【正文】 圖423 超限報(bào)警電路5. 方案對(duì)比方案一TS1183及AD7705有點(diǎn)是精度很高，處理數(shù)據(jù)精確。表414 光標(biāo)或顯示移位指令碼格式RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/L**光標(biāo)或顯示移位指令可使光標(biāo)或顯示在沒(méi)有讀寫顯示數(shù)據(jù)的情況下，向左或向右移動(dòng)；運(yùn)用此指令可以實(shí)現(xiàn)顯示的查找或替換；在雙行顯示方式下，第一行和第二行會(huì)同時(shí)移位；當(dāng)移位越過(guò)第一行第四十位時(shí)，光標(biāo)從第一行跳到第二行，但顯示數(shù)據(jù)只在本行內(nèi)水平移位，第二行的顯示決不會(huì)移進(jìn)第一行，如下表415；倘若僅執(zhí)行移位操作，地址計(jì)數(shù)器AC的內(nèi)容不會(huì)發(fā)生改變【14】。如表411 歸位指令碼格式RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000000001*Entry mode set 設(shè)置輸入模式指令碼，如表412。此外，由于數(shù)據(jù)移位指令與寫顯示數(shù)據(jù)可同時(shí)進(jìn)行，這樣用戶就以最少系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間，達(dá)到最高的編程效率。在控制器的控制下，模塊通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB0~DB7和E、R/W、RS三個(gè)輸入控制端與MPU接口。LCD顯示屏為行和列交叉形成的點(diǎn)陣，以58點(diǎn)陣的字符結(jié)構(gòu)模式和設(shè)置的顯示字符數(shù)目，選擇適宜的行數(shù)，分單屏、雙屏或者多屏顯示規(guī)定的字符。這對(duì)系統(tǒng)的可控性是很有幫助的。REST引腳的高電平只要維持足夠的時(shí)間（2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作【12】。 圖416 外界時(shí)鐘源電路 復(fù)位電路當(dāng)在STC89C52單片機(jī)的REST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。STC89C52的工作頻率取決于晶振Y1的頻率。由于外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)，此種方式常用于多片STC89C52單片機(jī)同時(shí)工作，以便于單片機(jī)的同步。表48 P3腳管腳功能引腳號(hào)第二功能引腳號(hào)第二功能RXD(串行輸入)T0（定時(shí)器0外部輸入）TXD(串行輸出)T1（定時(shí)器0外部輸入）　/INT0(外部中斷0)/WR(外部數(shù)據(jù)寄存器寫選通)　/INT1(外部中斷1)/RD(外部數(shù)據(jù)寄存器讀選通) 最小系統(tǒng)電路核心控制電路由STC89C52單片機(jī)，外部時(shí)鐘源，復(fù)位電路等部分構(gòu)成，如圖411所示。對(duì)P3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。 414 STC89C52引腳圖STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM,32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 STC89C52主要性能介紹STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在線系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。引腳引腳應(yīng)用弱上拉電阻VDD外接電源電壓MLX90615傳感器出廠都已經(jīng)經(jīng)過(guò)專業(yè)的黑體標(biāo)定過(guò)了，在規(guī)格范圍內(nèi)可以直接使用。SCL兩線通信協(xié)議的連續(xù)時(shí)鐘輸入。高度的整合性使得MLX90615與過(guò)去紅外產(chǎn)品相比具有更高的性價(jià)比。CESD靈敏度（AEC Q100 002）2KVDC方向電流，SDA引腳25mADC方向電流，SDA引腳10mADC方向電流，SCL引腳10mA 圖411 MLX90615引腳圖 圖412 MLX90615外觀圖MLX90615產(chǎn)品的感應(yīng)元件是一款帶有可感受目標(biāo)紅外輻射的微機(jī)械振膜晶片。 MLX90615絕對(duì)最大額定值見(jiàn)表6，超過(guò)絕對(duì)最大額定值會(huì)造成永久性損害。