【正文】 其中： D 表示顯示開(kāi)關(guān)； D=1 外開(kāi)， D=0 為關(guān)； C 表示光標(biāo)開(kāi)關(guān)； C=1 外開(kāi)， C=0 為關(guān)； B 表示閃爍開(kāi)關(guān)； B=1 外開(kāi)， B=0 為關(guān)； 光標(biāo)、畫(huà)面位移 RS=0， R/W=0， DB7~DB5 均為 0， DB4=1， DB3 為 S/C， DB2 為 R/L； 運(yùn)行時(shí)間（ 250KHz）； 40us 功能：光標(biāo)、畫(huà)面移動(dòng)，不影響 DDRAM。 其中： I/D=1；數(shù)據(jù)讀、寫(xiě)操作后， AC 自動(dòng)增一； I/D=0；數(shù)據(jù)讀、寫(xiě)操作后， AC 自動(dòng)減一； S=1；數(shù)據(jù)讀、寫(xiě)操作，畫(huà)面平移； S=0；數(shù)據(jù)讀、寫(xiě)操作，畫(huà)面不動(dòng)。 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端 。 5 腳： RW 為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2， 可以 用來(lái) 顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 1602 液晶由若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等 點(diǎn)陣 字符位組成， 其中， 每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以 用來(lái)分別 顯示一個(gè)字符 。 IR 失 調(diào)： 固定波長(zhǎng) FIR 濾波器測(cè)量失調(diào) 固定波長(zhǎng) IIR 濾波器進(jìn)行附加濾波，結(jié)果作為 存于 RAM 固定波 長(zhǎng) FIR 濾波 器測(cè)量增益 失調(diào)抵消 固定 波長(zhǎng) 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(jì)算，結(jié)果作為 存 于 RAM 物體溫度： IR1 傳 感器： 可編程 波長(zhǎng) FIR 濾 波器測(cè) 量 IR 傳感器 失調(diào)補(bǔ)償 增益補(bǔ)償 可編程波長(zhǎng) IIR 濾 波器進(jìn)行濾波，作為 存 于 RAM 計(jì)算物體溫度，結(jié)果 作為 存于 RAM IR2 傳感器 ： 可編程波長(zhǎng) FIR 濾波器測(cè)量 IR 傳感 器 失調(diào)補(bǔ)償 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 28 增益補(bǔ)償 可編程波 長(zhǎng) IIR 濾波器進(jìn)行濾波 ，作為 存于 RAM 計(jì)算物體溫度，結(jié)果作 為 存 于 RAM LCD1602 顯示 LCD1602 液晶能夠同時(shí)顯示 16x02（ 16 列 2 行）即 32 個(gè)字符 的 工業(yè)字符型液晶。 在 POR 后， 存于 帶電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器 里的校準(zhǔn)數(shù)值 將芯片 初始化，在 這個(gè) 階段 中 ，芯片 將 選擇 IR 傳感器 的 號(hào)碼 從而選擇用哪一 個(gè)傳感器， 進(jìn)而 測(cè)量，補(bǔ)償，以及 在閉環(huán)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 27 的流程中 運(yùn)行線性化 的 程序。 的實(shí)際溫度為： (44) 1LSB 對(duì)應(yīng)于 且 MSB 位是錯(cuò)誤指示符（“ 1‖表示錯(cuò)誤）。在 RAM 單元地址 006h 中， 2DE4h 對(duì)應(yīng)線性輸出 的 最低限度 ℃ ， 4DC4h (19908d) 則與 125℃ 對(duì)應(yīng)。 環(huán)境溫度 傳感器芯片溫度是通過(guò) PTC 或是 PTAT 元件測(cè)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(guò) 處理的線性傳感器溫度 會(huì)被 存 在 芯片內(nèi)存里 面 。測(cè)量完兩個(gè)傳感器的輸出后，對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度和物體溫度被計(jì)算出。