【正文】 定義數(shù)組存放測溫數(shù)據(jù)開啟測溫讀取數(shù)據(jù)第一字節(jié)為0x4c或0x66并且第五個字節(jié)為0x0d N返回計算溫度值圖53 紅外測溫流程圖 LCD顯示程序模塊在該模塊中，LCD采用的是液晶LCD1602顯示器，直接與單片機相連接，不需要增加其他保護電路。它的程序流程圖如圖53所示，此模塊首先定義一個字符型數(shù)組用于存放讀取到的一幀數(shù)據(jù)，然后啟動測溫，讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是在脈沖的下降沿一位一位傳送的。當LCD接收到數(shù)據(jù)之后，單片機將發(fā)送中斷指令，讓紅外測溫模塊停止接收紅外信號。具體工作的流程圖如下圖51：外部中斷0初始化顯示子程序復位讀取數(shù)據(jù)寫入EEPROM（）計數(shù)器加1計數(shù)器清零數(shù)據(jù)正確滿三次啟動鍵打開結(jié)束NYYNY開始N 主程序流程圖讀取指令讀取EEPROM（超過37度）報警發(fā)送數(shù)據(jù)LCD顯示中斷返回YN外部中斷入口圖52 中斷子程序流程圖主控部分就是一個判斷過程，是開始溫度測量還是停止溫度測量，給開機界面一個指令，讓其進行下一步操作。若不是就返回開機顯示，是則進行紅外測溫，接收數(shù)據(jù)，并將計算的溫度值顯示出來，如果是環(huán)境溫度就通過數(shù)碼管前四位顯示，則目標溫度用數(shù)碼管后四位顯示，并等待結(jié)束測溫命令。該程序首先對STC89C51初始化。因為此次設(shè)計要完成的功能是測溫，所以對溫度數(shù)據(jù)接收及顯示部分的程序設(shè)計做了詳細敘述，而對其它各模塊做了相應簡要的介紹。特別是對那些視力不是很好地使用者來說，更大的方便了讀數(shù)，使設(shè)計更具合理化、人性化。LCD顯示電路原理圖如下圖所示：圖49 LCD顯示電路原理圖此部分電路設(shè)計與其他設(shè)計方法相比比較大的有點就是讀數(shù)準確。通過軟件程序中對此端口的設(shè)置來決定選擇的寄存器。此時，若要驅(qū)動NMOS或其他拉電流負載時，需外接上拉電阻，才能使該位高電平有效，所以中間接10K的排阻，來決定顯示器高低點位，是否要顯示。 在軟件中設(shè)置溫度的代碼是：℃（00110011B，00110000B，00101110B， 00110000B，01000011B）；℃（00110011B，00110111B，00101110B，00110000B， 01000011B）；60℃（00110110B，00110000B，01000011B）。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，表2是DM162的內(nèi)部顯示地址。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)；第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令；第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線；第15～16腳：空腳。在本設(shè)計采用的是 字符型液晶模塊是一種用5x7點陣圖形來顯示字符的LCD1602液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為1行16個字、2行16個字、2行20個字等等，這里以常用的2行16個字的1602液晶模塊來介紹它的使用和編程方法。該部分電路設(shè)計簡單，易懂、易操作，而且從使用者的角度來說，更具有人性化的設(shè)計，方便使用者操作和讀書。電路圖如下圖所示：圖48 報警電路原理圖蜂鳴器在此電路中的主要作用是在測量人體溫度時提供報警幫助。系統(tǒng)的電源電路如下圖所示：圖47 電源電路 報警模塊該模塊的電路設(shè)計簡單，整個模塊由兩部分組成：一個三極管和一個蜂鳴器組成。STC89C51的內(nèi)核共電為5V，而此紅外測溫儀系統(tǒng)的紅外測溫模塊和LED顯示模塊的共電電壓都可為5V，所以通過此電源模塊后，將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換成5V的單片機工作電壓，以保障紅外測溫系統(tǒng)的正常運行。 