作為標(biāo)準(zhǔn)，MLX90615出廠校準(zhǔn)的物體發(fā)射率為1。此數(shù)值可通過(guò)串行兩線SMBus兼容協(xié)議獲或是器件的10位PWM格式獲得。器件有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TO46封裝形式。然后將對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)傳輸入單片機(jī)STC89LE52中，通過(guò)單片機(jī)程序處理信號(hào)，將對(duì)應(yīng)的溫度值顯示在LCD1602上，設(shè)置超限溫度，超過(guò)后報(bào)警。圖49 信號(hào)處理電路圖 (方案二)設(shè)計(jì)思路MLX90615數(shù)字式紅外測(cè)溫傳感器內(nèi)部集成了低噪聲放大器，16位ADC和強(qiáng)大的DSP的MLX90325單元。（7） 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器是一個(gè)16位的只讀寄存器，用于存放AD7705的最新轉(zhuǎn)換結(jié)果。MDMD0=00：正常工作模式，轉(zhuǎn)換器進(jìn)行正常A/D轉(zhuǎn)換；MDMD0=01：自校準(zhǔn)模式，一次完成零標(biāo)度和滿標(biāo)度校準(zhǔn)；MDMD0=10：零標(biāo)度系統(tǒng)校準(zhǔn)，零基準(zhǔn)電壓由外部提供；MDMD0=11：滿標(biāo)度系統(tǒng)校準(zhǔn)，滿標(biāo)度電壓由外部提供；G2 ~G0:為增益控制位，增益對(duì)照表如表45所示。具體說(shuō)明如下：/DRDY：寫操作時(shí)，必須把“0”寫到此位，以保證對(duì)通信寄存器寫操作的順利完成。⑨ DRDY：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志；⑩ DOUT：轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端；DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端；（3） 讀寫時(shí)序AD7705可以直接與單片機(jī)進(jìn)行接口，用到的數(shù)據(jù)線有片選/CS、串行時(shí)鐘輸入SCLK、指令或數(shù)據(jù)輸入DIN以及轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出DOUT等，只有在狀態(tài)信號(hào)DRDY指示輸出數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時(shí)，單片機(jī)才可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，圖47和圖48分別給出了讀寫數(shù)據(jù)周期的時(shí)序圖。在本設(shè)計(jì)中非常實(shí)用，只需要1片AD芯片就能滿足需求，節(jié)約了硬件成本。這種器件帶有增益可編程放大器，可通過(guò)軟件編程來(lái)直接測(cè)量傳感器輸出的各種微小信號(hào)。利用ΣΔ轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了16 位無(wú)丟失代碼性能。熱電堆輸出的信號(hào)直接是電壓信號(hào)，所以不需要進(jìn)行其它處理，就是直接將其信號(hào)放大處理得到使A/D轉(zhuǎn)換器能夠檢測(cè)分辨的電壓信號(hào)就可以了。它的阻值隨之溫度的升高而降低，由此通過(guò)測(cè)量其阻值就可以得知環(huán)境溫度。由于環(huán)境溫度時(shí)可變的，所以還要進(jìn)行環(huán)境溫度補(bǔ)償。由此可得出紅外傳感器的輸出電壓為：U=SK/（δT4δ0T04）其中：S是傳感器的敏感度（V/W）。其外部機(jī)構(gòu)如圖42所示，紅外溫度傳感器我們選用TS1183，TS1183紅外溫度傳感器的環(huán)境溫度補(bǔ)償范圍為40℃—100℃，比較適合測(cè)量體溫。熱電堆是用半導(dǎo)體集成電路（IC）工藝和微機(jī)械電子（MEMS）工藝制造的，它可以等效為多個(gè)熱電偶串聯(lián)。STC89C52單片機(jī)傳感器A/D7705LCD1602AT24C05蜂鳴器按鍵圖41 系統(tǒng)框圖該系統(tǒng)的測(cè)量原理為：傳感器探測(cè)到人體輻射紅外線后，傳送到A/D 7705轉(zhuǎn)換器經(jīng)放大、然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，傳送到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣、量化和編碼最后輸送到LCD1602進(jìn)行顯示。4． 