【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2 液晶顯示屏、 10K 排阻、 滑動(dòng)變阻器、晶振、蜂鳴器、復(fù)位電路等構(gòu)成。主要實(shí)現(xiàn) TN901 溫度傳感器測(cè)量目標(biāo)溫度，經(jīng)過(guò)程序處理之后在 1602 液晶顯示屏上顯示目標(biāo)溫度的具體數(shù)字。設(shè)置程序最大測(cè)量溫度和最小測(cè)量溫度，目標(biāo)溫度超出此范圍蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。通過(guò)按鍵復(fù)位測(cè)量完成后還原讀數(shù)。 滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié) 1602 液晶顯示屏亮度等。 圖 22 TN901紅外測(cè) 溫儀 表 22 極限值 參數(shù) 符號(hào) 額定值 直流電壓 V+ 輸入電壓范圍 VIN to V+ + Note: 電壓超過(guò)額定表中給出的額定值可能引起操作錯(cuò)誤或者器具的損壞。對(duì)正常工作條件見 AC/DC 參數(shù) . 表 23 直流參數(shù) 1 6 (VDD = , TA = 25℃ ) (VDD = , TA = 25℃ ) 表 24 直流參數(shù) 2 參數(shù) 符號(hào) 數(shù)值 單位 測(cè)試條件 最小值 典型值 . 最大值 工作電壓 VDD V 工作電流 IOP 4 6 mA VDD = , FCPU = 600KHz 靜態(tài)電流 ISTBY 2 3 μA VDD = 輸入高電平 VIH V VDD = 輸入低電平 VIL V VDD = 高電平輸出電流 IOH mA VDD = , VOH = 低電平輸出電流 IOL mA VDD = , VOH = 7 表 25 測(cè)試規(guī)范 測(cè)試條件 33~220176。C / 27~428176。F 工作范圍 10~50176。C / 14~122176。F 精度 Tobj=15~35176。C, Tamb=25176。C +/176。C 全范圍精度 AC +/2%, 2176。C 分辨力（ ~176。C ） 1/16176。C= (fall range) 響應(yīng)時(shí)間 (90%) 1 秒 D:S 1:1 發(fā)射率 ~1 刷新頻率 尺寸 波長(zhǎng) 5um14um 重量（不包括電池） 9 克 電源 3V 或 5V 可選擇 參數(shù) 符號(hào) 數(shù)值 單位 測(cè)試條件 最小值 典型值 . 最大值 工作電壓 VDD V 工作電流 IOP 6 9 mA VDD = , FCPU = 600KHz 靜態(tài)電流 ISTBY 3 μA VDD = 輸入高電平 VIH μA VDD = 輸入低電平 VIL μA VDD = 高電平輸出電流 IOH mA VDD = , VOH = 低電平輸出電流 IOL mA VDD = , VOL = 8 3 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 本紅外測(cè)溫儀采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，它的硬件結(jié)構(gòu)由 STC89C51 單片機(jī)模塊，紅外測(cè)溫模塊，電源模塊，鍵盤模塊和 LCD 顯示模塊組成。 STC89C51 單片機(jī)是本系統(tǒng)的控制中心，它負(fù)責(zé)控制啟動(dòng)溫度測(cè)量、接收測(cè)量數(shù)據(jù)、計(jì)算溫度值、并根據(jù)取得的鍵值控制顯示過(guò)程；紅外測(cè)溫模塊負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集、測(cè)量，并將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)端口傳送給 STC89C51 單片機(jī)； LCD 顯示模塊把測(cè)量的 溫度值直觀地顯示給觀測(cè)者；電源模塊負(fù)責(zé)本紅外測(cè)溫儀電源的供應(yīng)。 圖 31 紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì)框圖 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(lái)的數(shù)據(jù)加以處理，送 LCD顯示屏顯示。 9 圖 32 單片機(jī)處理模塊電路圖 圖 33 單片機(jī)引腳圖 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。 （ 2） RST： 單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端； （ 3） ALE: 地址鎖存有效信號(hào)輸出端； （ 4） PSEN ：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端。 10 紅外測(cè)溫模塊 圖 34 紅外測(cè)溫電路模塊 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。而且它具備 SPI 接口，可以很方便地與單片機(jī)（ MCU）傳 輸數(shù)據(jù)。 紅外測(cè)溫傳感器的引腳介紹 : 圖 35 紅外測(cè)溫傳感器引腳圖 紅外測(cè)溫傳感器引腳圖如圖 24，其中 V為電源引腳 VCC， VCC 一般為 3V到 5V 之間的電壓，一般取 ； D 為數(shù)據(jù)接收引腳，沒(méi)有數(shù)據(jù)接收時(shí) D 為高電平； C 為 2KHz Clock 輸出引腳； G 為接地引腳； A 為測(cè)溫啟動(dòng)信號(hào)引腳，低電平有效。 