熱電堆的輸出信號(hào)為： （ 42） 其中 是物體的絕對(duì)溫度 (開(kāi)爾文 )， 是傳感器芯片的絕對(duì)溫度， 是敏感度。 溫度計(jì)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。所有測(cè)量結(jié)果都會(huì)通過(guò)由 EEPROM 設(shè)置的嵌入式數(shù)字濾波器。 圖 48 進(jìn)入睡眠模式時(shí)序圖 圖 49 退出睡眠模式時(shí)序 退出睡眠模式 之 后， 會(huì) 間隔 （典型值）才 有 數(shù)據(jù) 的 輸出。為了將電流損耗降為 (典畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 25 型值 )，在模式中 SCL 保持低電平。（寫(xiě)入 0） RAM 中不能寫(xiě)入數(shù)據(jù)，只能進(jìn)行讀取。該情況下：發(fā)射率數(shù)值為 ε = … 。 存儲(chǔ)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。整個(gè) EEPROM 可通過(guò) SMBus 接口讀和寫(xiě)。 Data(2..0)和 Data(8..15)—都為 0。 Data(4)—INITPOR 初始化程序正在進(jìn)行，低有效。 表 41 MLX90614 命令操作碼 操作碼 命令 000x _ xxxx 訪問(wèn) RAM 001x_xxxx 訪問(wèn) 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(duì) EEPROM 的讀 /寫(xiě)操作正在進(jìn)行，高有效。（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(hào)位。C 時(shí)， RAM 地址 0x07h 的數(shù)據(jù)會(huì)從 0x27AD到 0x7FFF。（例如 ： 體溫度從 176。 命令 RAM 和 EEPROM 大小都為 32x16。 圖 46 SMBus 時(shí)序 位傳送 圖 47 SMBus 位傳送 時(shí)序 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 23 PWM/SDA 的數(shù)據(jù)必須在 SCL 為低時(shí)改變。 Thdac(MD) 定義了一段時(shí)間，此時(shí)間在 SCL的第九個(gè)下降沿后， MLX90614會(huì)控制 PWM/SDA（它可繼續(xù)傳送下個(gè)字節(jié)），不超過(guò) 。 Thdac(SD) 定義了一段時(shí)間，此時(shí)間在 SCL 的第九個(gè)下降沿后， MLX90614 釋放PWM/SDA(MD 可以繼續(xù)通信 ) ，不超過(guò) 。這段時(shí)間 過(guò) 后會(huì)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。 MLX90614 SMBus 的特定時(shí)序?yàn)椋? SMBus Request (tREQ ) 定義了一段時(shí)間，在 定義的這段時(shí)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(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 22 Timeout L 是將 SCL 置為低電平允許的最長(zhǎng)時(shí)間。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 21 圖 43 SMBus 讀取數(shù)據(jù)格式 圖 44 SMBus 寫(xiě)入數(shù)據(jù)格式 圖 45 SMbus 通信實(shí)例 (從 RAM 中讀取并寫(xiě)入到 EEPROM) SMBus 的 AC 特性 時(shí)序 MLX90614 滿(mǎn)足所有 SMBus 時(shí)序規(guī)范。 PEC 是 CRC8 的多項(xiàng)式 a： X8+X2+X1+1。 NACK 也會(huì) 在 PEC 接收后出現(xiàn)，這意味著在接收的信息有錯(cuò)誤并且 MD 應(yīng)重新發(fā)送信息。當(dāng) MD 初始化通信，將首先發(fā)送受控地址， 當(dāng)且僅有 能識(shí)別該地址的 SD 會(huì)確認(rèn)，其它的會(huì)保持沉默。這也是后面將兩者區(qū)別對(duì)待的原因。如果設(shè)為 PWM 使能，在上電復(fù)位（ POR）之后， PWM/SDA 引腳被直接配置為 PWM輸出。 