【正文】 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)碼管顯示的功能。 方案 二 ：采用熱釋電紅外線傳感器 D203S。 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。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。 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)有共陽極、共陰極兩種。 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。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)。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。 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。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。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。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。 8位的分辨率（最高分辨可達(dá) 256 級），可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其中，濾光片設(shè)置在窗口處，組成紅外線通過的窗口。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。 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。 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。 不僅增加了設(shè)計(jì)難度，而且使設(shè)計(jì)更具實(shí)用性。 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。 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。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。 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、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)。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。 （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。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。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。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。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU的專用處理器發(fā)展而來?，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)。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。 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 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或 輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。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。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。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)。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)。 算法選擇應(yīng)考慮硬件和 C51 的特點(diǎn)。溫度計(jì)能適應(yīng)從40176。其中后端 LM324 的輸出接 A/D 轉(zhuǎn)換電路的輸入端。 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)級別，工作。該部分的作用采集人體紅外線信號并進(jìn)行放大。 綜上所述，所以選擇 AT89S52 芯片作為單片機(jī)控制芯片。 寄存器定義文件的選擇和單片機(jī)型號一致。自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法能有效解決這個(gè)問題。串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構(gòu)成自激震蕩器 震蕩電路如圖。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。此外， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成芯片，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。 單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。如果要再進(jìn)行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換，片選 CS必須再次從高向低跳變，后面再輸入啟動(dòng)位和配置位。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 C to +85176。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著的優(yōu)點(diǎn)。多用于對精度要求不是很高的場合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測器等。 物體發(fā)射率對輻射測溫的影響：自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。 電路原理圖的設(shè)計(jì)過程可分為以下幾個(gè)步驟： 設(shè)置電路圖紙參數(shù)及相關(guān)信息 根據(jù)電路圖的復(fù)雜程度設(shè)置圖紙的格式、尺寸、方向等參數(shù)以及與設(shè)計(jì)有關(guān)的信息，為以后的設(shè)計(jì)工作建立一個(gè)合適的工作平面。由于紅外測溫儀測量溫度范圍寬，除了用于人體溫度檢測外，還可用于電器的紅外測溫、供暖的紅外測溫、運(yùn)輸 /汽車維修時(shí)的紅外測溫等各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)測量時(shí)間長，讀數(shù)也不方便 ,而且水銀本身具有危險(xiǎn)性，這都對新的測量方法提出了更高的要求。比起前種測溫方法，紅外體溫計(jì)有著響應(yīng)時(shí)間快、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布 ——與它的表面溫度有著十分密切 的關(guān)系。 Protel 電子線路設(shè)計(jì)軟件 是在 TANGO 基礎(chǔ)上改進(jìn)的電路 CAD 軟件，它在原理圖文件格式、印制板文件格式、原理圖器件庫文件格式、印制板封裝庫文件格式、原理圖編譯和網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換與檢查等方面保持了與 TANGO 版本一致或兼容的前提下，對原 TANGO 版本做了一些改動(dòng)。 系統(tǒng) 元器件介紹 信號采集模塊介紹 （一）黑體輻射定律 紅外體溫計(jì)的測溫原理是基于黑體輻射定律。由于它只接收人體對外發(fā)射的紅外輻射，沒有任何其它物理和化學(xué)因素作用于人體，所以對人體無任何害。熱釋電元件 PZT 將波長在 8mm～ 12mm 之間的紅外信號的微弱變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑸榱酥粚θ梭w的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。 當(dāng)輸入啟動(dòng)位和配置位后，選通輸入模擬通道，轉(zhuǎn)換開始。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用， 32 位單片機(jī)迅速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。 單片機(jī)芯片 可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè) “電 ”的時(shí)代，即電氣時(shí)代 、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能， P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓 Vpp。 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，其有效時(shí)間持續(xù) 24 個(gè)振蕩脈沖周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。共陽極數(shù)碼管中的各二極管正極并接在一起作為公共端 ，使用時(shí)接高電平，當(dāng)其中某段二極管的負(fù)極為低電平時(shí)，此段二極管點(diǎn)亮。 C 語言是一種常用的高級語言之一， C 語言簡潔、緊湊、使用方便靈活。 方案二：選用 AT89S52 芯片。它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。 （一） DS1302 簡介 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。單片機(jī) 的 P1 口用來接受 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)， P0 口控制顯示電路， P3 口控制報(bào)警和時(shí)鐘顯示電路。但是從設(shè)計(jì)角度而言，由于該傳感器輸出的是精準(zhǔn)的且與溫度大小線性相關(guān)的數(shù)字信號，而且價(jià)格不菲，易于損壞。此外，本設(shè)計(jì)還增加了超溫報(bào)警功能，當(dāng)被測人體溫超過 38 度時(shí)， LED 燈亮報(bào)警；體溫超過 39 度時(shí)，LED 燈亮的同時(shí)蜂鳴器蜂鳴報(bào)警。 此次設(shè)計(jì)的軟件編程部分主要采用自頂向下模塊化設(shè)計(jì)方法來編程，整個(gè)程序大致分為 AD 轉(zhuǎn)換模塊、 DS1302 時(shí)鐘模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊等，通過主函數(shù)和函數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)程序的功能?？刂茢?shù)碼管的某幾端發(fā)光，就能顯示出某個(gè)字碼或字符。由于外部時(shí)鐘信號是通過一個(gè) 2 分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號的所以外部時(shí)鐘的占空比沒 有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時(shí)間和最大低電平持續(xù)的時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 16 頁 EA/VPP：外部訪問允許。 P3 口： P3 口是 一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 14 頁 AT89S52 單片機(jī)簡介 本系統(tǒng)選用美國 Atmel公司 AT89S52 單片機(jī)， AT89S52 單片機(jī)是 AT89S 系列單片機(jī)中的一種，它是在現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制等各領(lǐng)域的 AT89C52 系列單片機(jī)的換代產(chǎn)品。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O設(shè)備。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。在第二、三個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。 ADC0832 是 8 腳雙列直插式雙通道 A/D轉(zhuǎn)換器，能分別對兩路模擬信號實(shí)現(xiàn)模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換，可以用在單端輸入方式和差分方式下工作。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極，當(dāng)傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有Δ T的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷Δ Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓Δ