【正文】 木斯大學(xué)教務(wù)處 第 25 頁 顯示部分的數(shù)碼管是通過 1 片 74LS164 來驅(qū)動(dòng)的，用循環(huán)送顯的方式，通過 9012 來選擇要送顯的數(shù)碼管。 有 31*8 位的額外數(shù)據(jù)暫存寄存器 最少 I/O 引腳傳輸，通過三引腳控制 工作電壓： 工作電流小于 320 納安 讀寫時(shí)鐘及岑琦或內(nèi)部 RAM 可以采用單字節(jié)模式和突發(fā)模式 8pinDIP 封裝或 8PinSOICs 兼容 TTL 可選的工業(yè)級(jí)別，工作。 、系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì) 時(shí)鐘顯示模塊 在原有基礎(chǔ)上加入時(shí)鐘顯示模塊，使整個(gè)設(shè)計(jì)在按鍵 的時(shí)候顯示溫度，不按鍵測溫的時(shí)候顯示時(shí)間。其中后端 LM324 的輸出接 A/D 轉(zhuǎn)換電路的輸入端。熱釋電紅外線傳感器是 80 年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件。溫度計(jì)能適應(yīng)從40176。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元， AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 算法選擇應(yīng)考慮硬件和 C51 的特點(diǎn)。對于指令系統(tǒng)不熟悉的程序員，喜歡用 C51 語言編寫程序。分解模塊的原則是簡單性、獨(dú)立性和完整性，即： 模塊具有單一的入口和出口； 模塊不宜過大，應(yīng)讓模塊具有單一功能； 模塊和外界聯(lián)系僅限于入口參數(shù)和出口參數(shù)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外界無關(guān)。共陰極數(shù)碼管中的各段二極管的負(fù)極 連在一起，作為公共端 ，使用時(shí)接低電平，當(dāng)其中某段二極管的正極為高電平時(shí)，此段二極管點(diǎn)亮。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 Q0的狀態(tài)。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為使單片機(jī)正常工作，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。對外接電容 C C2 雖然沒有非常嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用30pF177。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或 輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫 “1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。 90 年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU的專用處理器發(fā)展而來。在第一個(gè)時(shí)鐘期間， Dl 為高，表示啟動(dòng)位，緊接著輸入兩位配置位。但由于 DO 端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)使用并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以在 I/O 口資源緊張時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V 之間。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采 用外部偏置元件的必要性。濾光片為 6mm 多層膜干涉濾光片，對太陽光和熒光燈光 的短 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 8 頁 波長（約 5mm 以下）可很好濾除。 （三） D203S 簡介 紅外傳感器是紅外體溫計(jì)的關(guān)鍵部件，在本設(shè)計(jì)中紅外溫度傳感器我們選用 D203S。紅外溫度測量技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是測試速度快， 1 秒鐘以內(nèi)可測試 完畢。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。 Keil C51 uVision2 集成開發(fā)環(huán)境的主要功能有以下幾點(diǎn)： Keil C51 uVision2：是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中； C51 國際際準(zhǔn)化 C交叉編譯器：從 C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； A51 宏匯編器：從 80C51 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； BL51 鏈接器 /定位器：組合 由 C51 和 A51 產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成絕對目標(biāo)模塊； LIB 庫管理器：從目標(biāo)模塊生成連接器可以使用的庫文件； 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 5 頁 OH51 目標(biāo)文件至 HEX 格式的轉(zhuǎn)換器，從絕對目標(biāo)模塊生成 Intel Hex 文件； RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡化了復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。 設(shè)置元件 將選定的元件放置到已建立好的工作平面上，并對元件在 工作平面上的位置進(jìn)行調(diào)整，對元件的序號(hào)、封裝形式、顯示狀態(tài)等進(jìn)行定義和設(shè)置，以便為下一步的布線工作打好基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)主要用 Protel 電子設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電子線路的設(shè)計(jì)，電路原理圖見附錄二。國外產(chǎn)品有德國博郎集團(tuán)開發(fā)的只需 1 秒即可測出體溫的紅外體溫計(jì)；日本歐姆龍研制的幾款非接觸式紅外體溫 計(jì)和BJ40 型非接觸式醫(yī)用紅外線體溫計(jì) (精度為 177。 、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 紅外測溫原理 :一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。 一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。它用的紅外傳感器只是吸收人 體輻射的紅外線而不向人體發(fā)射任何涉嫌，采用的是被動(dòng)式且非接觸式的測量方式，因此紅外體溫計(jì)不會(huì)對人體產(chǎn)生輻射傷害。 紅外體溫計(jì)是通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，準(zhǔn)確地測定它的表面溫度。