硬件電路的設(shè)計(jì) (方案一)設(shè)計(jì)思路所有的物體都會(huì)向外發(fā)射紅外線，發(fā)射功率正比于物體表面溫度，人體向外發(fā)射的紅外線的波長(zhǎng)范圍在9~10um，為此我們選用了德國(guó)HLPlanartechnik公司生產(chǎn)的TS1183型無(wú)接觸式表面溫度測(cè)量傳感器，將吸收到的紅外線能量轉(zhuǎn)換成熱量，而內(nèi)部的熱電容把熱量成比例地轉(zhuǎn)換成電壓輸出，輸出的電壓經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)變成單片機(jī)能處理的數(shù)字量，然后通過(guò)一系列的算法運(yùn)算將其換算成相對(duì)應(yīng)的溫度值，再傳送給液晶顯示屏顯示。由于該波長(zhǎng)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(cè)量人體表面溫度。 顯示部分的選擇方案二中顯示與方案一中基本一致，無(wú)需變動(dòng)，依然選擇LCD1602。缺點(diǎn)：精度比不上TS1183，且價(jià)格也不低。C，物體溫度為40到115 186。 186。該顯示屏具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)豐富、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。液晶顯示屏正好可以克服這點(diǎn)，顯示部分看來(lái)來(lái)直觀簡(jiǎn)潔，耗電量較少。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。 控制部分的選擇 單片機(jī)主要我們學(xué)過(guò)的是AT和STC的，有51和52兩種居多，但51由于內(nèi)存較小等原因?qū)υO(shè)計(jì)要求較高，所以對(duì)于初學(xué)者我選擇52。放大器可以由單個(gè)的集成運(yùn)算放大器構(gòu)成，從而達(dá)到放大的目的，缺點(diǎn)是這種方法產(chǎn)生的測(cè)量誤差較大，并且數(shù)據(jù)也不穩(wěn)定。一種是內(nèi)部只由熱電偶構(gòu)成的紅外傳感器，如LHI778傳感器，測(cè)量的是目標(biāo)物體與環(huán)境溫度的差值，真實(shí)的測(cè)量目標(biāo)溫度是要外加環(huán)境溫度補(bǔ)償電路，該方法的優(yōu)點(diǎn)是傳感器價(jià)格便宜，但是電路相對(duì)復(fù)雜，不易制作。體積小，方便攜帶。紅外探測(cè)器中靈敏元非常靈敏，只要接收到目標(biāo)紅外輻射即可在短時(shí)間內(nèi)定溫。所以人體紅外測(cè)溫儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：非接觸測(cè)量：它不需要接觸到人體，只需在額頭前方5厘米左右測(cè)溫即可，而且紅外探測(cè)器只需感應(yīng)人體輻射的紅外線。而當(dāng)物體表面溫度較高時(shí)，則修正系數(shù)基本由物體表面溫度決定，這樣系數(shù)就不必再依環(huán)境溫度進(jìn)行校正。實(shí)際應(yīng)用中每隔5~10℃就必須標(biāo)定一個(gè)系數(shù)，當(dāng)采樣電壓峰值落在此區(qū)間時(shí)就選擇該系數(shù)。 ： ()式中：為與熱釋電響應(yīng)特性及物體表面發(fā)射率有關(guān)的常數(shù)，為物體表面溫度，為環(huán)境溫度。 溫度輸出功能：首先模擬信號(hào)輸出：0～5V，1～5V，0～10V，0/4～20毫安，可以加入閉環(huán)控制中。物質(zhì)發(fā)射率可從《輻射測(cè)溫中有關(guān)物體發(fā)射率的數(shù)據(jù)》中查得。測(cè)溫目標(biāo)大小與測(cè)溫距離的關(guān)系：在不同距離處，可測(cè)的目標(biāo)的有效直徑D是不同的，因而在測(cè)量小目標(biāo)時(shí)要注意目標(biāo)距離。信號(hào)處理功能：鑒于離散過(guò)程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過(guò)程不同，所以要求紅外測(cè)溫儀具有多信號(hào)處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值）。如果測(cè)溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測(cè)量小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測(cè)溫儀。對(duì)于單色測(cè)溫儀，在進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)面積應(yīng)充滿測(cè)溫儀視場(chǎng)。 