電源模塊電源是組成一個系統(tǒng)必不可少的部分，任何一個系統(tǒng)沒有電源都是無法正常運行。)圖46 紅外測溫時序圖紅外測溫模塊溫度值的計算方法：以上面為例：無論是測量環(huán)境溫度還是目標溫度，只要檢測到Item為0x4cH或者0x66H同時檢測到CR為0x0dH，他們的溫度的計算方法都相同。二、紅外測溫模塊的時序紅外測溫模塊的時序圖如圖46，在CLOCK的下降沿時接收數(shù)據(jù)。而且它具備SPI接口，可以很方便地與單片機（MCU）傳輸數(shù)據(jù)。電路圖并不復雜，對于設(shè)計研究也不是很難，比較容易理解、易懂。在設(shè)計過程中選擇紅外線檢測器件時，首先考慮的是器件的以下性能因素:光譜響應范圍、響應速度、有效檢測面積、元件數(shù)量、制冷方式和檢測目標的溫度。它通過紅外溫度傳感器掃描被測物體，、由單片機讀取信息，通過LCD顯示出來。（2）RST：單片機的上電復位或掉電保護端；（3）ALE: 地址鎖存有效信號輸出端；（4）：片外程序存儲器讀選通信號輸出端。下圖43是此單片機的引腳圖：圖43 STC89C51單片機引腳圖一、STC89C51RC單片機的特點： 1. 增強型6時鐘/機器周期，12時鐘/機器周期8051CPU；工作電壓：；3. 工作頻率范圍：040MHz，相當于普通8051的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz；4. 4k的Flash程序存儲器；5. 片上集成512字節(jié)RAM；6. ISP/IAP，無須專用編程器/仿真器；7. 通用I/O口，復位后：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時需加上拉電阻；8. EEPROM功能；9. 看門狗；10. 內(nèi)部集成MAX810專用復位電路（外部晶體20M以下時，可省略復位電路）；11. 共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當成2個8位定時器使用；12. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；13. 超低功耗，正常工作模式，典型功耗2mA；掉電模式，可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序；14. 2個數(shù)據(jù)指針；15. 通用異步串行口（UATR），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UATR；16. 工作溫度范圍：0－75℃/－40～＋85℃；17. 封裝形式：PDIP40/PLCC44/PQFP44。對于一些尚未定型的設(shè)計可以一邊設(shè)計一邊完善，加快了設(shè)計速度，減少了一些軟件缺陷風險。本測溫儀選擇的STC89C51RC單片機，下面是STC89C51RC單片機相關(guān)資料信息：STC89C51RC單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾/高速/低功耗的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。采用晶體震蕩電路的原因是因為它的頻率穩(wěn)定性好，而這正是本紅外測溫儀非常重要的技術(shù)要求。單片機處理模塊的電路原理圖如圖41所示：圖41 單片機處理模塊電路圖圖42 單片機復位和時鐘電路圖其復位電路和時鐘電路如圖42所示，本單片機處理模塊是通過開關(guān)手動復位的，只要在RST引腳出現(xiàn)大于10ms的高電平，單片機就進入復位狀態(tài)，這樣做的目的是便于根據(jù)實際情況而選擇是否復位溫度測量數(shù)據(jù)。在該方案里，整個系統(tǒng)從硬件上可以分成五個子模塊：分別是單片機處理模塊、紅外測溫模塊、電源模塊、報警模塊和LCD顯示模塊。 本章小結(jié)這一章主要分析了課題的設(shè)計要求和基本指標，初步確定紅外測溫的設(shè)計方向。其中紅外測溫傳感器采用的是TN系列的高敏感測溫產(chǎn)品——TN901。基于STC89C51單片機的紅外測溫儀的硬件設(shè)計采用目前使用比較廣泛的模塊化設(shè)計思想，將整個系統(tǒng)分成五大模塊：單片機處理模塊、紅外測溫模塊、電源模塊、報警模塊和LCD顯示模塊。