電源模塊 STC89C51 的內(nèi)核共電為 5v，而此紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)的紅外測(cè)溫模塊和 LED鍵盤模塊的共電電壓都可為 5V，所以通過(guò)此電源模塊后，將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換成5V的單片機(jī)工作電壓，以保障紅外測(cè)溫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 11 鍵盤模塊 本設(shè)計(jì)鍵盤模塊總共有三個(gè)按鍵，其中有啟動(dòng)電源鍵、卡電重啟電源鍵、復(fù)位按鍵。 LCD 顯示模塊 LCD 顯示模塊 ：本設(shè)計(jì)采用 1602LCD 液晶顯示屏。 數(shù)碼管顯示按顯示方式分動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種，靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，占用很少的 CPU時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的電路硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示需要CPU 時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新， 所謂的動(dòng)態(tài)就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器，對(duì)每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮 一次，利用人的視覺留感達(dá)到顯示的目的。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。 本設(shè)計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)顯示，顯示模塊由兩片 74HC164,8 個(gè) 8段 LCD數(shù)碼管組成。 圖 36 LCD顯示電路原理圖 12 4 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)針對(duì)紅外測(cè)溫是測(cè)量人體體溫，所以本設(shè)計(jì)軟件針對(duì)的是人體測(cè)體溫方面設(shè)計(jì)，對(duì)大環(huán)境下其他方面的溫度測(cè)量設(shè)計(jì)不做介紹。 主 程 序 模 塊紅 外 測(cè) 溫 鍵 盤 掃 描 顯 示 模 塊 通 信 模 塊 圖 41 紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)的軟件方案設(shè)計(jì)框圖 主程序模塊的設(shè)計(jì) 當(dāng)紅外測(cè)溫儀接通電源時(shí)， STC89C51 單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，開始運(yùn)行該程序。該程序首先對(duì) STC89C51 初始化。然后給出開機(jī)顯示，接著判斷是否有鍵輸入，若沒(méi)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。 若不是就返回開機(jī)顯示，是則進(jìn)行紅外測(cè)溫，接收數(shù)據(jù)，并將計(jì)算的溫度值顯示出來(lái)，如果是環(huán)境溫度通過(guò)數(shù)碼管前四位顯示，目標(biāo)溫度用后四位顯示。并等待結(jié)束測(cè)溫命令。再判定是否結(jié)束溫度測(cè)量，若沒(méi)則繼續(xù)測(cè)溫，若收到結(jié)束命令則返回開機(jī)顯示，重新判斷。 13 圖 42 主程序流程圖 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。它的程序流程圖如圖 32所示，此模塊首先定義一個(gè)字符型數(shù)組用于存放讀取到的一幀數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)測(cè)溫，讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是在脈沖的下降沿一位一位傳送的。把五個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)都讀完后判斷第一個(gè)字節(jié)是否為 0x4c 或0x66 并且第五個(gè)字節(jié)為 0x0d，若是則計(jì)算溫度值返回，否則繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。 14 圖 43 紅外測(cè)溫流程圖 鍵盤掃描程序模塊 鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用中不可缺少的一部分。本鍵盤的設(shè)計(jì)采用 1列 8行 (1X8)的設(shè)計(jì)思想， 74HC164 在鍵盤中充當(dāng)行驅(qū)動(dòng)，列線接在單片機(jī)的 口上，在固定的極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)鍵盤的列線進(jìn)行掃描，進(jìn)而判斷是否有鍵按下，有鍵按下再判斷是哪個(gè)鍵按下從而根據(jù)按鍵值在程序中做出進(jìn)一步的判斷。 顯示程序模塊 在顯示模塊 中， 我們采用兩片 74HC164,4個(gè) 8段 LED數(shù)碼管組成。它的工作原理是主控單片機(jī) STC89C51通過(guò)控制位選的 74HC164去控制點(diǎn)亮不同的數(shù)碼管，而另一片 74HC164是用來(lái) 根據(jù)