【文章內容簡介】 用板連接。數(shù)碼管與單片機連接原理圖 數(shù)碼管顯示方式共陰LED數(shù)碼管字形(段碼)表顯示數(shù)字dpgfedcba二進制代碼十六進制代碼0001111110011 11113f1000001100000 0110062010110110101 10115b3010011110100 11114f4011001100110 0110665011011010110 11016d6011111010111 11017d7000001110000 0111078011111110111 11117f9011011110110 11116f數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。數(shù)碼管動態(tài)顯示是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一。從本設計的原理圖中我們可以看到數(shù)碼管的段碼a,b,c,d,e,f,g,～，P0口接了上拉電阻，因為它是漏極開路的，控制數(shù)碼管中顯示的字形?！媳?，得到4位共陰LED數(shù)碼管字形位選代碼0xef,0xdf,0xbf,0x7f，控制數(shù)碼管不同的位數(shù)顯示不同的字形。當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的位選，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 復位電路按鍵后：電容器被短路放電、RST直接和VCC相連，就是高電平，此時進入“復位狀態(tài)”。松手后：電源開始對電容器充電，此時，充電電流在電阻上，形成高電平送到RST，仍然是“復位狀態(tài)”；稍后，充電結束，電流降為0，電阻上的電壓也將為0，RST降為低電平，單片機進入工作狀態(tài)。 晶振電路單片機片內有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。把放大器與作為反饋元件的晶體振蕩器和陶瓷電容連接，就構成了自激振蕩器，其輸出就是時鐘脈沖。 蜂鳴器電路 。程序預置beep高電平，當測量得到的溫度數(shù)值超過38℃時，beep變成低電平，產生回路，有電流經過蜂鳴器，達到報警的目的。 電源設計電源硬件實物圖供電方式1：采用最常用的USB供電。供電方式2：用10V的干電池，經7805降壓芯片后，輸出5V穩(wěn)定的直流電。第五章 系統(tǒng)測試及誤差分析 系統(tǒng)測試下表是采用本設計得到的溫度實測值與標準水銀溫度計的測量溫度值、誤差以及誤差率。測量次數(shù)真實值(176。C)實測值(176。C)誤差(176。C)誤差率(%)1 2 3 4 不同溫度下實際測量溫度數(shù)據(jù)及誤差注：水銀溫度計的測量范圍從 35℃到 42℃，測量范圍有限，測量時間長，所以本測試有一定的局限性。真實值：由市場上購買的測量體溫用的水銀溫度計測量得到；實測值：由本設計的紅外測溫儀得到；誤差=|真實值—實測值|；誤差率=（誤差/真實值）x 100%。 誤差分析 環(huán)境因素被測物體所處的環(huán)境條件對測量的結果有很大的影響，它主要體現(xiàn)在兩個方面，即環(huán)境的溫度和清晰度。1. 環(huán)境溫度的影響設被測目標的溫度為T1，環(huán)境溫度為T2 時，該目標單位面積表面發(fā)射的輻射能為，而相應地被它所吸收輻射能為，則該物體發(fā)出的凈輻射能Q 為: Q= （5）式中， A—單位面積；ε—物體的輻射率；α—吸收率。設被測物體的ε 和α兩者相等，由式(5)可得： 2. 大氣吸收的影響紅外線在輻射的傳輸過程中，由于大氣的吸收作用，能量總要受到一定的衰減。大氣吸收是指在傳輸過程中使一部分紅外線輻射能量變成其它形式的能量，或以另一種光譜分布。大氣吸收程度隨空氣溫溫變化而變化，被測物體距離越遠，大氣透射對溫度測量的影響就越大。所以，在室外進行紅外測溫時，應盡量在無雨、無霧、空氣比較清晰的環(huán)境下進行。在室內進行紅外測溫時，應在沒有水蒸氣的環(huán)境下進行，這樣就可以在誤差最小的情況下測得較準確的數(shù)值。 目標尺寸測量距離與目標直徑S:D=1:1 的測溫儀，測量距離應滿足下表的要求。目標大小D(mm)4008001600測量距離S(mm)4008001600被測物體和測溫儀視場決定了儀器測量的精度。使用紅外測溫儀測溫時，一般只能測定被測目標表面上確定面積的平均值。一般測試時有以下三種情況：1. 當被測目標大于測試視場時，測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響，就能顯示被測物體位于光學目標內確定面積的真實溫度，這時的測試效果最好。2. 當被測目標等于測試視場時，背景溫度已受到影響，但還比較小，測試效果一般。3. 當被測目標小于測試視場時，背景輻射能量就會進入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數(shù)，造成誤差。儀器僅顯示被測物體和背景溫度的加權平均值。因此在實際測溫時，被測目標尺寸超過視場大小的50%為好，具體情況如圖所示。 目標與視場示意圖 第六章 總結經過將近一年學習和實踐，我們設計的基于單片機的紅外測溫儀達到了立項時的預期目標。它體積小巧，能夠很方便地測量近距離物體的表面溫度以及所處環(huán)境的溫度，完全可以滿足常溫領域的測量。紅外測溫具有反應時間短、非接觸、不干擾被測場、讀數(shù)方便、使用壽命長、操作方便等優(yōu)點。充分利用常見的電子元器件，如單片機、數(shù)碼管，實現(xiàn)了日常生活中急需的儀器——測溫儀。軟硬件結合，實現(xiàn)了最底層的設計，為后續(xù)商業(yè)應用開發(fā)提供了基礎，如：添加無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，PC機客戶端遠程控制其測量采集溫度值，并將采集到的數(shù)據(jù)返回給PC機記錄分析。我們的設計也存在著很大的不足，整個板子沒有做PCB板，又沒有做外殼進行裝飾，所以整體看起來不夠美觀。經過大量測試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)整體性能還不是很穩(wěn)定，想要應用到實踐中還需要努力改進。參考文獻［1］ [M].北京：人民郵電出版社，2003［2］ [M].北京：高等教育出版社，［3］ 童詩白，華成英．模擬電子技術基礎［M］．高等教育出版社，2001．［4］ 戴梅萼，史嘉權，《微型計算機技術及應用》［M］．清華大學出版社2008.［5］ [M].北京：高等教育出版社，2009.［6］ [M].北京航空航天大學出版社，2006.［7］ 蔣偉,[J].《科技廣 場》,2008(10)［8］ 易志明,林凌,李剛,[J].電氣技術與自動化,2003.［9］ [M].北京：機械工業(yè)出版社，2004［10］ 何志彪，黃光，[J].紅外技術，1999［11］ 柳剛，黃竹領，周昊，王雙保，[M].光電子科技與信息，2005 ［12］ [M].北京：人民郵電出版社，2004致謝 我們當初對硬件一無所知，懷著些許憧憬和茫然申報了這個“基于單片機的紅外測溫儀設計”項目。正是在這樣的環(huán)境下，不斷督促自己去學習，學會了Keil uVisionMultisim、ISIS7 Professional等電子設計軟件的使用，單片機軟硬件仿真，以及簡單的電路設計。感謝那些鼓勵我們申報SRP項目的老師以及我們的指導老師田敏老師。由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地