【正文】 其次要感謝 雖然不是我的導師但依然對我關心照顧的各位老師，正是你們對我的熱情幫助和寶貴建議，才讓我能夠更好的完成畢業(yè)設計。這次畢業(yè)論文能夠得以完成，是所有指導過我的老師， 和 幫助過我的同學 以及 一直關心支持著我的人對我的教誨、幫助和鼓勵的結果。 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設計 47 致 謝 經(jīng)過 三個多月 的忙碌工作 ， 本次畢業(yè)設計 即將完成 。 通過本次 畢業(yè) 設計，我深深地感受到了理論與實踐之間的巨大差距，在以前學習單片機時，很多知識點在理論 上 還是能夠理解的，但到了具體的實踐環(huán)節(jié)中，就出現(xiàn)很多自己無法理解的現(xiàn)象。設計 中需要考慮的因素很多，但主要考慮到兩個因素：第一，要盡力把系統(tǒng)作的完善，并充分體現(xiàn)它的實用性和可靠性；第二，對外圍電路設計時盡量使它簡單。 這次畢業(yè)設計總體上是以 STC12C5616AD 單片機為控制核心，以紅外測溫原理為理論基礎，通過對單片機的 外圍電路 的 設計來實現(xiàn)人體體溫的非接觸測量 的 。當能夠解決一個問題哪怕是一個小小的問題時，我都是相當?shù)呐d奮與快樂。在硬件電路設計方面 ，如何使設計出的電路具有可操作性和實用性是另一個需要解決的難題。設計中所涉及到的許多東西，如熱電堆紅外傳感器、信號的放大、帶 A/D 單片機的使用等都是自己以前 很少 接觸到的內(nèi)容，有些東西甚至很少有中文資料可供參考。 其流程圖如圖 所示。 它的消音操作是通過對消音按鍵的檢測來實現(xiàn) 的。 圖 液晶顯示 子程序 流程圖 lcd 初始化 顯示“室溫 ： ℃” 拆分溫度值各位 顯示室溫值各 位 顯示體溫值各位 返回 顯示“體溫： ℃” 入口 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設計 45 報警 處理 子程序 報警 處理 子程序主要 實現(xiàn)體溫的超限報警。當溫 度測量完成后，得到的溫度值是一組數(shù)字量，若想讓液晶顯示器正確的顯示溫度值的各位，則 首先 需要對數(shù)據(jù)的各個位進行拆分 ，然后將 拆分后的溫度值 的 各 個 位 寫入液晶顯示器的相應地址， 即完成了溫度值的顯示 。其流程 圖 如 圖 所示 。由于需要轉換的模擬量有 3 路，所以對其進行逐個轉換。 鍵盤掃描子程序 流程如圖 所 示?？紤]到 在鍵盤按下的過程中，會發(fā)生一定的抖動。 本節(jié) 對 各 子 程序模塊 的 設計進行了闡述，主要包括 A/D 轉換 子程序 、 液晶 顯示子程 序 、 按鍵 掃描 子程序 和報警處理 子程序的設計。這樣，不僅減少了編成的工作量，而且也縮短了程序的長度。 子程序設計 在一個程序中經(jīng)常會遇到反復多次執(zhí)行某程序段的情況，如果重復書寫這個程序段，會使程序變得冗長而雜亂。主程序 主要對 I/O 口、定時器、 液晶顯示器等進行 初始化 操作，以及通過 對子程序的調(diào)用 來實現(xiàn)溫度的循環(huán)測量。 本設計的系統(tǒng)軟件主要包括主程序、液晶刷新子程序、按鍵掃描子程序、測溫子程序和液晶初始化子程序等。 而且，由 C 語言生成的可執(zhí)行代碼內(nèi)容量少，執(zhí)行效率高。 C 語言用途廣泛 、 語言簡潔，為完成某一功能所寫的源程 序代碼往往比用其他語言寫得簡短，使得程序輸入工作量減少。 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 : 2 J un 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 :S T C 12 C 56 16 A D1KB E L LV C C 5R 14V C C 5Q19012Q29012R6 1KR510KGND1V C C2V03R S ( C S )4R / D ( S I D )5E ( C L K )6D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 714P S B15NC16/ R E T17VOUT18L C D _A19L C D _K20Y M 12 86 4RP P P P P 圖 報警電路 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設計 40 4 系統(tǒng)軟件設計 軟件設計就是編寫能使單片機運行并控制外圍電路的程序，然后把程序燒入單片機，對單片機進行控制，以完成硬件的功能。當 系統(tǒng)檢測到 消音鍵按下后， 則 將 口置位 ， 此時 蜂鳴器 由于三極管的截止而 停止報警。 報警電路設計 系統(tǒng)的 報警 功能由 一個蜂 鳴器和一個三極管來實現(xiàn) [17] [18]。 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 : 2 J un 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 :S1S2R310KR410KV C C 5P P 圖 按鍵電路 由 電路 圖我們可以看出這部分的原理 ： 由于 單片機的 口和 口 是 通過10K 的 上拉 電阻與 5V 電源相聯(lián) 的 ，所以在沒有按鍵 按下 的情況下單片機的 兩 個 I/O口的電平恒為高，只有 當 對應的按鍵 按下的時候其電平才為低。其電 路圖如圖 所示。當按鍵少時可接成獨立連接式鍵盤；當按鍵較多時，可以將鍵盤接成矩陣形式，這種形式節(jié)省口線。 按鍵電路設計 鍵盤是電子設備常見的輸入裝置， 它是 人們與電子設備交流的重要途徑，一旦 按鍵 出錯 或不穩(wěn)定 ，將影響到電子設備的整體使用 。 其主要 特點 如下 ： （ 1） 可編程輸出電壓為 36V （ 2） 電壓參考誤差： 177。