù)位操作通常有上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。開關(guān)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，如果發(fā)生死機(jī)，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。常用的上電復(fù)位且開關(guān)復(fù)位電路如圖 3.3 所示。上電后，由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間。當(dāng)

30、單片機(jī)已在運(yùn)行之中時，按下復(fù)位鍵也能使 RST 持續(xù)一段時間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。3.2.3 時鐘電路設(shè)計(jì)將引腳 XTAL1 和 XTAX2 外接晶體振蕩器，就構(gòu)成了一個時鐘電路。本設(shè)計(jì)選用 12MHZ 的晶振。時鐘電路如圖 3.4 所示。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:25-May-2011Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:C7 30PFC630PF12MHZXTAL2XTAL1圖 3.4 單片機(jī)時鐘電路3.3 顯示器接口設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用的液晶顯示器是型號為 YM1

31、2864R 帶字庫的液晶顯示器，其具有漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192 個中文漢字（16X16 點(diǎn)陣）、128 個字符（8X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM。本設(shè)計(jì)采用的是串口接法，因此不僅接口電路非常簡單，而且還有占用 I/O 少、控制方便靈活等特點(diǎn)。它的主要技術(shù)參數(shù)如下所示：（1）低電源電壓（+3.0+5.5V） ，無需外加負(fù)壓（2）顯示分辨率：12864 點(diǎn)（3）內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 1616 點(diǎn)陣漢字(簡繁體可選)（4）顯示角度：6：00 鐘直視基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（6）與 MCU 接口：8 位或 4 位并行/3 位串行（7

32、）工作溫度：060（常溫）/-2075（寬溫）YM12864R 液晶顯示器的串行數(shù)據(jù)傳送共分三個字節(jié)完成，它的三個字節(jié)的具體功能如下所示： 第一字節(jié)：串口控制格式 11111ABC A 為數(shù)據(jù)傳送方向控制：H 表示數(shù)據(jù)從 LCD 到 MCU，L 表示數(shù)據(jù)從 MCU 到LCD B 為數(shù)據(jù)類型選擇：H 表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)，L 表示數(shù)據(jù)是控制指令 C 固定為 0第二字節(jié)：8 位數(shù)據(jù)的高 4 位格式 DDDD0000 第三字節(jié)：8 位數(shù)據(jù)的低 4 位格式 0000DDDD 表 3.5 YM12864R 引腳功能表引腳號引腳名稱功能說明1VSS模塊的電源地2VDD模塊的電源正端3VOLCD 驅(qū)動電壓輸入

33、端4RS(CS)并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號，串行的片選信號5R/W（SID）并行的讀寫選擇信號，串行的數(shù)據(jù)口6E/CLK并行的使能信號，串行的同步時鐘15PSB并/串行接口選擇，H-并行/L-串行17/RET復(fù)位，低電平有效19LED_A背光源正極（LED+5V）20LED_K背光源負(fù)極 ( LED 0V )YM12864R 為 20 管腳顯示器，其電路圖如圖 3.5 所示。其與單片機(jī)只需 3 根連線相接：芯片端管腳分別為 CS、SID 和 CLK，其中 CS 為串行片選信號，SID 為數(shù)據(jù)口，CLK 為串行的時鐘信號，它們分別接單片機(jī)的 P3.2、P3.3 和 P3.4 口?；趩纹瑱C(jī)的紅外測

34、溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Jun-2011 Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:C1S3R2R1VCC 510K1K10ufC7 30PFC630PFVin1GND2Vout312MHZC3100UF 16VC5104C4104C2100UF 16VVCC 5VCC 9S4S1S2STC12C5616AD1KR310KR7600R410KBELLVCC 5VCC 5VCC 5C80.1ufC90.1ufC120.1ufVCCC130.1ufVCC 5R830KR9

