【正文】 M uWFA5ux^Gjqv^$UE9。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。在做 畢設(shè)的時(shí)間里，孟老師 以其淵博的知識(shí)、富有創(chuàng)造性的思維方式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度為我樹立了良好的榜樣，對(duì)我今后的人生將 產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響．在此，本人向孟老師 致以由衷的敬意和感謝 ! 衷心感謝評(píng)審論文的各位專家、老師，感謝你們對(duì)本論文提出的寶貴意見 ! 34 參考文獻(xiàn) [1]CUNNOLD F A． The optical system of the disappearing filament pyrometer． Proc． Roy． Soc,1935，(152A)： 6480 [2]宋雪君 、楊顏峰．輻射溫度的檢測(cè)原理及應(yīng)用．物理． 1995． 7： 417423 [3]朱 祖昌、李秀芊．應(yīng)用紅外技術(shù)的非接觸式測(cè)溫．檢測(cè)技術(shù) : 3539 [4]姚學(xué)軍．紅外測(cè)溫原理 與測(cè)溫技術(shù)．中國(guó)儀器儀表． 1999． 1： 1013 [5]戴景明．輻射測(cè)溫的發(fā)展現(xiàn)狀與展望．自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用， 2021． 3： 15 [6]RIGHINF、 ROSSOA． Ten years of high speed primary at IMGC． Temp． It’s Ind.,1982(5)： 421426 [7]韓菊娣、趙惠德、王啟坤．本質(zhì)安全型紅外智能測(cè)溫儀．煤礦機(jī)械． 19954 [8]徐南榮、卞南華．紅外輻射與制導(dǎo)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1986 [9]VANZETIR． Practical application of infrared techniques．北京：科學(xué)出版社， 1972． 7 [10],． ． 36,1965 [11]V. and ,Ferroelectrics, [12]王麗明、劉淑娟．紅外熱釋電傳感器的溫度穩(wěn)定性．儀表技術(shù)與傳感器． 2021． 6 [13]王慶有．光電技術(shù)．電子工業(yè)出版社 2021． 125 [14]楊宣和，岳敏，周維真．紅外系統(tǒng)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1995： 129 [15]張德欣、林瑤．雙色測(cè)溫儀工作原理及其應(yīng)用．傳感器世界． 1998． 1： 4951 [16]李軍、劉梅冬、曾亦可等．非接觸式紅外測(cè)溫的研究．壓電與聲光． 2021． 6． [17]:/1． ．廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司． PHILIPS 單片 16/32 位微控制器LPC2131/2132/2134/2136/2138． [18] Dual DMOS FullBridge Microstepping PWM Motor [19]劉建科、張海寧、馬毅．紅外測(cè)溫中檢測(cè)強(qiáng)噪聲下微弱信號(hào)的新途徑．物理學(xué)報(bào)． 2021． 1 [20]高晉占 .微弱信號(hào)檢測(cè)．北京．清華大學(xué)出版社． 2021； 81 [21]Analog Devices,AD592 Data Sheet． 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 9J WKf f wvGt YM *Jgamp。 由于能力和時(shí)間的限制，整個(gè)紅外測(cè)溫系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的完善和提高，由于經(jīng)驗(yàn)方面 的欠缺和實(shí)驗(yàn)條件的不足，整個(gè)系統(tǒng)也難免會(huì)有所不足，希望批評(píng)指正。 在軟件設(shè)計(jì)部分。 在光學(xué)系統(tǒng)部分，在斬波器前置一個(gè)菲涅耳透鏡來控制紅外測(cè)溫儀的視場(chǎng)，同時(shí)濾除部分干擾光的影響。 熱釋電紅外測(cè)溫儀是根據(jù)熱釋電效應(yīng)而制成的一種新型的紅外測(cè)溫儀，它具有不需制冷、能在室溫下工作、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、光譜響應(yīng)寬、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)．由于它在這些方面突出的優(yōu)點(diǎn)，使得其近年來發(fā)展十分迅速，獲得了廣泛的應(yīng)用 。 目前不同廠家不同種類的紅外測(cè)溫儀功能和價(jià)格相差很大，國(guó)內(nèi)有很多廠家開發(fā)了多 種紅外測(cè)溫儀，其主要優(yōu)點(diǎn)就是操作方便、價(jià)格較為低廉。 //字符串結(jié)束符 prints(buf,0)。39。 } 31 else { break。) { buf[i]=39。i++) //將前 面的 0 轉(zhuǎn)換成空格 { if(buf[i]=39。 } for(i=0。i10,i++) //轉(zhuǎn)換成字符串 { buf[9i]=(number%10)+`0`。 i++ //移到下字節(jié) } } void print_uint32(uint32 number) //將一整數(shù)按十進(jìn)制形式發(fā)送到串口 { uint32i。 020))。 