【正文】 引腳圖如下： 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 26 頁(yè) 功能特色： 時(shí)鐘計(jì)數(shù)功能，能對(duì)秒、分鐘、小時(shí)、月、星期、年的計(jì)數(shù)、年計(jì)數(shù)可達(dá)到 2100 年。 （一） DS1302 簡(jiǎn)介 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。單片機(jī) 的 P1 口用來接受 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)， P0 口控制顯示電路， P3 口控制報(bào)警和時(shí)鐘顯示電路。 信號(hào)采集 模塊電路圖如下： AD 轉(zhuǎn)換電路圖 AD 轉(zhuǎn)換電路圖如下： ADC0832 的 CH1 作為紅外電信號(hào)的輸入， DO 輸出至單片機(jī)。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 23 頁(yè) 、系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì) 信號(hào)采集模塊電路圖 信號(hào)采集電路主要由菲涅爾透鏡、熱釋電紅外傳感器、信號(hào)放大器幾個(gè)部分組成，電路如下圖所示。它能以非接觸形式檢測(cè)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(hào)輸出。但是從設(shè)計(jì)角度而言，由于該傳感器輸出的是精準(zhǔn)的且與溫度大小線性相關(guān)的數(shù)字信號(hào)，而且價(jià)格不菲，易于損壞。C 到 85176。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 方案二：選用 AT89S52 芯片。此外，本設(shè)計(jì)還增加了超溫報(bào)警功能，當(dāng)被測(cè)人體溫超過 38 度時(shí)， LED 燈亮報(bào)警；體溫超過 39 度時(shí)，LED 燈亮的同時(shí)蜂鳴器蜂鳴報(bào)警。 設(shè)法提高內(nèi)部 RAM 使用效率。 外部 I/O 口絕對(duì)地址的定義和 I/O 口物理地址對(duì)應(yīng)，還須考慮 P2 口是否作為地址總線口使用來選擇 XBYTE 或 PBYTE 來的 ing 一，選用 PBYTE 時(shí)注意和 P2 口操作一致。 C 語(yǔ)言是一種常用的高級(jí)語(yǔ)言之一， C 語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊、使用方便靈活。 此次設(shè)計(jì)的軟件編程部分主要采用自頂向下模塊化設(shè)計(jì)方法來編程，整個(gè)程序大致分為 AD 轉(zhuǎn)換模塊、 DS1302 時(shí)鐘模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊等，通過主函數(shù)和函數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)程序的功能。 這樣各個(gè)模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試就比較容易實(shí)現(xiàn)。編制程序有以下幾種方法： 自頂向下模 塊化設(shè)計(jì)方法 隨著單片機(jī)應(yīng)用日益廣泛，軟件的規(guī)模和復(fù)雜性也不斷增加，給軟件的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)帶來很多困難。共陽(yáng)極數(shù)碼管中的各二極管正極并接在一起作為公共端 ，使用時(shí)接高電平，當(dāng)其中某段二極管的負(fù)極為低電平時(shí)，此段二極管點(diǎn)亮?？刂茢?shù)碼管的某幾端發(fā)光，就能顯示出某個(gè)字碼或字符。 74LS164 引腳圖： 引腳功能： CLOCK：時(shí)鐘輸入端 CLEAR:同步清除輸入端（低電平有效） A,B：串行數(shù)據(jù)輸入端 QA—QH：輸出端 74LS164 真值表 Inputs Outputs Clear Clock A B QA QB …. QH L H H H H X L X X X X H H L X X L L L …. L QA0 QB0 …. QH0 H QAn …. QGn L QAn .... QGn L QAn …. QGn H——高電平， L——低電平， X——任意電平， ——低到高電平跳變， QA0、 QB0、 QH0——規(guī)定的穩(wěn)態(tài)條件建立前的電平， Qan、 QGn——時(shí)鐘最近的 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 18 頁(yè) 前的電平。當(dāng)清除端（ CLEAR）為低電平時(shí)，輸出端（ QAQH）均為低電平。 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間持續(xù) 24 個(gè)振蕩脈沖周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè) 2 分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的所以外部時(shí)鐘的占空比沒 有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時(shí)間和最大低電平持續(xù)的時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF177。 AT89S52 中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓 Vpp。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 16 頁(yè) EA/VPP：外部訪問允許。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能， P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是 一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。對(duì)端口 P2 寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào) 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 15 頁(yè) 拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 14 頁(yè) AT89S52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)選用美國(guó) Atmel公司 AT89S52 單片機(jī)， AT89S52 單片機(jī)是 AT89S 系列單片機(jī)中的一種，它是在現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制等各領(lǐng)域的 AT89C52 系列單片機(jī)的換代產(chǎn)品?