35、20KVCC 5C110.1ufC100.1ufR13R14VCC 5Q19012R5REFAC3142ThermistorThermistorThermopileThermopileLM358R10500R1210KR1110KVCC 910KVCC 99VGND1VCC2V03RS(CS)4R/D(SID)5E(CLK)6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16/RET17VOUT18LCD_A19LCD_K20YM12864RVCC 5P2.21P2.32RST3RXD/P3.04TXD/P3.15XTAL26XTAL17INT0/P3

36、.28INT1/P3.39T0/P3.410T1/P3.511P2.412P2.513GND14P2.615P2.716P3.717ADC0/P1.018ADC1/P1.119ADC2/P1.220ADC3/P1.321ADC4/P1.422ADC5/P1.523ADC6/P1.624ADC7/P1.725P2.026P2.127VCC28VCC 512345678AD620VCC 5 C14 0.1uf1KRt23841A23841ALM358TS118-1P3.2P3.3P3.4圖 3.5 液晶顯示器與單片機(jī)接口電路圖3.4 電源模塊設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要

37、工作，電源的精度和可靠性等各項(xiàng)指標(biāo)，直接影響著系統(tǒng)的整體性能。單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字和模擬兩部分電路對電源的要求有所不同。數(shù)字部分：以脈沖方式工作，電源功率的脈沖性較為突出，如 LED 顯示器的動態(tài)掃描會引起電源脈動，此外，數(shù)字電源還要有足夠的余量。模擬部分：對電源的要求不同于數(shù)字部分，模擬放大電路對電源電壓的精度、穩(wěn)定性和紋波系數(shù)要求很高，如果供電電壓的紋波較大，回路中存在脈沖干擾，將直接影響放大后信號的質(zhì)量。如果模擬和數(shù)字部分使用同一個電源，會使數(shù)字部分產(chǎn)生的高頻有害噪聲耦合到模擬部分。因此，在模擬電路和數(shù)字電路混合的單片機(jī)系統(tǒng)中，需要注意考慮兩種電路獨(dú)立供電。單片機(jī)系統(tǒng)中的模擬放大等電路需要高

38、精度、高穩(wěn)定性的供電電源和參考電壓源?；鶞?zhǔn)電源是就是一種可以產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定性電壓的器件或電路，它產(chǎn)生的電壓給特定部件作為參考電壓使用?；鶞?zhǔn)電源使用廣泛，其精度和可靠性直接決定著系統(tǒng)的精度和可靠性11 12 13。LM7805 系列穩(wěn)壓器只有輸入、輸出和公共接地 3 個引出端，通過外接少量元器件即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，使用時非常方便，此外它的外圍電路簡單，工作安全可靠，適合制作通用型的穩(wěn)壓電源。其主要參數(shù)如下：（1）最大輸入電壓 42V基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（2）輸出電壓 固定值 5V（3）最大輸出電流 1.5A（4）輸入電壓最小壓差 2V以極性電容和瓷片電容作為濾波網(wǎng)絡(luò)，采用固定式三端集成穩(wěn)

39、壓塊 LM7805 設(shè)計(jì)制作的直流穩(wěn)壓電源如圖 3.6 所示。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-Jun-2011 Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:C1S3R2R1VCC 510K1K10ufC7 30PFC630PFVin1GND2Vout312MHZC3100UF 16VC50.1ufC40.1ufC2100UF 16VVCC 5VCC 9S4S1S2STC12C5616AD1KR310KR6600R410KBELLVCC 5VCC 5VCC +5C80.1ufC90.1ufC

40、120.1ufVCC +5C130.1ufVCC +5R730KR820KVCC +5C110.1ufC100.1ufR12R13VCC 5Q19012R5REFAC3142ThermistorThermistorThermopileThermopileLM358R9500R1110KR1010KVCC 910KVCC 99VGND1VCC2V03RS(CS)4R/D(SID)5E(CLK)6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16/RET17VOUT18LCD_A19LCD_K20YM12864RVCC +5P2.21P2.32RST3RX

