【正文】 在 此， 我 要 向 他們 致以 深深的謝意！ 感謝我的指導(dǎo)老師 —— xxxx老師， 感謝 丁 老師對本論文從選題、構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給 我的 細心指引和教導(dǎo) ， 使我對本設(shè) 計有了深刻的認識 ， 并最終得以完成畢業(yè)論文 。 因此，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我 一定要 加強 實踐 和理論相結(jié)合能力的培養(yǎng) ， 也 只有這樣 我 才能更好的理解理論知識 以及提高 自己的 實踐 能力 ， 最終 達到學(xué)以致 用的 目的 。設(shè)計包括 硬件電路的設(shè)計和軟件 編程的 設(shè)計，其中程序是由易于掌握 的 C 語言來編寫的。對我而言，解決這些問題的過程是一個耗時費神甚至是痛苦的過程。 圖 報警 處理 子程序流程圖 Y N 測 量 值是否大于設(shè)定值？ 入口 報警 返回 消音鍵是否按下？ 按鍵掃描 Y N 消音 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計在導(dǎo)師的指導(dǎo)和自己的努力下，歷經(jīng)了各種困難，總算完成了。 該子程序先將測 得 的體溫值與設(shè)定的體溫值進行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果決定是否啟動蜂鳴器報警。 圖 A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程圖 設(shè)置 ～ A/D 轉(zhuǎn)換口 選通道 0 清 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器并開始 A/D 轉(zhuǎn)換 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并清除標(biāo)志位 完成 6 次 ? 取平均值 0 選通道 1 完成 6 次 ? 取平均值 1 返回 選通道 2 Y Y N N 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 清 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器并開始 A/D 轉(zhuǎn)換 取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并清除標(biāo)志位 完成 6 次 ? 取平均值 2 Y N 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 清 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器并開始 A/D 轉(zhuǎn)換 取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并清除標(biāo)志位 入口 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 液晶 顯示 子程序設(shè)計 該子程序主要對測得的溫度值 進行液晶顯示 。 圖 鍵盤掃描子程序 流程圖 N 初始化 flag為 0 測溫 鍵按下 ? 延時 置 flag為 1(表示 測溫 鍵按下 ) 等待 測溫 鍵 被松下 消音 鍵按下 ? 延時 等待 消音 鍵 被松下 置 flag為 2(表 消音 鍵按下 ) 返回 flag值 Y N Y N 測溫 鍵按下 ? 消音 鍵按下 ? Y Y N 入口 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換子程序主要對采集到的 模擬 量 進行 數(shù)字量的 轉(zhuǎn)換。 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 圖 主程序流程圖 Y N 按鍵掃描 測溫鍵按下 ？ A/D 轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)處理 溫度顯示 開始 系統(tǒng)初始化 報警 處理 返回 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 鍵盤掃描子程序設(shè)計 本設(shè)計 采用的是獨立式按鍵，掃描 過 程 比較 簡單， 即 先對各個口進行掃描，然后設(shè)置鍵盤標(biāo)志位的值，最后返回標(biāo)志位 的 值。對此，可把重復(fù)的程序編寫為一個子程序，通過主程序調(diào)用而使用它。 主程序設(shè)計 整個測溫系統(tǒng) 在主程 序的組織、管理下 ， 完成數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示 、報警 等功能。C 語言能直接訪問物理地址和端口，并能進行位操作，因此能實現(xiàn)匯編語言的大部分功能 。硬件電路如圖 所示。我們就是依據(jù)單片機檢測 到 的 低 電平信號來判斷是 哪一個按 鍵按下 的 [16]。