【正文】 圖 36 LED 顯示程序流程圖 23 總 結(jié) 歷經(jīng)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回想這段時(shí)間收獲頗多。例如可以通過按鍵更靈活的控制測(cè)溫，如果再加上語音播報(bào)功能就更加完 善了。它必須和時(shí)鐘振蕩器連在一起才能得到時(shí)鐘波形。在要求有高穩(wěn)定的時(shí)鐘情況下通常用補(bǔ)償振蕩器。在整個(gè)頻率范圍內(nèi)控制電壓和頻率是非線性的關(guān)系但在部分范圍是線性的。當(dāng)壓控振蕩器的頻率在參考頻率的一半和兩倍之間時(shí)，要進(jìn)行相位校正；相位校正是微調(diào)。 N)。隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的提高和系統(tǒng)中多個(gè)時(shí)鐘的使用，頻率合成器應(yīng)用越來越普遍。因此，抖動(dòng)表示為177。 長(zhǎng)期抖動(dòng)是指在“很多 ” 周期范圍內(nèi)時(shí)鐘輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置對(duì)理想位置的偏離。相位偏移出兩部分組成：驅(qū)動(dòng)器件的輸出相位偏移和由于布線導(dǎo)致的電路板設(shè)計(jì)相位偏移。導(dǎo)線長(zhǎng)度的不同導(dǎo)致信號(hào)傳播時(shí)間的不同，從而引起相位偏移。對(duì)于 15 納秒的時(shí)鐘同時(shí)期而言， 1 納秒的相位偏移是很重要的。穩(wěn)定性是指在常溫范圍內(nèi)工作頻率和常溫標(biāo)稱頻率之間的差別 (ppm)。通常在數(shù)字信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行“擺動(dòng)”測(cè)量。由于 TTL器件的電壓在 0V到 3V之間擺動(dòng)，所以高電平時(shí)間在 測(cè)量。 Power supply noise N) The Sample Rate of a Frequency Synthesizer determines how often the inputs ate sampled in order to perform phase and frequency correctoin. It is expressed as Fref/Q. The Acquisition /Lock Time of a PLLbased Frequency Synthsizer is the amount of time taken by the Frequency Synthesizer to attain the target frequency after powerup, or after a programmed output frequency change. The Resolution of a PLLbased Frequency Synthesizer is base on the number of bits in the P and Q counter. The Resolution will determine in what size increments the frequency can change. The Deadband of a PLLbased Frequency Synthesizer is the largest phase difference between the reference and the feedback inputs, which will not be corrected by the PLL. Multiple PLLs are needed within a single frequency synthesizer to generate multiple unrelated frequencies. Frequency synthesizers are gaining in popularity as system plexity increases and systems utilize multiple clocks. The term “Clock Generator” is interchangeably used wit “Frequency Synthesizer.” Clock Buffers A Clock Buffer is a device in which the output waveform directly follows the input waveform. The input waveform propagates through the device and is redriven by the output buffers. Hence, such devices have a propahation delay associated with them. In addition, due to the differences between the propagation delay through the device on each inputoutput path, skew will exist on the outputs. Clock Parameters Clock Jitter Jitter can be defined as the deviations in a clocl’s output transitions from their ideal positions. The deviation can either be leading or lagging the ideal position. Hence, jitter is expressed in 177。