與標(biāo)準(zhǔn) SMBus 規(guī)范的區(qū)別 標(biāo)準(zhǔn) SMBus 有十一種命令協(xié)議。在器件接在總線之前，為了訪問(wèn)器件或是給 SD 分配一個(gè)地址，通信必須以 0 從動(dòng)地址加低 RWB 位開(kāi)始，當(dāng) MD 發(fā)送此命令， MLX90614 總是會(huì)反饋并忽視內(nèi)部芯片編碼信息。當(dāng)同過(guò)主控器對(duì) MLX90614 進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)讀取的 操作時(shí)，若元器件本身的 帶電可擦寫(xiě)可編程 只讀存儲(chǔ)器 里存儲(chǔ)的從動(dòng)地址以及主控芯片發(fā)送的從動(dòng)地址相同的情況下， MLX90614 傳感器便發(fā)送以 16 位的數(shù)據(jù)和 8 位 PE。 用戶(hù)要格外注意不能把 同一 個(gè) 從動(dòng)地址的 MLX90614 器件接在同一 個(gè) 總線上， 這是 因?yàn)?MLX90614 不支持ARP。 MLX90614 只作為從動(dòng)器件使用。 功能描述 SMBus 接口是兩線協(xié)議，它允許主控器件（ MD）與一個(gè)或者多個(gè)的從動(dòng)器件（ SD）通信。 通信模式： PWM 和 SMBus。可在 EEPROM 里編程來(lái)改變引腳模式為推挽時(shí)或是開(kāi)漏 NMOS 式。當(dāng)使用外部電壓穩(wěn)壓器時(shí)，兩線協(xié)議只有在電壓穩(wěn)壓器過(guò)驅(qū)時(shí)才有效。 ? SCL—數(shù)字輸入，用作 SMBus 通信時(shí)鐘信號(hào)。程序結(jié)構(gòu)如下圖 41所示。 整個(gè)系統(tǒng)從進(jìn)入掉電模式到被喚醒即：檢測(cè)到外部按鍵 15S 內(nèi)沒(méi)有被按下（即 15S 內(nèi)按鍵 S S S3 都為高電平 1）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入掉電模式。 STC15W4K32S4 單片機(jī)如果掉電喚醒模式是有外部中斷 INT0（上升沿 +下降沿中斷）管腳喚醒，則掉電喚醒之后 CPU首先執(zhí)行設(shè)置單片機(jī)進(jìn)入掉電模式的語(yǔ)句的嚇一條語(yǔ)句（建議在設(shè)置單片機(jī)進(jìn)入掉電模式的語(yǔ)句后多加幾個(gè) NOP 空指令），然后進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。 進(jìn)入掉電模式后， STC15W4K32S4 單片機(jī)中可將掉電模式喚醒的管腳資源有：INT0/， INT1/(INT0/INT1 上升沿下降沿中斷均可 )， /， /，畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 18 / （ / / 僅可下降沿中斷）；管腳 CCP0/CCP1/CCP2 ；管腳RxD/RxD2/RxD3/RxD4；管腳 T0/T1/T2/T3/T4（下降沿即外部管腳 T0/T1/T2/T3/T4 由高到低的變化，前提是進(jìn)入掉電模式前相應(yīng)的定時(shí)器中斷已經(jīng)被允許）；低電壓檢測(cè)中斷（前提是低壓檢測(cè)中斷被允許即 ELVD/ 被置 1，且在 STCISP 編程 /燒錄用戶(hù)應(yīng)用程序時(shí)不選擇 ―允許低壓復(fù)位 /禁止低壓中斷 ‖）；內(nèi)部低功耗掉電喚醒專(zhuān)用定時(shí)器。進(jìn)入到以掉電模式后，所有 I/O 口、 SFRs（特殊功能寄存器）始終保持進(jìn)入掉電模式前那一刻的狀態(tài)不發(fā)生變化。進(jìn)入掉電模式后，單片機(jī)所使用的時(shí)鐘（內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘或外部晶體 /時(shí)鐘）停振，由于無(wú)時(shí)鐘源， CPU、看門(mén)狗、定時(shí)器、串行口、 A/D 轉(zhuǎn)換等功能模塊停止工作，外部中斷（ INT0/INT1/ / / ）、 CCP 繼續(xù)工作。由于在休眠時(shí)整個(gè)電路無(wú)需任何元件工作，所以選用最低功耗的掉電模式。 STC15W4K32S4 單片機(jī)有 3 種不同的省電模式（休眠）可以運(yùn)行從而降低功耗，這三種不同的省電模式分別是：低速模式，空閑模式和掉電模式。系統(tǒng)總程序詳見(jiàn)附錄 2。 