本系統(tǒng)由于所需鍵盤數(shù)目不多， 只有測溫開始鍵和消音鍵， 不占用太多的 I/O 口， 所以 采用結(jié)構(gòu)簡單 、 使用基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 方便的獨立連接式鍵盤 [14] [15]。 ％ （ 3） 低動態(tài)輸出阻抗 （ 4） 負載電流能力 到 100mA 本系統(tǒng)的模擬電 源主要為信號處理部分的運算放大器 AD620和 LM358提供高精度的 電源 。 由于它使用起來非常方便，而且性能優(yōu)良，所以 ，在本設(shè)計中用 TL431 芯片構(gòu)成的電源作為信號處理部分的電源 。 LM7805 系列穩(wěn)壓器只有輸入、輸出和公共接地 3 個引出端，通過外接少量元器件即可實現(xiàn)穩(wěn)壓，使用時非常方便， 此外它的外圍電路簡單，工作安全可靠，適合制作通用型的穩(wěn)壓電源。因此，在模擬電路和數(shù)字電路混合的單片機系統(tǒng)中，需要注意考慮兩種電路獨立供電。單片機系統(tǒng)的數(shù)字和模擬兩部分電路對電源的要求有所不同。 64 點 （ 3） 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 16179。 時鐘 電路如圖 所示。 上電后，由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 25 M a y 20 11 S he e t of F i l e : F : \原理圖 \ M y D e s i gn .dd b D r a w n B y :C1S3R2R1V C C 510K1K10ufR S T 圖 單片機復(fù)位電路 復(fù)位操作通常有上電 復(fù)位 和開關(guān)復(fù)位。 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位電路在整個系統(tǒng)中既簡單又重要，如果復(fù)位電路不可靠，在工作中就有可能出現(xiàn)“死機”，“程序走飛”等現(xiàn)象。 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 表 模擬輸入通道 的 選擇 C H S 2 C H S 1 C H S 0 模擬輸入通道選擇 0 0 0 選擇 作為 A / D 輸入來用 0 0 1 選擇 作為 A / D 輸入來用 0 1 0 選擇 作為 A / D 輸入來用 0 1 1 選擇 作為 A / D 輸入來用 1 0 0 選擇 作為 A / D 輸入來用 1 0 1 選擇 作為 A / D 輸入來用 1 1 0 選擇 作為 A / D 輸入來用 1 1 1 選擇 作為 A / D 輸入來用 ADC_START 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換啟動控制位，設(shè)置為“ 1”時，開始轉(zhuǎn)換 , 轉(zhuǎn)換結(jié)束后為 0 。 表 特殊功能寄存器 ADC_CONTR Address B7 B6 B5 B4 B3 B2~B0 C5H ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2~CHS0 單片機的 A/D 轉(zhuǎn)換口為 ~， 需 要 作為 A/D 轉(zhuǎn)換 用的 I/O 口需 要首 先將其設(shè)置為高阻輸入或開漏模式。模擬通道的選擇控制由控制寄存器ADC_CONTR 中的 CHS2 ~ CHS0 確定。 其主要技術(shù)參數(shù)如下： （ 1） 工作電壓： ～ （ 2） 應(yīng)用程序空間 16K 字節(jié) （ 3） 片上集成 768 字節(jié) RAM （ 4） 通用 I/O 有 23 個 （ 5） 自帶 8 路 10 位精度 A/D 轉(zhuǎn)換 器 （ 6）有 EEPROM 功能 （ 7）工作溫度范圍： 0～ 75℃ 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 單片機 的 A/D 功能 STC12C5616AD單片機的 A/D 轉(zhuǎn)換口在 P1 口 (~ )， 為 8 路 10 位高速 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 速度可達到 100KHz (10 萬次 /秒 )。轉(zhuǎn)換原理是由 LM358 運算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器跟蹤Rt 的分壓電壓變化， Rt 的分壓電壓隨 Rt 阻值的變化而變化 [6] [7]。 體溫信號放大電路：由于 傳感器 輸出 的體溫 信號為 mV 級，而單片機 A/D 模塊的信號輸入須為 V 級，因此需用 運放 AD620 對該信號進行放大 [5]?！?177。 ～ 177。 120 工作溫度 ℃ 20～ 100 熱敏電阻阻值 Ω 1000177。 其主要參數(shù) 如 表 所示。它的 測量的原理是 :所有的物體都會向外發(fā)射紅外線 ， 而發(fā)射功率正比于物體的表面溫度 ， 那么精確測量物體的紅外線發(fā)射功率就能確定物體的表面溫度。 