在既使用時(shí)鐘上升沿也使用時(shí)鐘下降沿的系統(tǒng)中，占空比是很重要的。新晶體的老化速度要高于舊晶體。頻率容差受晶體生產(chǎn)、校準(zhǔn)工藝精度控制能力的影響或控制。如果沒有正確進(jìn)行端接，那么這些跡線就會(huì)出現(xiàn)電壓反射之類的傳輸線效應(yīng)，從而導(dǎo)致相位偏移。 電路板設(shè)計(jì)相位偏移（外部相位偏移）是由下列電路板布線問題造成的 相位偏移量。受抖動(dòng)影響的常見應(yīng)用有：個(gè)人電腦的主板、圖形卡和通信設(shè)備。它是指在相鄰兩個(gè)時(shí)鐘邊沿的范圍內(nèi)時(shí)鐘輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置偏離理想位置 。 時(shí)鐘參數(shù) 時(shí)鐘抖動(dòng) 抖動(dòng)被定義為時(shí)鐘輸出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置偏離了理想位置。 基于鎖相環(huán)的頻率合成器的死區(qū)是指無法被鎖相環(huán)校正的參考輸入和反饋輸入之間的最大相位差。鎖相環(huán)的輸出頻率可以表示為 FOUT=( Fref鎖相環(huán)校正頻率有兩種方式。顯然，隨著溫度穩(wěn)定性 的提高，振蕩器的成本也提高了。在大多數(shù)要求有時(shí)鐘 信號(hào)的高速數(shù)字系統(tǒng)中，晶體振蕩器是最適合的。 晶體 晶體是一種基本的壓電石英晶體。為今后的學(xué)習(xí)和工作打下了很好的基礎(chǔ)。 4個(gè) 8段數(shù)碼管是定時(shí)循環(huán)按順序被點(diǎn)亮，由于每次被點(diǎn)亮的時(shí)間間隔極短，也由于人眼對(duì)光亮的感覺延遲效應(yīng)，所以在顯示不斷被刷新的同時(shí)，人眼不會(huì)有閃爍感。它的 程序流程圖如下圖 34： 21 開 始返 回判 斷 是 否 有 鍵 按 下延 時(shí) 1 0 m s根 據(jù) 取 得 鍵 值 處 理 相 應(yīng) 子 程 序掃 描 鍵 盤 ， 獲 得 鍵 值判 斷 是 否 有 鍵 按 下YNYN 圖 34 鍵盤掃描程序 由于系統(tǒng)采用由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的獨(dú)立式按鍵，它存在按鍵開關(guān)的抖動(dòng)問題，這種抖動(dòng)的暫態(tài)過程大約經(jīng)過 5～ 10ms 的時(shí)間，人的肉眼是覺察不到的，但對(duì)高速的 CPU 來說，這個(gè)抖動(dòng)容易影響到單片機(jī)對(duì)按鍵的正確判斷。 紅外測(cè)溫程序模塊 該紅外測(cè)溫模塊的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)和脈沖信號(hào)分別接單片機(jī) ， 口 ,測(cè)溫控制端接 口。 167。當(dāng) A、 B有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK上升沿作用下決定 QA的狀態(tài)。其電路原理圖如圖 210 所示。所以，采用此芯片的串行通信系統(tǒng)只需單一的 +5V電源就可以了。典型的 RS232 信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平 +5～ +15V，負(fù)電平為15～ 5V。 ) 12 5 0 0 n sB y t e 0I t e m M S B L S B S u m C RM e s s a g e f o r m a t 0 . 1 s e c2 0 n sD A T AD A T AC L O C KD A T A圖 2 5 圖 圖 圖 圖 圖 圖 圖 紅外測(cè)溫模塊溫度值的計(jì)算 以上面的例子：無論測(cè)量環(huán)境溫度還是目標(biāo)溫度，只要檢測(cè)到 Item為 0x4cH或者 0x66H 同時(shí)檢測(cè)到 CR 為 0x0dH，他們的溫度的計(jì)算方法都相同。 圖 23 是紅外測(cè)溫模塊電路圖： 圖 23 紅外測(cè)溫電路模塊 面對(duì)目前眾多的紅外檢測(cè)器件產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中選擇合適的紅外檢測(cè)器已成為一個(gè)重要問題。對(duì)于一些尚未定型的設(shè)計(jì)可以一邊設(shè)計(jì)一邊完善，加快了設(shè)計(jì)速度，減少了一 些軟件缺陷風(fēng)險(xiǎn)。 單片機(jī)處理模塊 該紅外測(cè)溫儀是以 STC89C51單片機(jī)為核心器件，此單片機(jī)模塊的工作原理是：加載相應(yīng)程序的 STC89C51 單片機(jī)把紅外測(cè)溫模塊傳來的數(shù)據(jù)加以處理，送 LED 顯示屏顯示。 主程序模塊主要完成系統(tǒng)初始化，溫度的檢測(cè)，串行口通信，鍵盤和顯示等功能。 用紅外測(cè)溫儀，你可連續(xù)診斷電子連接問題和查找連接處的熱點(diǎn)，以檢測(cè) 設(shè)備的 功能狀態(tài)， 還 可 檢驗(yàn)電池組件和功率配電盤接線端子，開關(guān)齒輪或保險(xiǎn)絲連接，防止能源消耗 。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。它的測(cè)量距離大約為 30米，測(cè)量回應(yīng)時(shí)間大約為 。 一、紅外溫度測(cè)量技術(shù) 非接觸式紅外測(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。這其中的不足之處，請(qǐng)各位老師加以批評(píng)指正。 