綜上所述，通過對比和篩選，方案二更適合作為此次設(shè)計課題的研究設(shè)計方案。而且采用STC89C51單片機控制，由單片機構(gòu)成控制核心部分，更便于實現(xiàn)控制，而且電路設(shè)計比較簡單，焊接也比較簡單。而且對于開發(fā)者的開發(fā)環(huán)境要求較高，不適合作為畢業(yè)設(shè)計的課題研究。例如集成運放電路要用到雙電源供電，這就使得電源模塊的設(shè)計變得復雜、功耗變大和效率變得更低，這對于使用電池供電的便攜式系統(tǒng)是不利的。STC89C51單片機是本系統(tǒng)的控制中心，它負責控制啟動溫度測量、接收測量數(shù)據(jù)、計算溫度值、并根據(jù)取得的鍵值控制顯示過程；紅外測溫模塊負責溫度數(shù)據(jù)的采集、測量，并將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳送給STC89C51單片機；通過鍵盤模塊可以方便地進行測溫及各種操作；LED顯示模塊把測量的溫度值直觀地顯示給觀測者；電源模塊負責本紅外測溫儀電源的供應。在本方案中采用模塊化的設(shè)計思想。這兩個紅外溫度傳感器的輸出量通過放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路的處理后傳輸?shù)組CU模塊進行相關(guān)的處理計算，最后通過LCD模塊顯示相應的人體溫度。所謂的模擬傳感器就是傳感器的輸出量是模擬量，而不是可以直接進行數(shù)據(jù)處理的數(shù)字量，所以它需要通過信號放大和AD轉(zhuǎn)換等處理后才能傳輸給單片機進行相關(guān)的處理。 （2）體溫測量的準確度要高； （3）系統(tǒng)采用電池供電，且功耗要低； （4）系統(tǒng)響應速度要快，要在1~2s內(nèi)完成測溫；（5）要使用簡單，有良好的人機界面；（6）總體成本（硬件成本、設(shè)計時間成本等）要低。所要設(shè)計的系統(tǒng)的幾個基本要求和指標如下所示：經(jīng)過初步分析可以得知，整個系統(tǒng)可以劃分為幾個大模塊，紅外測溫模塊、單片機處理模塊、外圍電路（輸入按鍵、LCD等）模塊和電源模塊。所以，整體來說還是選擇紅外額溫計，操作起來比較方便，而且還適合大規(guī)模檢疫中使用。紅外額溫計使用起來比較方便，而且可以大規(guī)模測量，比較方便、快捷，但準確性容易受環(huán)境因素的影響。所以在現(xiàn)實應用中，通常紅外額溫計是用于體溫的初步判斷。但由于人體的體表溫度很容易受到各種因素（溫度、濕度、人體體表的潔凈度等）的影響，比如在寒冷的冬天人體的體表溫度比核心溫度要低得多，而在炎熱的夏天則情況相反。而紅外額溫計主要是通過測量人體的體表（額頭等）紅外輻射，經(jīng)過信號處理后得到人體的溫度信息。但缺點是由于對使用者提出較高的要求，且使用一次性的探頭蓋，增加了后期的使用成本。其中紅外耳溫計是一種專門用于測量鼓膜溫度的溫度計，通過紅外導波管將由鼓膜發(fā)射的紅外輻射能傳送到熱電堆等熱探測器，將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為電能后進行電信號處理得到人體溫度信息。常見的紅外人體測溫儀主要有兩種：一種是紅外耳溫計，另一種是紅外額溫計；這兩種形式的紅外體溫計各有自己的優(yōu)缺點。而且，紅外測溫儀應經(jīng)應用在重大疾病的檢測檢疫中，特別是流動性大和密集的人群聚集地，不僅測溫速度快而且方便快捷，能夠及時發(fā)現(xiàn)病情，及時得到治療。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外線人體測溫技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，不僅精準、靈敏，而且方便使用和測量。 本章小結(jié)本章主要闡述了紅外線測溫的一些基礎(chǔ)理論和紅外測溫傳感器的測溫特點。它只要接收到目標的紅外輻射即可測量，其響應速度在毫秒甚至微秒數(shù)量級。（1）遠距離和非接觸測量：紅外測溫不需要與被測物體接觸，可遠距離測量，它特別適合于高速運動物體、旋轉(zhuǎn)體、帶電體和高溫高壓下物體的溫度測量。181。~=310K；λ=。m）是波長，T（K）是絕對溫度。濾光片