【正文】 。 I/O可 以 設置成四種 不同的 模式：準雙向口 /弱上拉，強推挽 /強上拉，僅為輸入 /高阻，開漏 ； 6 通道 15 位專門的高精度 PWM（帶死區(qū)控制） +2 通道 CCP（利用它的高速脈沖輸出功能可實現(xiàn) 11~16 位 PWM） ——可用來再實現(xiàn) 8路 D/A，或 2 個外部中斷（支持上升沿 /下降沿中斷） …... 圖 36 為單片機 I/O分配圖。 %（ 20℃ ~+65℃），內部時鐘從 5MHz~35MHz 可 ISP 編程時 設定；不需外部晶振和復位電路，還可對外輸出時鐘和低電平復位信號。 %），177。 STC15W4K32S4 單片機中包含中央 處理器（ CPU）、程序存儲器（ Flash）、數(shù)據(jù)存儲器（ SRAM）、定時 器 /計數(shù)器、掉電喚醒專用定時器、 I/O 口、高速 A/D 轉換、比較器、看門 狗、 UART 高速異步串行通信口 串行口 串行口 串行口 CCP/PWM/PCA、高速同步串行通行端 口 SPI，片內高 精度 R/C時鐘及高可靠復位等模塊 。 STC8051 單片機種類繁多，正常工作在 ，由于新出的一款STC15W4K60S4 有幾個新功能：支持 USB 直接燒錄程序，運行速度快，不用外部晶和復位電路等，考慮到試下新產(chǎn)品上就選用了此款 STC15W4K60S4 單片機，其價格也不高。目前 8 位單片機大多是 8051的內核，而現(xiàn)在國內市場上的 8051 內核單片機主要是以 愛特梅爾 （ ATMEL）和宏晶科技（ STC）兩家為主。單 片機按字長分類： 4位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位單片機。圖 34 為MLX90614ESFBAA 的 SMBus 通信接口電路圖。 更具以上檢測和計算的結果，便可得到對應的環(huán)境溫度 Ta 以及物體溫度 To，這兩個溫度的分辨率均為 ℃ 。信號通過可編程的 FIR 和 IIR 低通濾波器以進一步減低輸入信號和帶寬從而達到所需的噪聲特征和刷新率。 ASSP 支持兩個 IR 傳感器。圖 33 所示是 MLX90614 內部模塊情況的圖表。 因為此傳感器已經(jīng)將 A/D 轉換器、低噪聲放大器和數(shù)字信號處理芯片 MLX90302 集成在一起，便使較高精確度和較高分辨度的溫度計得以實現(xiàn)。該溫度范圍對于體溫的測量完全夠用，測量精度可達到 ℃，此版本傳感器為單色測溫傳感器。考慮價格和測量距離以及測量精度等因素，最終選用MLX90614ESFBAA。圖 32 所示是充電指示電路。圖中顯示 LED 選用雙色霧狀 Ramp。圖 31 所示整個設計中的電源電路。為了使該設計能單獨使用，所以加了一個鋰電池，接口選用現(xiàn)在流行的安卓手機接口 Micro USB使得充電方便。表 31 是 AMS1117輸出的電氣特性。而 價格在 1 元左右， 價格在 元左右甚至更低，故最終選用 。常用有 和 。由于系統(tǒng)的工作電流較大，而且工作中系統(tǒng)的電流變化較大，而電流較大的變化會使穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值不穩(wěn)，故不選用；由于系統(tǒng)最大功耗不是太大，用開關穩(wěn)壓芯片（ DCDC）就顯得有些浪費并且成本也高，所以也不選用；在無電流變化時 LDO的紋波可能比穩(wěn)壓二極管要大，但是此紋波相對較小不影響芯片的正常工作，而且對輸入的電壓范圍較廣，完全能夠在日常中使用，當然價格也比 DCDC 較便宜，所以最終選用 LDO作為 。由于傳感器的供電電壓為 ，為了保持一致性，使系統(tǒng)在整個工作過程中正常工作，同時為使傳感器在與單片機以及各個部分的通信過程中減小誤差，故整個系統(tǒng)都選用了 電壓（當然也可以僅傳感器用 ，其它部分用 5V電壓）。沒有了電源幾乎所有電子產(chǎn)品都沒法使用。這是整個系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)流向流程，本紅 外測溫語音播報體溫計系統(tǒng)的總硬件電路圖詳見附錄 1。 （ 6） 環(huán)境條件 測溫 溫度計檢測物體的溫度結果會被物體當前的環(huán)境因素而造成影響，所以應當考慮并加以恰當?shù)姆椒▉斫鉀Q，從而使影響紅外測溫溫度計的精度甚至導致紅外溫度計的永久性損壞。因此，在選擇紅外測溫器件響應時間上要和被測目標的情況相適應。然而，并不是所有應用都要求快速響應。 （ 5） 響應時間 響應時間是紅外測溫溫度計對被測物體溫度變化的 反應速度，定義為到達最后讀數(shù)的95%能量所需要時間，響應時間和光電探測儀、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關。如果測溫體溫計由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標之外，而又要測量小的目標，就應該選擇高光學分辨率的測溫體溫計。面對較小卻又處于運動中的目標，畢業(yè)設計 (論文 )說明書 5 選擇雙色測溫體溫計為佳。在所檢測物體的體積大于溫度計視場的時候，溫度計便不會被來自測量區(qū)域內的外部背景的輻射能量而影響。一般選擇被測目標尺寸超過視場大小的一半。 （ 3） 目標尺寸 的 確定 紅外測溫體溫計根據(jù)原理可分為單色測溫體溫計和雙色測溫體溫計兩種。根據(jù)黑體輻射定律，是溫度而導致的輻射能量的改變會大于由發(fā)射率的不同而導致的情況只會發(fā)生在光譜的短波波段中，因此測溫的時候應該盡可能的選擇短波。如一種紅外測溫產(chǎn)品覆蓋范圍為 60℃ ~+2020℃，實際上這不是由一種型號的紅外測溫體溫計所能完成的。在實際的測量中，要根據(jù)被測物質的發(fā)射率來選擇相應的紅外測溫體度計。物體材料的類型、理化結構和厚度以及其表面的粗糙程度等幾個因素是導致發(fā)射率不同的重要因素。然而在自然界中現(xiàn)存的實際的物體中基本上都沒有黑體的基本條件。但不正確的測溫方法，在測量物體的實際溫度上會存在很大的誤差。 表 21紅外波波長分類 波段 波長范圍 181。 因此，可以根據(jù)對物體自身輻射的紅外能量的測量得到它的表面溫度，這就是紅外測溫客觀依據(jù)。黑體處于溫度 T時，在波長為 λ 處的單色輻射處射度由普朗克公式確定，即： (21) 黑體輻射出射度由斯蒂芬 玻爾茲曼定律確定，即： (22) 其中稱為第一輻射常數(shù)；稱為第二輻射常數(shù)；為斯忒藩 玻爾茲曼常數(shù)； λ 和 T 分別表示波長和熱力學溫度。物體紅外線輻射的能量大小按其波長的分布，與其表面的溫度關系十分密切。 畢業(yè)設計 (論文 )說明書 3 2 紅外測溫技術綜述 基本方法 紅外測溫技術是非接觸測溫方法的其中一種，測溫儀器沒有必要和被檢測的物體有著介質直接接觸，而是根據(jù)熱輻射的原理測量物體溫度。由此，對不直接接觸人體表面的溫度測量方法進行研究有比較現(xiàn)實的意義，是在非常時候應對突然病發(fā)的疫情的必不可少工作。 