鍵盤掃描程序模塊 .............................. 20 167。 單片機(jī)處理模塊 ................................. 7 167。詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方式，給出了硬件原理圖和軟件的設(shè)計(jì)流程圖。但在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，要求測(cè)量溫度用的傳感器不能與被測(cè)物體相接觸，這就需要一種非接觸的測(cè)溫方式來滿足上述測(cè)溫需求。 STC89C51 單片機(jī)負(fù)責(zé)控制啟動(dòng)溫度測(cè)量、接收測(cè)量數(shù)據(jù)、 并 按照 單片機(jī)中的溫度值計(jì)算 算法計(jì)算出目標(biāo)的溫度值 再通過 LED 把結(jié)果顯示出來 。 電源模塊 ...................................... 13 167。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。在本章中簡(jiǎn)要介紹了溫度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步概述了紅外測(cè)溫的原理與方法，并給出了本儀器的設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)正是采用紅外溫度傳感器這種溫度測(cè)量技術(shù)， 它 具有溫度分辨率高、響應(yīng)速度快、不擾動(dòng)被測(cè)目標(biāo)溫度分布場(chǎng)、測(cè)量精度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn) ；另外紅外溫度傳感器的種類較多，發(fā)展非?？?，技術(shù)比較成熟，這也是本設(shè)計(jì)采用紅外溫度傳感器設(shè)計(jì)非接觸溫度測(cè)量?jī)x的主要原因之一。 紅外測(cè)溫原理及方法 一 、 紅外測(cè)溫原理 紅外測(cè)溫儀的測(cè)溫原理是黑體輻射定律，眾所周知，自然界中一切高于絕對(duì)零度的物體都在不停向外輻射能量，物體的向外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯(lián)系，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)。下面是 全輻射測(cè)溫法的相關(guān)方法介紹： 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 ： V=RaεσT4=KT4 式中 K=Raεσ，由實(shí)驗(yàn)確定，定標(biāo)時(shí) ε取 1 T—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) ε——輻射率 σ——斯蒂芬 —玻耳茲曼常數(shù) 因此，可以通過檢測(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。 一 、 紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)及主要功能 1：溫度測(cè)量精度177。 鍵盤掃描模塊 ：獲取按鍵信息，處理按鍵請(qǐng)求等。采用晶體震蕩電路的原因是因?yàn)樗念l率穩(wěn)定性好，而這正是本紅外測(cè)溫儀非常重要的技術(shù)要求。 二 、 STC89C51 各引腳的功能描述如下 ： （ 1）電源和晶振： VCC—— 運(yùn)行和程序校驗(yàn)時(shí)加的電壓； VSS—— 接地； XTAL1—— 輸入到振蕩器的反向放大器； XTAL2—— 反向放大器輸出，輸入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。 它的測(cè)量距離大約為 30米，測(cè)量回應(yīng)時(shí)間大約為 秒。 但是 進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件， 因?yàn)?RS232是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)的 ,而 TTL 是用高低電平來表示邏輯狀態(tài)的 ,因此 ,為了能夠同 PC 機(jī)接口或終端的 TTL器件連接 ,必須在 RS232 與 TTL電平之間進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。接收器典型的工作電平為 +3～ +12V與12～ 3V。 14 圖 29電源電路 167。動(dòng)態(tài) 顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用 CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 LED 顯示電路原理圖如圖 211： 16 圖 211 LED顯示電路原理圖 由于鍵盤掃描電路和 LED 顯示器顯示電路采用動(dòng)態(tài)掃描的方式，并共用同一個(gè) 74HC164，所以在時(shí)間中斷程序中必須先運(yùn)行鍵盤掃描子程序，再運(yùn)行 LED 顯示子程序。然后給出開機(jī)顯示，接著判斷是否有鍵輸入，若沒有鍵輸入，則繼續(xù)判斷；若有鍵輸入， 則判斷是否是紅外測(cè)溫。 19 開 始定 義 數(shù) 組 存 放 測(cè) 溫 數(shù) 據(jù)開 啟 測(cè) 溫讀 取 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 溫 度 值