41、D/P3.04TXD/P3.15XTAL26XTAL17INT0/P3.28INT1/P3.39T0/P3.410T1/P3.511P2.412P2.513GND14P2.615P2.716P3.717ADC0/P1.018ADC1/P1.119ADC2/P1.220ADC3/P1.321ADC4/P1.422ADC5/P1.523ADC6/P1.624ADC7/P1.725P2.026P2.127VCC28VCC 512345678AD620VCC +5 C14 0.1uf1KRt23841A23841ALM358TS118-1TL431LM7805圖 3.6 數(shù)字電源模塊 本系統(tǒng)的數(shù)字電源

42、主要為單片機(jī)、液晶顯示電路、按鍵電路和報警電路提供穩(wěn)定的電源TL431 是一個有著良好熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設(shè)置，其設(shè)置范圍為 Vref（2.5V）到 36V 之間的任何值。由于它使用起來非常方便，而且性能優(yōu)良，所以，在本設(shè)計(jì)中用 TL431 芯片構(gòu)成的電源作為信號處理部分的電源。它的電路圖如圖 3.7 所示。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-Jun-2011 Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:C1S3R2R1VCC 510K1K10

43、ufC7 30PFC630PFVin1GND2Vout312MHZC3100UF 16VC5104C4104C2100UF 16VVCC 5VCC 9S4S1S2STC12C5616AD1KR310KR6600R410KBELLVCC 5VCC 5VCC +5C80.1ufC90.1ufC120.1ufVCC +5C130.1ufVCC +5R730KR820KVCC +5C110.1ufC100.1ufR12R13VCC 5Q19012R5REFAC3142ThermistorThermistorThermopileThermopileLM358R9500R1110KR1010KVCC 91

44、0KVCC 99VGND1VCC2V03RS(CS)4R/D(SID)5E(CLK)6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16/RET17VOUT18LCD_A19LCD_K20YM12864RVCC +5P2.21P2.32RST3RXD/P3.04TXD/P3.15XTAL26XTAL17INT0/P3.28INT1/P3.39T0/P3.410T1/P3.511P2.412P2.513GND14P2.615P2.716P3.717ADC0/P1.018ADC1/P1.119ADC2/P1.220ADC3/P1.321ADC4/P1.42

45、2ADC5/P1.523ADC6/P1.624ADC7/P1.725P2.026P2.127VCC28VCC 512345678AD620VCC +5 C14 0.1uf1KRt23841A23841ALM358TS118-1TL431L7805圖 3.7 模擬電源模塊該器件的典型動態(tài)阻抗為 0.2，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等。其主要特點(diǎn)如下：（1）可編程輸出電壓為 36V（2）電壓參考誤差：0.4基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（3）低動態(tài)輸出阻抗（4）負(fù)載電流能力 1.0mA 到 100mA 本系統(tǒng)的模擬電源主要為信號處理部分的運(yùn)

46、算放大器 AD620 和 LM358 提供高精度的電源。3.5 按鍵電路設(shè)計(jì)鍵盤是電子設(shè)備常見的輸入裝置，它是人們與電子設(shè)備交流的重要途徑，一旦按鍵出錯或不穩(wěn)定，將影響到電子設(shè)備的整體使用。所以鍵盤電路部分的設(shè)計(jì)雖然簡單，但鍵盤的穩(wěn)定性、可靠性應(yīng)引起足夠的重視。當(dāng)按鍵少時可接成獨(dú)立連接式鍵盤；當(dāng)按鍵較多時，可以將鍵盤接成矩陣形式，這種形式節(jié)省口線。本系統(tǒng)由于所需鍵盤數(shù)目不多，只有測溫開始鍵和消音鍵，不占用太多的 I/O 口，所以采用結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的獨(dú)立連接式鍵盤14 15。其電路圖如圖 3.8 所示。其中按鍵 S1 的主要功能是測溫，當(dāng)按下此鍵后，系統(tǒng)開始進(jìn)行測溫；按鍵 S2的主要功能是關(guān)