在設(shè)計中， 要 盡量做到上述要求，以便使設(shè)計出的系統(tǒng) 能夠 滿足 實際需求。 （ 4） 系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能 做到性能匹配。 （ 2） 系統(tǒng)擴展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進行二次開發(fā)。 因此，它能夠 低設(shè)計的復(fù)雜性和節(jié)省元器件 ， 故 選用該方案。傳統(tǒng)的單片機具有價格低廉 、 易于掌握等特點，但也有功能單一 、 RAM、 ROM 空間小等缺點 。 方案二 選用液晶顯示器顯示。 它以非接觸 的方 式檢測物體 發(fā) 射出來的紅外線能體溫信號 單 片 機 A/D 轉(zhuǎn) 換 模塊 環(huán)境溫度信號 熱電堆紅外傳感器 時鐘 模塊 顯示 模塊 超限 報警模塊 鍵盤輸入模塊 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 量，并將其轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的 電 壓 信號輸出。 該型 傳感器 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。最后 由 LCD 顯示器顯示 出體溫值 和環(huán)境溫度值，并由單片機判斷是否進行蜂鳴器 報警 。 本設(shè)計的 系統(tǒng)框圖如圖 所示。 （ 2）響應(yīng)速度快 紅外測溫不象 普通 溫度計那樣，需要與被測量體接觸以達到熱平衡， 它 只要接到目標(biāo)的紅外輻射即可測量，其響應(yīng)時間在毫秒甚至微秒數(shù)量級。常用的光子探測器有光電二極管、 光敏二極管、 InSb 光電磁探測器 等。氣體探測器是氣室內(nèi)的吸收膜吸收紅處輻射升溫，加熱工作氣體，由氣體膨脹給出電信號。它可以分為熱探測器和光子探測器兩大類。目前美、英等國正致力于加強前視紅外系統(tǒng)信息處理 能力 (如自動人工目標(biāo)分類 )來解決研究領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域中的問題。國外的紅外測溫技術(shù)發(fā)展較早，技術(shù)比較成熟，紅外測溫產(chǎn)品種類繁多，測溫精度及分辨率較高。之后，人們花了一百多年時間認識紅外輻射的電磁本質(zhì)，并建立了熱輻射的基本規(guī)律 ， 為紅外技術(shù)的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。通過對紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計 不僅 能加強 自己 對單片機控制、傳感器技術(shù) 等 知識的了解， 同時也 能培養(yǎng) 自己解決問題的能力 。因此 ，為了提高 測量結(jié)果的 精度 ， 并且排除環(huán)境溫度 的 變化對測量結(jié)果的影響， 本 系統(tǒng) 設(shè)計了 溫度補償電路對環(huán)境溫度進行補償。 由于它的測量方式是非接觸式的 ， 因此它具有 了 測溫方便、便于在公眾場合使用的優(yōu)點。 電子體溫計是采 用熱敏電阻測量溫度的，電子體溫計能快速準確地測量人體溫度，與傳統(tǒng)的水銀玻璃體溫計相比，具有讀數(shù)方便、測量精度高、能記憶并有蜂鳴提示的優(yōu)點，尤其是電子體溫計不含水銀，對人體及周圍環(huán)境無害，特別適合于家庭、醫(yī)院等場合使用。 水銀體溫計雖然價格便宜 ， 但是有 許 多弊端 。 目 錄 中文摘要 ...................................................................................................... Ⅰ 英文摘要 ...................................................................................................... Ⅱ 1 緒論 ............................................................................................................ 1 選題 的目的和意義 ............................................................................. 1 紅外測溫技術(shù)國內(nèi)外 發(fā)展 概況 .......................................................... 2 紅外 探測器的分類 ............................................................................. 2 紅外測溫的特點 ............................................................