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。 單片機(jī)芯片 可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè) “電 ”的時(shí)代，即電氣時(shí)代 、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O設(shè)備。 手機(jī)、電話、 計(jì)算器 、家用電器、電子玩具、 掌上電腦 以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機(jī)。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用， 32 位單片機(jī)迅速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。當(dāng)片選 CS為高時(shí)，內(nèi)部所有寄存器清 0，輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)。當(dāng)輸入啟動(dòng)位和配置位后，選通輸入模擬通道，轉(zhuǎn)換開始。在第二、三個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用 ， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 11 頁(yè) C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為 40176。具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。 ADC0832 是 8 腳雙列直插式雙通道 A/D轉(zhuǎn)換器，能分別對(duì)兩路模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換，可以用在單端輸入方式和差分方式下工作。輸 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 9 頁(yè) 出電壓范圍也包含負(fù)電源電壓。菲涅爾透鏡用于感測(cè)器的探測(cè)方位： （四） LM324 簡(jiǎn)介 LM324 系列器件為價(jià)格便宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。熱釋電元件 PZT 將波長(zhǎng)在 8mm～ 12mm 之間的紅外信號(hào)的微弱變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，為了只對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有Δ T的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷Δ Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓Δ V。D203S 是通用雙元熱釋電紅外線感測(cè)器，它是利用溫度變化的特征來探測(cè)紅外線的輻射，采用雙靈敏元互補(bǔ)的方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了感測(cè)器的工作穩(wěn)定性。 菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多。由于它只接收人體對(duì)外發(fā)射的紅外輻射，沒有任何其它物理和化學(xué)因素作用于人體，所以對(duì)人體無任何害。 K4）；ε 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 6 頁(yè) 是物體的輻射率； T 是物體的溫度（ K）； To 是物體周圍的環(huán)境溫度（ K）。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于 1 的數(shù)值之間。應(yīng)該指出，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中必須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長(zhǎng)表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱黑體輻射定律。 系統(tǒng) 元器件介紹 信號(hào)采集模塊介紹 （一）黑體輻射定律 紅外體溫計(jì)的測(cè)溫原理是基于黑體輻射定律。 軟件開發(fā)工具介紹 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件。 電路圖布線 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 4 頁(yè) 利用 Protel 所提供的各種工具、命令進(jìn)行畫圖工作，將事先放置好的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等連接起來，布線結(jié)束后，一張完整的電路原理圖基本完成。首先，原理圖的正確性是最基本的要求，因?yàn)樵谝粋€(gè)錯(cuò)誤的基礎(chǔ) 上所進(jìn)行的工作是沒有意義的；其次，原理圖應(yīng)該布局合理，這樣不僅可以盡量避免出錯(cuò)，也便于讀圖、便于查找和糾正錯(cuò)誤；最后，在滿足正確性和布局合理的前提下應(yīng)力求原理圖的美觀。 Protel 電子線路設(shè)計(jì)軟件 是在 TANGO 基礎(chǔ)上改進(jìn)的電路 CAD 軟件，它在原理圖文件格式、印制板文件格式、原理圖器件庫(kù)文件格式、印制板封裝庫(kù)文件格式、原理圖編譯和網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換與檢查等方面保持了與 TANGO 版本一致或兼容的前提下，對(duì)原 TANGO 版本做了一些改動(dòng)。當(dāng)測(cè)溫鍵沒有按下時(shí)，系統(tǒng)在時(shí)鐘電路作用下顯示當(dāng)前時(shí)間。O ． 2℃ )，其主要器件是紅外溫度傳感器。比如：美國(guó)早在 20xx 年就頒布了有關(guān)紅外測(cè)溫儀的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)雷泰公司生產(chǎn) 的ST 系列紅外測(cè)溫儀已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布 ——與它的表面溫度有著十分密切 的關(guān)系。 一 種基于單片機(jī)的智能體溫計(jì)的設(shè)計(jì)方法，采用熱釋電紅外傳感器采集人體發(fā)射出的紅外線，再將轉(zhuǎn)換之后的電信號(hào)通過 A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，由 MCS51 單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)溫度值的轉(zhuǎn)換及送入 LED 顯示。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布 —— 與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。 MCS51 MCU