近 20 年來，非接觸體溫計(jì)在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，而紅外線體溫計(jì)以其快速、安全的特點(diǎn)，自 “非典”之后得到廣泛使用。 不僅增加了設(shè)計(jì)難度，而且使設(shè)計(jì)更具實(shí)用性。因此，它具有廣泛的開發(fā)前景！ 目前國內(nèi)開發(fā)的紅外體溫計(jì)主要有華中科技大學(xué)研制的 “慧眼： HW 一 05”人體溫度紅外熱圖像儀．其分辨率高達(dá) 0． 06℃ ；中科院上海物理研究所研制的紅外測溫儀和蘭州大學(xué)合華技術(shù)應(yīng)用開發(fā)中心開發(fā)的 LHW—I 型紅外線測溫儀。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 3 頁 第 2 章 軟硬件開發(fā)平臺(tái) 系統(tǒng)開發(fā)工具 硬件開發(fā)工具介紹 Protel 是由始建于 1985 年的 Protel Technonology 公司開發(fā)的、功能強(qiáng)大的電子電路設(shè)計(jì)軟件。 裝入所需要的元件庫 將所需的元件庫裝入設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，以便從中查找和選定所需的元器件。 Keil C51 uVision2 集成開發(fā)環(huán)境是美國 Keil Software 公司開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺(tái)，內(nèi)嵌多種復(fù)合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代 碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程尤其是 C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制選項(xiàng)，在開發(fā)大型項(xiàng)目時(shí)非常理想。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物 體的溫度之外，還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。由于該波長范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸收，因而可利用人體輻射的紅外能量精確地測量人體表面溫度，便能準(zhǔn)確地測定人體表面溫度。 菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射（反射）在 PIR 上，第二個(gè)作用是將探測區(qū)域內(nèi)分為 若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。其中，濾光片設(shè)置在窗口處，組成紅外線通過的窗口。該四放大器可以工作在低到 伏或者高到 32 伏的電源下，靜態(tài)電流大致為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一（對每一個(gè)放大器而言）。8位的分辨率（最高分辨可達(dá) 256 級(jí)），可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。 C； ADC0832 管腳圖如下圖所示： 各引腳功能如下： ADC0832 的工作原理： 正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、 CLK、 DO、 DI。在時(shí)鐘的上升沿， DI端的數(shù)據(jù)移入 ADC0832 內(nèi)部的多路地址移位寄 存器。 單片機(jī)控制模塊 介紹 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的 計(jì)算機(jī) 。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便 宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的 “肚子 ”里。 主要功能特性： 1）、兼容 MCS51 單片機(jī)； 2）、 8k 字節(jié) FLASH 村租期支持在系統(tǒng)編程 ISP1000 次擦寫周期 3）、 32 個(gè)可編程 I/O 口； 4）、 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 5）、 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 6）、全靜態(tài)時(shí)鐘 0Hz33MHz； 7）、全雙工 UART 串行通道； 8）、 8 個(gè)中斷源； 9）、 3 級(jí)加密程序存儲(chǔ)器； 10）、低功耗空閑和掉電模式， 掉電后中斷可喚醒； 11）、雙數(shù)據(jù)指針； 引腳介紹： P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低8 位地址。對 P3 口寫入 “1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。對 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。外接石英晶體（或陶瓷震蕩器）及電容 C C2 接在放大器的震蕩回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。 復(fù)位時(shí)單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H單元開始執(zhí)行程序。當(dāng) A、 B 任意一個(gè)為低電平時(shí)，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)有共陽極、共陰極兩種。程序結(jié)構(gòu)自頂向下 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 19 頁 模塊化程序設(shè)計(jì)方法就是把一個(gè)大程序劃分成一些較小的部分，每一個(gè)功能獨(dú)立的部分用一個(gè)程序模塊來實(shí)現(xiàn)。對于熟悉指令系統(tǒng)并且有經(jīng)驗(yàn)的程序員，喜歡用匯編語言編寫程序，根據(jù)流程圖可以編制出高質(zhì)量的程序。 動(dòng)態(tài)參數(shù)選擇應(yīng)考慮時(shí)鐘頻率的因素。 圖 31 系統(tǒng)框圖 被測人員 熱釋電紅外傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換電路 單 片 機(jī) 顯示單元 報(bào)警單元 時(shí)鐘單元 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 22 頁 、元器件方案選擇 、 單片機(jī)芯片選擇 方 案一：選用 AT89C52 芯片。 、紅外溫度傳感器選擇 方案一： 采用紅外溫 度傳感器 MLX90615ESGDAA， MLX90615 在信號(hào)調(diào)節(jié)芯片中使用了先進(jìn)的低噪音放大器，一枚 16bit ADC 以及功能強(qiáng)大的 DSP 元件。 方案 二 ：采用熱釋電紅外線傳感器 D203S。在放大之前加了一個(gè)射級(jí)跟隨器，作用是提高輸入阻抗。單片機(jī)的 和 74LS164 的片選和 CLK 時(shí)鐘端， 74LS164的輸出 Q0Q7 分別接到數(shù)碼管的 ah端口，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示的功