I=0。 UOLCR=0x03； } //串口發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù) void sendByte(uint8 data) //向串口發(fā)送 1 字節(jié)數(shù)據(jù) { while(!(UOLSR ＆ 0x20))； //等待發(fā)送完畢 U0THR=data。 U0DLM=(Fpclk/16/BitRate)/256。當(dāng)接收信號(hào)時(shí)， UART0 的接收器模塊 UORx 監(jiān)視串行輸入線 RxD0 的有效輸入， UART0 Rx 移位寄存器通過 RxD0 來接收有效字符，當(dāng) UORSR 接收到一個(gè)有效字符時(shí)，它將該字符發(fā)送到 UARTORx 緩沖寄存器 FIFO 中，等待 LPC2132 通過 VPB 接口進(jìn)行訪問；當(dāng)發(fā)送信號(hào)時(shí)， UART0 發(fā)送器模塊 UOTx 接收 LPC2132 或上位機(jī)寫入的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)緩沖到 UARTO Tx 保持寄存器 FIFO 中， UART0 Tx 移位寄存器讀取U0THR 中的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過申行輸出引腳 TxD0 發(fā)送。在設(shè)計(jì)中規(guī)定兩者串行通信的波特率為 115200，傳送信息的格式為： 8 個(gè)數(shù)據(jù)位 ,1 個(gè)停止位。 表 44 SD1602操作指令 指令名稱 指令碼 說明 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 清 屏 L L L L L L L L L H 清楚屏幕 輸入方式設(shè)置 L L L L L L L H I/D S 設(shè)光標(biāo)移動(dòng)方向并指示 整體是否運(yùn)動(dòng) 顯示開關(guān)控制 L L L L L L H D C B D：整體顯示開關(guān) C： 光標(biāo)開關(guān) B：光標(biāo)位的字符閃爍 功能設(shè)置 L L L L H DL N F X X 讀接口數(shù)據(jù)位數(shù) DL， 顯示行數(shù) L 及字型 F 移 位 L L L L L H S/C R/L X X 移動(dòng)光標(biāo)，同時(shí)不改變 RAM 內(nèi)容 SD1602 液晶顯示的流程圖如下： 28 圖 45 LCD顯示流程圖 串行通信模塊 串行通信模塊的功能是將紅外測(cè)溫儀的每次測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)通過串行接口完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，當(dāng)紅外測(cè)溫儀需要使用串行通信功能時(shí) ，首先需要關(guān)閉中斷以屏蔽低優(yōu)先級(jí)中斷的發(fā)生，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。顯示字符的實(shí)際地址應(yīng)為實(shí)際地址 +(80H)。 RW=L， D0～ D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖； 在里面需要注意的是在對(duì)控制器每次進(jìn)行讀寫 操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測(cè)，以使LCD 的讀寫操作使能值置為 0． 27 當(dāng)開機(jī)后，系統(tǒng)首先對(duì) LCD 進(jìn)行初始化設(shè)定． SDl602 的部分指令功能如下： SDl602液晶顯示模塊是一個(gè)使顯示器件，所以在每條指令之前需要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志，如果其為低電平，則表示不忙，否則實(shí)效。 鍵盤的掃描程序流程圖如下： 26 圖 44 鍵盤掃描流程圖 LCD 顯示 SDl602 顯示屏可顯 示 2 行 16 個(gè)字符，第一行為狀態(tài)顯示符，分別為輻射率顯示、攝氏和華氏溫度提示符以及背光顯示符；第二行為測(cè)量得到的數(shù)據(jù)值，當(dāng)測(cè)溫儀正常測(cè)溫時(shí)，顯示 4 位被測(cè)數(shù)據(jù)，可精確到 0． 1℃ ． SDl602 的基本操作時(shí)序?yàn)椋? 1. 讀狀態(tài)： RS=L， RW=H， E=H； //此時(shí)輸出的 D0～ D7 表示狀態(tài)字 2. 寫指令： Rs=I， RW=L， D0D7 為指令碼， E=高脈沖； 3. 讀數(shù)據(jù)： RS=H， RW=H， E=H。如果仍為有鍵按下的狀態(tài)，則確認(rèn)該按鍵按下，否則作為按鍵抖動(dòng)處理，從而消除了抖動(dòng)的影響。本系統(tǒng)采用軟件方法消抖，當(dāng)微控制器芯片 LPC2132 響應(yīng)鍵盤中斷后。通過判斷 GPIO 引腳狀態(tài)的電平就可確定是否有按鍵被按下。 中斷程序的流程圖如圖： 25 鍵盤接口 鍵盤共有 5 個(gè)按鍵，分別為開機(jī)鍵、攝氏與華氏溫度轉(zhuǎn)換鍵、輻射率修正鍵、激光瞄 準(zhǔn)鍵和背光顯示鍵，當(dāng)按住開機(jī)按鍵后，首先定義相應(yīng)的鍵盤控制引腳為輸入模式。 LPC2132 的向量中斷控制器具有 32 個(gè)中斷請(qǐng)求，包括 16 個(gè)向量 IRQ 中斷和 16 個(gè)優(yōu)先級(jí)可動(dòng)態(tài)分配的中斷請(qǐng)求，可以將其編程分為 3 類： FIQ、向量 IRQ 和非向量 IRQ．