它的電路圖如圖 所示。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任 意地設置 ，其設置范圍為 Vref（ ）到 36V 之間 的任何值。 其主要參數(shù)如下： （ 1）最大輸入電壓 42V （ 2） 輸出電壓 固定 值 5V （ 3） 最大輸出電流 （ 4） 輸入電壓最小 壓差 2V 以極性電容 和瓷片電容 作為濾波網(wǎng)絡，采用固定式三端集成穩(wěn)壓 塊 LM7805 設計制作 的 直流穩(wěn)壓電源 如圖 所示 。基準電源使用廣泛，其精度和可靠性直接決定著系統(tǒng)的精度和可靠性 [11] [12] [13]。單片機系統(tǒng)中的模擬放大等電路需要高精度、高穩(wěn)定性的供電電源和參考電壓源。 如果模擬和數(shù)字 部分使用同一個電源，會使數(shù)字部分產(chǎn)生的高頻有害噪聲耦合到模擬部分。 數(shù)字部分：以脈沖方式工作，電源功率的脈沖性較為突出，如 LED 顯示器的動態(tài)掃描會引起電源脈動，此外， 數(shù)字電源 還要有足夠的余量。 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 : 2 J un 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 510K1K10ufC7 30 P FC630 P FV i n1GND2V ou t312 M H ZC310 0U F 16 VC5104C4104C210 0U F 16 VV C C 5V C C 9S4S1S2S T C 12 C 56 16 A D1KR310KR7600R410KB E L LV C C 5V C C 5V C C 5C8 ufC9 ufC 12 ufV C CC 13 ufV C C 5R830KR920KV C C 5C 11 ufC 10 ufR 13R 14V C C 5Q19012R5R E FAC3 14 2T he r m i s t or T he r m i s t orT he r m op i l e T he r m op i l eL M 35 8R 10500R 1210KR 1110KV C C 910KV C C 99VGND1V C C2V03R S ( C S )4R / D ( S I D )5E ( C L K )6D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 714P S B15NC16/ R E T17VOUT18L C D _A19L C D _K20Y M 12 86 4RV C C 5P 1P 2R S T3R X D / P 4T X D / P 5X T A L 26X T A L 17I N T 0/ P 8I N T 1/ P 9T 0/ P 10T 1/ P 11P 12P 13GND14P 15P 16P 17A D C 0/ P 18A D C 1/ P 19A D C 2/ P 20A D C 3/ P 21A D C 4/ P 22A D C 5/ P 23A D C 6/ P 24A D C 7/ P 25P 26P 27V C C28V C C 512345678A D 62 0V C C 5 C 14 uf1KRt23841A23841AL M 35 8T S 11 8 1P P P 圖 液晶顯示器與單片機接口電路圖 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設計 37 電源模塊設計 單片機系 統(tǒng)的電源設計是單片機應用系統(tǒng)設計中的一項重要工作 ， 電源的精度和可靠性等各項指標 ， 直接影響 著 系統(tǒng)的整體性能。 16 點陣漢字 (簡繁體可選 ) （ 4） 顯示角度： 6： 00 鐘直視 （ 6） 與 MCU 接口： 8 位或 4 位并行 /3 位串行 （ 7）工作溫度： 0～ 60℃ （常溫） /20～ 75℃ （寬溫） YM12864R 液晶顯示器的 串行數(shù)據(jù)傳送共分三個字節(jié)完成 ，它的三個字節(jié)的具體功能如下所示： 第一字節(jié)：串口控制 —— 格式 11111ABC A 為數(shù)據(jù)傳送方向控制： H 表示數(shù)據(jù)從 LCD 到 MCU， L 表示數(shù)據(jù)從 MCU 到 LCD 基于單片機的紅外測溫系統(tǒng)的設計 36 B 為數(shù)據(jù)類型選擇： H 表 示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)， L 表示數(shù)據(jù)是控制指令 C 固定為 0 第二字節(jié)： 8 位數(shù)據(jù)的高 4 位 —— 格式 DDDD0000 第三字節(jié)： 8 位數(shù)據(jù)的低 4 位 —— 格式 0000DDDD 表 YM12864R 引腳功能表 引腳號 引腳名稱 功能說明 1 VSS 模塊的電源地 2 VDD 模塊的電源正端 3 VO LCD 驅動電壓輸入端 4 RS(CS) 并行的指令 /數(shù)據(jù)選擇信號 ， 串行的片選信號 5 R/W（ SID） 并行的讀寫選擇信號 ， 串行的數(shù)據(jù)口 6 E/CLK 并行的使能信號 ， 串行的同步時鐘 15 PSB 并 /串行接口選擇 ， H并行 /L串行 17 /RET 復位 ， 低電平有效 19 LED_A 背光源正極（ LED+5V） 20 LED_K 背光源負極 ( LED 0V ) YM12864R 為 20 管 腳顯示器， 其電路圖 如圖 所示 。 它的 主要技術參數(shù)如下所示： （ 1） 低電源電壓（ +～ +） ， 無需外加負壓 （ 2） 顯示分辨率 ： 128179。 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