【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于。有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程。系統(tǒng)的主要功能是按下測溫按鍵時液晶會實時顯示紅。喇叭會把這個溫度播報一邊。系統(tǒng)由SMBus通信的紅外測溫傳感器MLX90614檢測溫

　　

【正文】 14 滿足所有 SMBus 時序規(guī)范。 MLX90614 SMBus 時鐘的最大頻率為 100KHz，最小為 10KHz。 MLX90614 SMBus 的特定時序為： SMBus Request (tREQ ) 定義了一段時間，在 定義的這段時間內(nèi) SCL 應(yīng)該置為 0 從而 使 傳感器 MLX90614 由 PWM 通信模式轉(zhuǎn)變?yōu)?SMBus 通信 模式，至少 ； 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 22 Timeout L 是將 SCL 置為低電平允許的最長時間。這段時間后 MLX90614 會置通信模塊并準(zhǔn)備重新通信，不多于 45us； Timeout H 是將 SCL 置為高電平允許的最長時間。這段時間 過 后會假定總線是空閑的（根據(jù)SMBus 規(guī)范）并重置通信模塊，不多于 27ms。 Tsuac(SD) 定義了一段時間，此時間在 SCL 的第八個下降沿后， MLX90614 會將 SDA 置為低電平以確認(rèn)接受的字節(jié)，不超過 。 Thdac(SD) 定義了一段時間，此時間在 SCL 的第九個下降沿后， MLX90614 釋放PWM/SDA(MD 可以繼續(xù)通信 ) ，不超過 。 Tsuac(MD) 定義了一段時間，此時間在 SCL 的第八個下降沿后， MLX90614 會釋放 PWM/SDA（ MD 可以確認(rèn)接收的字節(jié)），不超過 。 Thdac(MD) 定義了一段時間，此時間在 SCL的第九個下降沿后， MLX90614會控制 PWM/SDA（它可繼續(xù)傳送下個字節(jié)），不超過 。 T 在最新時序用到 MD 和 SD 索引 —— MD 當(dāng)主控器件在確認(rèn)； SD 當(dāng)從動器件在確認(rèn)。 圖 46 SMBus 時序 位傳送 圖 47 SMBus 位傳送 時序 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 23 PWM/SDA 的數(shù)據(jù)必須在 SCL 為低時改變。 (SCL 下降沿后間隔至少 ) 在 SCL 的上升沿，MD 和 SD 的數(shù)據(jù)被讀出，建議在 SCL 為低電平的中間時刻改變數(shù)據(jù)。 命令 RAM 和 EEPROM 大小都為 32x16。讀取 RAM 時，由于 RAM 中含有符號位，數(shù)據(jù)被分為兩部份。（例如 ： 體溫度從 176。C 到 +176。C 時， RAM 地址 0x07h 的數(shù)據(jù)會從 0x27AD到 0x7FFF。 )由 RAM 讀取的 MSB 是線性化溫度的錯誤指示符。（高表示激活） ( ，和 )原始數(shù)據(jù)的 MSB (例如 ： R sensor1 的數(shù)據(jù) )為符號位。 (符號和幅度格式 )對 帶電 可擦寫可編程 只讀存儲器 在 寫入數(shù)據(jù)之前 都必須先 寫入 0x0000 以擦除 帶電 可擦寫可編程 只讀存儲器 單元里的內(nèi)容，有關(guān) 帶電 可擦寫可編程 只讀存儲器 不允許 用戶 改變 其 出廠 時設(shè)置數(shù)據(jù)的地址 。 表 41 MLX90614 命令操作碼 操作碼 命令 000x _ xxxx 訪問 RAM 001x_xxxx 訪問 EEPROM 1111_0000 讀取表示符 1111_1111 進(jìn)入 SLEEP 模式 讀取標(biāo)示符： Data(7) —EEBUSY – 先前對 EEPROM 的讀 /寫操作正在進(jìn)行，高有效。 Data(6)—未使用 Data(5)—EE_DEAD EEPROM 發(fā)生雙重錯誤，高有效。 Data(4)—INITPOR 初始化程序正在進(jìn)行，低有效。 Data(3)—未執(zhí)行。 Data(2..0)和 Data(8..15)—都為 0。 EEPROM 里只有限定數(shù)目的地址是允許客戶改寫的。整個 EEPROM 可通過 SMBus 接口讀和寫。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 24 表 42 EEPROM 寄存器（部分） EEPROM(32 16) 名字 地址 可寫 001h Yes 002h Yes PWMCTRL 003h Yes Ta 范圍 004h Yes 發(fā)射率校正系數(shù) 005h Yes 存儲 ， 和 Ta范圍的地址取決于客戶所需的物體和環(huán)境溫度范圍。 存儲發(fā)射率的地址包含物體的發(fā)射率， (出廠默認(rèn)值為 = 0xFFFF)， 16 位數(shù)值。 發(fā)射率 = dec2hex[ round( 65535 ε ) ] （ 41） 其中 dec2hex[ round( X ) ] 代表十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，四舍五入近似。