圖 313 按鍵選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 17 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 紅外測(cè)溫語(yǔ)音播報(bào)體溫計(jì)軟件結(jié)構(gòu)包含硬件電路休眠和喚醒、紅外測(cè)溫傳感器數(shù)值讀取、溫度計(jì)算、 LCD1602 顯示、語(yǔ)音播報(bào)、按鍵檢測(cè)等幾個(gè)部分。而觸摸按鍵工作需要單片機(jī)給一個(gè) 300KHz 的方波信號(hào)，所以這個(gè)喚醒功能的按鍵在單片機(jī)睡眠狀態(tài)下如果可用的話(huà)，就一畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 16 定要選用物理按鍵。送去 ADC 的電壓會(huì)在手指壓上去后降低，這樣程序就可以檢測(cè)出按鍵動(dòng)作了。感應(yīng)彈簧能夠等效成一塊對(duì)地的金屬板，它對(duì)于對(duì)地面有一個(gè)電容 CP，當(dāng)手指按下之后，則對(duì)地面會(huì)再并聯(lián)一個(gè)的電容CF。圖 311 為觸摸按鍵電路圖。 圖 310 物理按鍵電路及按鍵功能 物理按鍵抗干擾能力強(qiáng)并且功耗低，但是物理按鍵壽命相對(duì)短并且觸感差。關(guān)機(jī)時(shí)按下 S3 就會(huì)開(kāi)機(jī)并且測(cè)溫，開(kāi)機(jī)時(shí)按下 S3 就直接測(cè)溫，液晶會(huì)實(shí)時(shí)顯示所測(cè)的溫度，之后斷開(kāi) S3 測(cè)溫停止，液晶顯示 S3 斷開(kāi)前的測(cè)試溫度； S1 和 S2 僅在開(kāi)機(jī)時(shí)按下才有效，開(kāi)機(jī)時(shí)按下 S1，之前關(guān)閉的液晶背光會(huì)打開(kāi)，打開(kāi)的則會(huì)關(guān)閉；在開(kāi)機(jī)并且語(yǔ)音沒(méi)有播放時(shí)按下 S2，語(yǔ)音會(huì)重復(fù)一遍之前播報(bào)的溫度。相反，非接觸的按鍵由于沒(méi)有機(jī)械觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，方便。圖 39 為 NY3P03 語(yǔ)音芯片電路連接圖。共有 3 個(gè)控制口，工作電壓 ~，喇叭是 8Ω~16Ω范圍內(nèi)的任何喇叭（ ~1W 內(nèi)）。 語(yǔ)音芯片 為使體溫計(jì)能在特殊環(huán)境或者特殊使用者中使用，在溫度顯示的同時(shí)加上語(yǔ)音播報(bào)，來(lái)使此體溫計(jì)的使用人群場(chǎng)合更廣。其電路連接圖如下所示： 圖 38 液晶 1602 電路連接圖 圖中 Q1 PNP三極管是驅(qū)動(dòng)液晶點(diǎn)亮背光，因單片機(jī) I/O口輸出電流不足以點(diǎn)亮液晶 1602的背光，倘若直接與 1602 的背光開(kāi)關(guān)，所以不直接接在單片機(jī)上。每個(gè)字符都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的代碼，像大寫(xiě)的英文字母：“ A”在存儲(chǔ)器中的代碼是 0100 0001B（ 41H），當(dāng)模塊把地址41H 里面的點(diǎn)陣字符圖形顯示時(shí)，我們就能看到字母“ A”。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 13 LCD1602 可以顯示 16x2 個(gè)數(shù)字或字符，對(duì)于顯示溫度完全夠用，而 LCD12864 能顯示128x64 個(gè)數(shù)字或字符，由于僅僅顯示溫度， LCD12864 完全沒(méi)必要，若后續(xù)加擴(kuò)展 LCD1602也完全夠用，故最終選用 LCD1602。OLED 一般為 4 腳 SPI 通信接口，引腳少顯示字符數(shù)多甚至可以顯示漢字，成本也比較低，不額外占用面積，但是最大的缺點(diǎn)就是顯示的字符太小，一些眼睛不太好的老人基本看不清上面顯示的字符。通常顯示數(shù)字字符可以選用數(shù)碼管、 LCD、 OLED 三大塊。如下圖： 圖 37 USB下載和串口 液晶 1602 溫度顯示在系統(tǒng)中是至關(guān)重要的一個(gè)模塊，它是作為人體交互的一個(gè)重要模塊是必不可少的。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 12 圖 36單片機(jī) I/O分配圖 USB 下載和串口電路