由于“ SARS”，“ H1N1”這一類疾病有著較高傳染性，致使這類疾病在人群密集場所實施體溫檢測時就要考慮以下幾個很基本的要求：不直接接觸、快速、準確。由于對人體而言體溫是一項重要的健康指數(shù)，當人體健康時，其體溫會維持在一個基本確定的數(shù)值。因此，能夠在非常迅速發(fā)現(xiàn)病患并進行隔離是預防這類疾病的一項重要手段和方法。正是由于 存在上述各種 優(yōu) 點，目前紅外測溫技術已 廣泛應用在工業(yè) 生產(chǎn) ，航空航天，質量檢測，冶金及醫(yī)學等領域。 ④ 紅外測溫可以實現(xiàn) 對于 實時 的 觀測 和 自動控制，測量距離 遠近皆可 ， 時間上也不受限制 ，適應性 相對 較強。 ② 與普通接觸式測溫 相比較紅外測溫技術另外的不同之處在于它不需要與測溫目標達到熱的平衡就可以測出目標當前的溫度，紅外測溫技術 可以 實現(xiàn)實時測量，迅 速 的測量甚至可以進行 動態(tài)測量， 對于在 不 方便人們靠近的設施 或者一些傳 播較容易的 疾病（ SARS， H1N1）的 溫度 測量 上， 紅外測溫 技術就體現(xiàn)出了明顯的 優(yōu)勢。當前，人們普遍使用的傳統(tǒng)的水銀體溫或熱敏器件測量，然而這些都不能快速、準確無誤的在人群中發(fā)現(xiàn)體溫偏高者，并且還因為這類疾病傳染性較高，致使傳統(tǒng)的體溫測量儀需要測量者和被測量者相接觸，這樣就使得疾病的相互 傳染可能性增加。使得這類疾病的防治工作變得非常困難。 紅外測溫技術的研究背景 當前防治密集人群中的疾病工作是難度較大的，尤其是在火車站，飛機場，地鐵等人口密度大而且人口流動性較大的場所，實施這項工作就變得更加困難。 C language 畢業(yè)設計 (論文 )說明書 目 錄 摘要 ....................................................................................................................... 1 Abstract ................................................................................................................. IV 1 緒論 ................................................................................................................... 1 紅外測溫技術的研究背景 ..................................................................................... 1 紅外測溫技術的研究意義和目的 ........................................................................... 2 2 紅外測溫技術綜述 ............................................................................................. 3 基本方法 ............................................................................................................. 3 紅外測溫應注意的問題 ......................................................................................... 4 3 系統(tǒng)硬件設計 ..................................................................................................... 6 電源 ................................................................................................................... 6 傳感器 ................................................................................................................ 8 單片機 ............................................................................................................... 10 液晶 1602 ........................................................................................................... 12 語音芯片 ............................................................................................................ 13 按鍵 .................................................................................................................. 14 4 系統(tǒng)軟件設計 .................................................................................................... 17 硬件電路休眠及喚醒 ........................................................................................... 17 紅外測溫傳感器數(shù)據(jù)讀取 .................................................................................... 19 溫度計算 ............................................................................................................ 25 顯示 ..................................................................................................