該情況下：發(fā)射率數(shù)值為 ε = … 。 寫入數(shù)據(jù)之前，先進(jìn)行擦除操作。（寫入 0） RAM 中不能寫入數(shù)據(jù)，只能進(jìn)行讀取。 表 43 RAM 寄存器（部分） RAM (32 17) 名字 地址 可否讀取 原始數(shù)據(jù) IR 通道 1 004h 原始數(shù)據(jù) IR 通道 2 005h 006h Yes 007h Yes 008h Yes 睡眠模式 MLX90614 可通過 SMBus 接口發(fā)送 ―進(jìn)入睡眠模式 ‖命令。為了將電流損耗降為 (典畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 25 型值 )，在模式中 SCL 保持低電平。通過將 SCL 引腳置 1，并把 PWM/SDA 引腳保持 0 大 于等于 =80ms 才能使 MLX90614 回到 POR 默認(rèn) 的 模式 (重置 POR)。 圖 48 進(jìn)入睡眠模式時序圖 圖 49 退出睡眠模式時序 退出睡眠模式 之 后， 會 間隔 （典型值）才 有 數(shù)據(jù) 的 輸出。第一次測量時片上 IIR 濾波器被跳過。所有測量結(jié)果都會通過由 EEPROM 設(shè)置的嵌入式數(shù)字濾波器。將 SCL 引腳置為低以降低引腳上的漏電流。 溫度計算 IR 傳感器 內(nèi)部集成許多的相 串接 的 熱電偶， 這些 熱電偶的冷接頭 以及其 熱接頭 分別存在傳感器 芯片襯底上 以及其 薄膜上。薄膜 可以 通過吸收或輻射使自身加熱 得到 冷卻。熱電堆的輸出信號為： （ 42） 其中 是物體的絕對溫度 (開爾文 )， 是傳感器芯片的絕對溫度， 是敏感度。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 26 一個附加的片上溫度傳感器用來測量芯片的溫度。測量完兩個傳感器的輸出后，對應(yīng)的環(huán)境溫度和物體溫度被計算出。 溫度的 計算是由 傳感器芯片 內(nèi)部 集成的 DSP進(jìn)行相應(yīng)計算的，計算的結(jié)果既是數(shù)字輸出，同時也與物體 測量 的 溫度成線性 正相關(guān) 。 環(huán)境溫度 傳感器芯片溫度是通過 PTC 或是 PTAT 元件測量的，傳感器在片內(nèi)進(jìn)行所有的狀態(tài)和數(shù)據(jù)的處理， 經(jīng)過 處理的線性傳感器溫度 會被 存 在 芯片內(nèi)存里 面 。 計算好的溫度輸出分辨率為 ℃ ，傳感器的出廠校準(zhǔn)范圍為 40…+125 ℃ 。在 RAM 單元地址 006h 中， 2DE4h 對應(yīng)線性輸出 的 最低限度 ℃ ， 4DC4h (19908d) 則與 125℃ 對應(yīng)。通過下式將 RAM 內(nèi)容轉(zhuǎn)換為實際的 溫度： (43) 物體溫度 輸出結(jié)果分辨率為 ℃ ， 并存于 RAM。 的實際溫度為： (44) 1LSB 對應(yīng)于 且 MSB 位是錯誤指示符（“ 1‖表示錯誤）。 例如： 1. 0000 = ℃ (無錯誤 ) MLX90614 可能輸出的最小數(shù)值 2. 0001 = ℃ (無錯誤 ) 3. 0002 = ℃ (無錯誤 ) 4. 3AF7 = ℃ (無錯誤 ) 5. 7FFF = ℃ (無錯誤 ) MLX90614 可能輸出的最大數(shù)值 結(jié)果可通過以下表達(dá)式計算： 1. 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)值，例如 3AF7h = 15095d 2. 除以 50 (或乘以 ) 例如 15095/50=(結(jié)果是開爾文為單位 ) 3. 轉(zhuǎn)換 K ℃ 如 =℃ 計算流程 測量，計算和線性化處理是通過內(nèi)核控制的，內(nèi) 核執(zhí)行 ROM 里的程序。 在 POR 后， 存于 帶電可擦寫可編程只讀存儲器 里的校準(zhǔn)數(shù)值 將芯片 初始化，在 這個 階段 中 ，芯片 將 選擇 IR 傳感器 的 號碼 從而選擇用哪一 個傳感器， 進(jìn)而 測量，補(bǔ)償，以及 在閉環(huán)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 27 的流程中 運行線性化 的 程序。 處理環(huán)境溫度包括： 固定波長 FIR 濾波器測量失調(diào) 固定波長 IIR 濾波器進(jìn)行附加濾波，結(jié)果作為 存于 RAM 可編程波長 FIR 濾波器進(jìn)行溫度傳感器測量 失調(diào)抵消 可編程波長 IIR 濾波器進(jìn)行附加處理，結(jié)果作為 存于 RAM 計算環(huán)境溫度，結(jié)果作為 存于 RAM 處理物體 的 溫度 主要 包括三 個 部分 ， 第一部分 是 兩個 IR 傳感器 所共同擁 有的，第三部分在只用一個 IR 傳感器時可以跳過。 