它的這種可編程分配機(jī)制使得不同外設(shè)的中斷優(yōu)先級(jí)可以 動(dòng)態(tài)分配和調(diào)整． 本系統(tǒng)的中斷請(qǐng)求的設(shè)計(jì)思想是當(dāng)測(cè)溫過程中，程序需要響應(yīng)外部輻射率修正、攝氏與華氏溫度轉(zhuǎn)換以及背光修正等操作，系統(tǒng)需要暫停測(cè)溫等操作轉(zhuǎn)去響應(yīng)外界的中斷，同時(shí)保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)。 中斷處理單元 中斷處理模塊是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必不可少的一部分，它的主要功能是當(dāng)受到外部或內(nèi)部中斷請(qǐng)求后，正常的程序被暫時(shí)中止。ZI 區(qū)在 RAM 里面的起始地址 ? top of initialized data CMP r0,r1 。得到 RW 數(shù)據(jù)源的起始地址 LDR r1,=[Image$$RW$$Base] 。base and limit of area IMPORT [Image$$ZI$$Limit] 。end of ROM code(=start of ROM data) 23 IMPORT [Image$$RW$$Base] 。所謂應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境的初始化，就是完成必要的從 ROM 到 RAM 的數(shù)據(jù)傳輸和內(nèi)容清零。比如 LED 等，來顯示系統(tǒng)啟動(dòng)的進(jìn)程和狀態(tài)。轉(zhuǎn)到 IRQ 模式 LDR SP,=UndefStack 。屏蔽模式位以外的其他位 ORR R1,R0,IRQMODE 。 22 3. 初始化堆棧 ARM 處理器的 7 種狀態(tài)中每一種狀態(tài)的堆棧指針寄存器 SP 都是獨(dú)立的，因此系統(tǒng)需要對(duì)用到的每一種模式都要給 SP 寄存器定義一個(gè)堆棧地址，堆棧的大小由實(shí)際需要決定。 LPC2132 通過寄存器控制模塊的配置寄存器來初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)。存儲(chǔ)器端口的接口時(shí)序優(yōu)化是非常重要的，這會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。預(yù) 留中斷 B IRQHandler B FIQHandler 其中關(guān)鍵字 ENTRY 是指定編譯器保留這段代碼．因?yàn)榫幾g器可能會(huì)認(rèn)為這是一段冗余代碼而加以優(yōu)化。 初始化中斷向量表的代碼如下： AREA Boot,CODE,READONLY ENTRY 。 21 1. 中斷向量表 ARM 要求中斷向量表必須放置在從零地址開始的連續(xù) 8x4 字節(jié)的空間內(nèi)，每當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生后， ARM 微處理器強(qiáng)制把 PC 指針置為向量表中對(duì)應(yīng)中斷類型的地址值。初始化的代碼采用匯編語言實(shí)現(xiàn)，這也是目前最常用的做法。設(shè)計(jì)中同時(shí)采用 ARM公司的 ADSl． 2 集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件部分的程序編寫，并使用 JTAG 口對(duì)芯片內(nèi)部寄存器以及 I／ 0 口進(jìn)行調(diào)試。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)所需要完成的功能主要包括： 1. 控制步進(jìn)電機(jī)以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)； 2. 對(duì)目標(biāo)溫度的循環(huán)檢測(cè)； 3. 鍵盤按鍵的識(shí)別； 4. 兩路數(shù)據(jù)采樣； 5. 輻射率修正； 6. 溫度的顯示輸出。當(dāng)啟動(dòng)紅外測(cè)溫儀時(shí)。嵌入式系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要是面向相應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)的，在設(shè)計(jì)中需要考慮到：系統(tǒng)軟件的低功耗設(shè)計(jì)、軟件的運(yùn)行效率以及軟件的開發(fā)效率、可維護(hù)性及易升級(jí)性． ARM 微處理器軟件設(shè)計(jì)采用前 /臺(tái)系統(tǒng)或超循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在前一章中己詳細(xì)介紹了紅外測(cè)溫儀的硬件設(shè)計(jì)部分，這一章將介紹系統(tǒng)的軟件部分。一般來說，以硬件為主會(huì)使方案成本增加，但處理比較及時(shí)，并可減輕微處理器的負(fù)擔(dān)；以軟件為主則能降低成本，但需要花費(fèi)更多的時(shí)間和人力投入到軟件設(shè)計(jì)中去。 A， K 端口為背光引腳，當(dāng) A 接正電極、 K 接負(fù)電極時(shí)，點(diǎn)亮背光． 編號(hào) 引腳名稱 功能說明 編號(hào) 引腳名稱 功能說明 1 VSS 電源地 8 DB2 數(shù)據(jù)位 3 2 VDD 電源正極 9 DB3 數(shù)據(jù)位 4 3 VO 液晶顯示偏壓信號(hào) 10 DB4 數(shù)據(jù)位 5 4 RS 寄存器選擇段 11 DB5 數(shù)據(jù)位 6 5 R/W 讀寫控制引腳 12 DB6 數(shù)據(jù)位 7 6 E 使能信號(hào) 1