47、閉報警器，當(dāng)報警器鳴叫時，按下此鍵，則報警器停止鳴叫。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Jun-2011 Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:S1S2R310KR410KVCC 5P1.5P1.4圖 3.8 按鍵電路由電路圖我們可以看出這部分的原理：由于單片機(jī)的 P1.4 口和 P1.5 口是通過10K 的上拉電阻與 5V 電源相聯(lián)的，所以在沒有按鍵按下的情況下單片機(jī)的兩個 I/O口的電平恒為高，只有當(dāng)對應(yīng)的按鍵按下的時候其電平才為低。我們就是依據(jù)單片機(jī)檢測到的低電平信號來判斷是哪一

48、個按鍵按下的16。3.6 報警電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的報警功能由一個蜂鳴器和一個三極管來實(shí)現(xiàn)17 18。當(dāng)測得的體溫值超過設(shè)定值（37.5）時，單片機(jī)會給 P2.7 口一個低電平，使三極管導(dǎo)通，從而引起蜂鳴器的鳴叫。當(dāng)系統(tǒng)檢測到消音鍵按下后，則將 P2.7 口置位，此時蜂鳴器由于三極基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管的截止而停止報警。硬件電路如圖 3.9 所示。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Jun-2011 Sheet of File:F:原原原MyDesign.ddbDrawn By:STC12C5616AD1KBELLVCC 5R

49、14VCC 5Q19012Q29012R61KR510KGND1VCC2V03RS(CS)4R/D(SID)5E(CLK)6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16/RET17VOUT18LCD_A19LCD_K20YM12864RP3.2P3.3P3.4P3.7P2.7圖 3.9 報警電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)就是編寫能使單片機(jī)運(yùn)行并控制外圍電路的程序，然后把程序燒入單片機(jī)，對單片機(jī)進(jìn)行控制，以完成硬件的功能。本設(shè)計(jì)的軟件部分是用 C 語言進(jìn)行編寫的。C 語言用途廣泛、語言簡潔，為完成某一功能所寫的源程序代碼往往比用其他語言寫得簡短，使得

50、程序輸入工作量減少。C 語言能直接訪問物理地址和端口，并能進(jìn)行位操作，因此能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能。而且，由 C 語言生成的可執(zhí)行代碼內(nèi)容量少，執(zhí)行效率高。因此，紅外測溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，C 語言成了首選。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件主要包括主程序、液晶刷新子程序、按鍵掃描子程序、測溫子程序和液晶初始化子程序等。4.1 主程序設(shè)計(jì)整個測溫系統(tǒng)在主程序的組織、管理下，完成數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示、報警等功能。主程序主要對 I/O 口、定時器、液晶顯示器等進(jìn)行初始化操作，以及通過對子程序的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)溫度的循環(huán)測量。主程序流程圖如圖 4.1 所示。4.2 子程序設(shè)計(jì)在一個程序中經(jīng)常會遇到反復(fù)多次執(zhí)行某程序段的情況

51、，如果重復(fù)書寫這個程序段，會使程序變得冗長而雜亂。對此，可把重復(fù)的程序編寫為一個子程序，通過主程序調(diào)用而使用它。這樣，不僅減少了編成的工作量，而且也縮短了程序的長度?；趩纹瑱C(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在原來的主程序中需要執(zhí)行該任務(wù)時，調(diào)用子程序，執(zhí)行完該任務(wù)后，又返回主程序，繼續(xù)以后的操作，這樣就簡化了程序的邏輯結(jié)構(gòu)，便于調(diào)試，節(jié)省了程序的空間。本節(jié)對各子程序模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換子程序、液晶顯示子程序、按鍵掃描子程序和報警處理子程序的設(shè)計(jì)。YN按鍵掃描測溫鍵按下？A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理溫度顯示開始系統(tǒng)初始化報警處理返回基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 4.1 主程序流程圖4.