IR 失 調(diào)： 固定波長 FIR 濾波器測量失調(diào) 固定波長 IIR 濾波器進(jìn)行附加濾波，結(jié)果作為 存于 RAM 固定波 長 FIR 濾波 器測量增益 失調(diào)抵消 固定 波長 IIR 濾波器進(jìn)行附加增益濾波，結(jié)果作為 存于 RAM 增益補(bǔ)償計算，結(jié)果作為 存 于 RAM 物體溫度： IR1 傳 感器： 可編程 波長 FIR 濾 波器測 量 IR 傳感器 失調(diào)補(bǔ)償 增益補(bǔ)償 可編程波長 IIR 濾 波器進(jìn)行濾波，作為 存 于 RAM 計算物體溫度，結(jié)果 作為 存于 RAM IR2 傳感器 ： 可編程波長 FIR 濾波器測量 IR 傳感 器 失調(diào)補(bǔ)償 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 28 增益補(bǔ)償 可編程波 長 IIR 濾波器進(jìn)行濾波 ，作為 存于 RAM 計算物體溫度，結(jié)果作 為 存 于 RAM LCD1602 顯示 LCD1602 液晶能夠同時顯示 16x02（ 16 列 2 行）即 32 個字符 的 工業(yè)字符型液晶。 LCD1602 液晶也 被稱之為 1602 字符型液晶， 是一種 點陣 型液晶模塊 ， 它 可以 專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等。 1602 液晶由若干個 5X7 或者 5X11 等 點陣 字符位組成， 其中， 每個點陣字符位都可以 用來分別 顯示一個字符 。 每位之間 和 每行之間 都存在一定的 間隔， 可以起到字符間距和行間距的作用， 但也是這個原因，導(dǎo)致 它 不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也 并 不好）。 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2， 可以 用來 顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 部分引腳功能 4 腳： RS 為 寄存器 選擇，高電平 1 時選擇 數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0 時選擇 指令寄存器 。 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平 (1)時進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時進(jìn)行寫操作。 6 腳： E 端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時讀取信息，負(fù)跳變時執(zhí)行指令。 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端 。 表 44 寄存器選擇控制表 RS R/W E 操作說明 0 0 1→ 0 寫指令代碼 0 1 1 讀忙標(biāo)志位和 AC 值 1 0 1→ 0 寫數(shù)據(jù) 1 1 1 讀數(shù)據(jù) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 29 圖 410 LCD1602 讀操作時序圖 圖 411 LCD1602 寫操作時序圖 RAM 地址映射圖 控制器內(nèi)部帶有 80 8 位（ 80 字節(jié)）的 RAM 緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如下圖 412 所示： 圖 412 LCD1602RAM 緩沖區(qū) LCD1602 指令集 清屏 RS=0， R/W=0， DB=0x01； 運行時間（ 250KHz）； 功能：清 DDRAM 和 AC 值 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 30 歸位 RS=0， R/W=0， DB=0x02(DB0 可以是任何狀態(tài) )； 運行時間（ 250KHz）； 功能： AC=0，光標(biāo)、畫面回 HOME 位 輸入方式設(shè)置 RS=0， R/W=0， DB7~DB3 均為 0， DB2=1， DB1 為 I/D,DB0 為 S； 運行時間（ 250KHz）； 40us 功能：設(shè)置光標(biāo)、畫面移動方式。 其中： I/D=1；數(shù)據(jù)讀、寫操作后， AC 自動增一； I/D=0；數(shù)據(jù)讀、寫操作后， AC 自動減一； S=1；數(shù)據(jù)讀、寫操作，畫面平移； S=0；數(shù)據(jù)讀、寫操作，畫面不動。 顯示開關(guān)控制 RS=0， R/W=0， DB7~DB4 均為 0， DB3=1， DB2~DB0 為依次為 D、 C、 B； 運行時間（ 250KHz）； 40us 功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān)。 其中： D 表示顯示開關(guān)； D=1 外開， D=0 為關(guān)； C 表示光標(biāo)開關(guān)； C=1 外開， C=0 為關(guān)； B 表示閃爍開關(guān)； B=1 外開， B=0 為關(guān)； 光標(biāo)、畫面位移 RS=0， R/W=0， DB7~DB5 均為 0， DB4=1， DB3 為 S/C， DB2 為 R/L； 運行時間（ 250KHz）； 40us 功能：光標(biāo)、畫面移動，不影響 DDRAM。 其中： S/C=1；畫面平移一個字符