人體紅外測(cè)溫儀的性能指標(biāo)及作用總體上來(lái)說(shuō)，測(cè)溫范圍、顯示分辨率、精度、工作環(huán)境溫度范圍、重復(fù)性、相對(duì)濕度、響應(yīng)時(shí)間、電源、響應(yīng)光譜、尺寸、最大值顯示、重量、發(fā)射率等都是紅外線測(cè)溫儀的性能指標(biāo)。紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。根據(jù)式（26）的原理，儀器所測(cè)得的紅外輻射為：E = Aσε1ε2（TO 4 –TA 4） （27）式中：A為光學(xué)常數(shù)，與儀器的具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)；ε1為被測(cè)對(duì)象的輻射率；ε2為紅外溫度計(jì)的輻射率；TO為被測(cè)對(duì)象的溫度（K）；TA為紅外溫度計(jì)的溫度（K）；它由一個(gè)內(nèi)置的溫度檢測(cè)元件測(cè)出。這種測(cè)量不需要與被測(cè)對(duì)象接觸，因此屬于非接觸式測(cè)溫。可以用以下公式表達(dá)：ε = α （25） 由此可以看出，任何處于熱平衡下物體的吸收率等于發(fā)射率，即物體的輻射本領(lǐng)越大其吸收本領(lǐng)也越大。影響發(fā)射率的主要因素有：材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。這里，我們引入一個(gè)隨材料性質(zhì)及表面狀態(tài)變化的輻射系數(shù)，即可把黑體的基本定律應(yīng)用于實(shí)際物體的紅外溫度測(cè)量。Stefan—Boltzmann定律是所有紅外測(cè)溫的基礎(chǔ)。1879年斯忒藩從實(shí)驗(yàn)上總結(jié)得到該公式，1884年波爾茲曼從理論上證明了它。普朗克輻射定律是所有定量計(jì)算紅外輻射的基礎(chǔ)。m）。經(jīng)科學(xué)檢測(cè)，不管人體的膚色如何，近似為黑體。一般活體皮膚光譜范圍約為3 ~ 50181。近年來(lái)，紅外輻射技術(shù)已成為一門發(fā)展迅速的新興學(xué)科。m的電磁波稱為紅外波段。2. 紅外測(cè)溫原理 紅外測(cè)溫的基礎(chǔ)理論 在自然界中，一切溫度高于絕對(duì)零度（176。因此，通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度，這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。它采用高精度的紅外傳感器和微電子技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確、方便地測(cè)出人體的溫度，解決了傳統(tǒng)水銀式溫度計(jì)的容易破碎、水銀染環(huán)境與不易讀數(shù)等問(wèn)題。另外，隨著便攜式紅外傳感器的體積越來(lái)越小，價(jià)格逐漸降低，在食品、采暖空調(diào)和汽車等領(lǐng)域也有了新的應(yīng)用?！〗窈髮l(fā)展用凝視型焦面陣列　組成的熱成像系統(tǒng)．它的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能將會(huì)進(jìn)一步提高。軍事上：50年代前期所用的紅外夜視設(shè)備，是主動(dòng)式紅外夜視儀，一般采用紅外變像管作為　接收器，工作波段在1左右，在夜間可看見(jiàn)100米處的人，數(shù)公里內(nèi)的坦克、車輛和10公里遠(yuǎn)的艦船。在食品行業(yè)紅外溫度可以在不被污染的的情況下實(shí)現(xiàn)食品溫度記錄，因此備受歡迎。它是耳式體溫計(jì)，測(cè)量體溫時(shí)，　將其插入耳孔內(nèi)，熱電式紅外傳感器接收了耳孔內(nèi)耳膜周圍的紅外線，熱電傳感器的電　流經(jīng)Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換等，便可測(cè)得體溫。目前，美國(guó)將紅外技術(shù)應(yīng)用于單兵裝備、裝甲車輛、航空和航天的偵察監(jiān)視、預(yù)警、跟蹤以及武器制導(dǎo)等各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)，德國(guó)研制成硫化鉛和幾種紅外透射材料，利用這些元、部件制成一些軍用紅外系統(tǒng)，如高射炮用導(dǎo)向儀、海岸用船舶偵察儀、船舶探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)，機(jī)載轟炸機(jī)探測(cè)儀和火控系統(tǒng)等等。赫胥爾從熱的觀點(diǎn)來(lái)研究各種色光時(shí)，發(fā)現(xiàn)了紅外線。像紅外熱電視、紅外熱像儀等設(shè)備利用熱成像技術(shù)將這種看不見(jiàn)的“熱像”轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光圖像，使測(cè)試效