52、2.1 鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立式按鍵，掃描過程比較簡單，即先對各個口進(jìn)行掃描，然后設(shè)置鍵盤標(biāo)志位的值，最后返回標(biāo)志位的值?？紤]到在鍵盤按下的過程中，會發(fā)生一定的抖動。由于抖動的緣故，很多時候會導(dǎo)致誤操作，為此，在掃描是否有按鍵按下的過程中，我們加入了一個延時子程序來消除鍵盤的抖動，使其能夠更加準(zhǔn)確的檢測出當(dāng)前按下的鍵。鍵盤掃描子程序流程如圖 4.2 所示。N初始化 flag 為 0測溫鍵按下?延時置 flag 為 1(表示測溫鍵按下)等待測溫鍵被松下消音鍵按下?延時等待消音鍵被松下置 flag 為 2(表消音鍵按下)返回 flag 值YNYN測溫鍵按下?消音鍵按下?YYN入口基于

53、單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 4.2 鍵盤掃描子程序流程圖4.2.2 A/D 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換子程序主要對采集到的模擬量進(jìn)行數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。由于需要轉(zhuǎn)換的模擬量有 3 路，所以對其進(jìn)行逐個轉(zhuǎn)換。同時為了確保結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此對每一路的轉(zhuǎn)換都進(jìn)行 6 次，最后取平均值作為這一路的轉(zhuǎn)換結(jié)果。其流程圖如圖 4.3 所示。設(shè)置 P1.0P1.2 口作為 A/D 轉(zhuǎn)換口選通道 0清 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器并開始 A/D 轉(zhuǎn)換等待轉(zhuǎn)換結(jié)束取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并清除標(biāo)志位完成 6 次?取平均值 0選通道 1完成 6 次?取平均值 1返回選通道 2YYNN等待轉(zhuǎn)換結(jié)束清 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器并開始 A/D

54、 轉(zhuǎn)換取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并清除標(biāo)志位完成 6 次?取平均值 2YN等待轉(zhuǎn)換結(jié)束清 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器并開始 A/D 轉(zhuǎn)換取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并清除標(biāo)志位入口基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 4.4 A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程圖4.2.3 液晶顯示子程序設(shè)計(jì)該子程序主要對測得的溫度值進(jìn)行液晶顯示。當(dāng)溫度測量完成后，得到的溫度值是一組數(shù)字量，若想讓液晶顯示器正確的顯示溫度值的各位，則首先需要對數(shù)據(jù)的各個位進(jìn)行拆分，然后將拆分后的溫度值的各個位寫入液晶顯示器的相應(yīng)地址，即完成了溫度值的顯示。其流程圖如圖 4.5 所示。lcd 初始化顯示“室溫：00.0”拆分溫度值各位顯示室溫值各位顯示體溫值各位返回顯示“體溫：0

55、0.0”入口基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 4.5 液晶顯示子程序流程圖4.2.4 報警處理子程序 報警處理子程序主要實(shí)現(xiàn)體溫的超限報警。該子程序先將測得的體溫值與設(shè)定的體溫值進(jìn)行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果決定是否啟動蜂鳴器報警。它的消音操作是通過對消音按鍵的檢測來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)檢測到消音按鍵按下后，則執(zhí)行相應(yīng)的操作，從而使蜂鳴器停止鳴叫。其流程圖如圖 4.6 所示。 YN測量值是否大于設(shè)定值？入口報警返回消音鍵是否按下？按鍵掃描YN消音基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 4.6 報警處理子程序流程圖結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)在導(dǎo)師的指導(dǎo)和自己的努力下，歷經(jīng)了各種困難，總算完成了。設(shè)計(jì)中所涉及到的許多東西，如熱電

56、堆紅外傳感器、信號的放大、帶 A/D 單片機(jī)的使用等都是自己以前很少接觸到的內(nèi)容，有些東西甚至很少有中文資料可供參考。如何在最短的時間內(nèi)消化這些內(nèi)容并著手系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是我遇到的第一個難題。在硬件電路設(shè)計(jì)方面，如何使設(shè)計(jì)出的電路具有可操作性和實(shí)用性是另一個需要解決的難題。對我而言，解決這些問題的過程是一個耗時費(fèi)神甚至是痛苦的過程。當(dāng)能夠解決一個問題哪怕是一個小小的問題時，我都是相當(dāng)?shù)呐d奮與快樂。因此在這個過程中，我學(xué)會了很多在課堂上學(xué)不到的東西，極大地豐富了我的知識，鍛煉了我的能力。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)總體上是以 STC12C5616AD 單片機(jī)為控制核心，以紅外測溫原理為理論基礎(chǔ)，通過對單片機(jī)的外圍電路

57、的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)人體體溫的非接觸測量的。設(shè)計(jì)包括硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件編程的設(shè)計(jì)，其中程序是由易于掌握的 C 語言來編寫的。設(shè)計(jì)中需要考慮的因素很多，但主要考慮到兩個因素：第一，要盡力把系統(tǒng)作的完善，并充分體現(xiàn)它的實(shí)用性和可靠性；第二，對外圍電路設(shè)計(jì)時盡量使它簡單。正是有了這些明確的目的和任務(wù)，我才能有條不紊的完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深地感受到了理論與實(shí)踐之間的巨大差距，在以前學(xué)基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)習(xí)單片機(jī)時，很多知識點(diǎn)在理論上還是能夠理解的，但到了具體的實(shí)踐環(huán)節(jié)中，就出現(xiàn)很多自己無法理解的現(xiàn)象。因此，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我一定要加強(qiáng)實(shí)踐和理論相結(jié)合能力的培養(yǎng)，也只有這樣

58、我才能更好的理解理論知識以及提高自己的實(shí)踐能力，最終達(dá)到學(xué)以致用的目的。致 謝經(jīng)過三個多月的忙碌工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成。作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促和指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成畢業(yè)設(shè)計(jì)是很困難的。這次畢業(yè)論文能夠得以完成，是所有指導(dǎo)過我的老師，和幫助過我的同學(xué)以及一直關(guān)心支持著我的人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。在此，我要向他們致以深深的謝意！ 感謝我的指導(dǎo)老師xxxx老師，感謝丁老師對本論文從選題、構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給我的細(xì)心指引和教導(dǎo)，使我對本設(shè)計(jì)有了深刻的認(rèn)識，并最終得以完成畢業(yè)論文。其次要感謝雖然

59、不是我的導(dǎo)師但依然對我關(guān)心照顧的各位老師，正是你們對我的熱情幫助和寶貴建議，才讓我能夠更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。此外我還要感謝我身邊所有的朋友和同學(xué)們，謝謝你們在生活和學(xué)習(xí)上對我的關(guān)照與寬容，與你們一起走過的繽紛時代，將會是我一生最珍貴的回憶！最后，我要向在百忙之中抽出時間對本文進(jìn)行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位老師表示深深的感謝！基于單片機(jī)的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)1 胡向東，劉京誠. 傳感技術(shù)M. 重慶大學(xué)出版，2006.22 陳繼述. 紅外探測器M . 北京：國防工業(yè)出版社，1986.5 3 何道清. 傳感器與傳感器技術(shù)M . 北京：科學(xué)出版社,2004.34 傅中君，侯雪亞. 基于 T

60、S118-1 的無接觸式人體體溫計(jì)的實(shí)現(xiàn)J. 江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2007.45 賴永欽. 利用單片機(jī)制作紅外線測溫控制器J. 廣東省陶瓷職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)報，2010.66 張洪潤，劉秀英，張亞凡等.單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) 200 例M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.77 南建輝，熊鳴，王軍茹. MCS-51 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例M. 北京：清華大學(xué)出版社，2003.78 STC12C5620AD 系列單片機(jī)用戶手冊.9 郭天祥. 新概念 51 單片機(jī) C 語言編程：入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略M. 北京：電子工業(yè)出版社，2009.110 余永權(quán). 單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M. 北京：電子