【正文】 定義數(shù)組存放測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)開(kāi)啟測(cè)溫讀取數(shù)據(jù)第一字節(jié)為0x4c或0x66并且第五個(gè)字節(jié)為0x0d N返回計(jì)算溫度值圖53 紅外測(cè)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(jī)相連接，不需要增加其他保護(hù)電路。它的程序流程圖如圖53所示，此模塊首先定義一個(gè)字符型數(shù)組用于存放讀取到的一幀數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)測(cè)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(dāng)LCD接收到數(shù)據(jù)之后，單片機(jī)將發(fā)送中斷指令，讓紅外測(cè)溫模塊停止接收紅外信號(hào)。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(fù)位讀取數(shù)據(jù)寫入EEPROM（）計(jì)數(shù)器加1計(jì)數(shù)器清零數(shù)據(jù)正確滿三次啟動(dòng)鍵打開(kāi)結(jié)束NYYNY開(kāi)始N 主程序流程圖讀取指令讀取EEPROM（超過(guò)37度）報(bào)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(gè)判斷過(guò)程，是開(kāi)始溫度測(cè)量還是停止溫度測(cè)量，給開(kāi)機(jī)界面一個(gè)指令，讓其進(jìn)行下一步操作。若不是就返回開(kāi)機(jī)顯示，是則進(jìn)行紅外測(cè)溫，接收數(shù)據(jù)，并將計(jì)算的溫度值顯示出來(lái)，如果是環(huán)境溫度就通過(guò)數(shù)碼管前四位顯示，則目標(biāo)溫度用數(shù)碼管后四位顯示，并等待結(jié)束測(cè)溫命令。該程序首先對(duì)STC89C51初始化。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)要完成的功能是測(cè)溫，所以對(duì)溫度數(shù)據(jù)接收及顯示部分的程序設(shè)計(jì)做了詳細(xì)敘述，而對(duì)其它各模塊做了相應(yīng)簡(jiǎn)要的介紹。特別是對(duì)那些視力不是很好地使用者來(lái)說(shuō)，更大的方便了讀數(shù)，使設(shè)計(jì)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(jì)與其他設(shè)計(jì)方法相比比較大的有點(diǎn)就是讀數(shù)準(zhǔn)確。通過(guò)軟件程序中對(duì)此端口的設(shè)置來(lái)決定選擇的寄存器。此時(shí)，若要驅(qū)動(dòng)NMOS或其他拉電流負(fù)載時(shí)，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(lái)決定顯示器高低點(diǎn)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(shí)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(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)；第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，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(jì)采用的是 字符型液晶模塊是一種用5x7點(diǎn)陣圖形來(lái)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(gè)字、2行16個(gè)字、2行20個(gè)字等等，這里以常用的2行16個(gè)字的1602液晶模塊來(lái)介紹它的使用和編程方法。該部分電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易懂、易操作，而且從使用者的角度來(lái)說(shuō)，更具有人性化的設(shè)計(jì)，方便使用者操作和讀書。電路圖如下圖所示：圖48 報(bào)警電路原理圖蜂鳴器在此電路中的主要作用是在測(cè)量人體溫度時(shí)提供報(bào)警幫助。系統(tǒng)的電源電路如下圖所示：圖47 電源電路 報(bào)警模塊該模塊的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，整個(gè)模塊由兩部分組成：一個(gè)三極管和一個(gè)蜂鳴器組成。STC89C51的內(nèi)核共電為5V，而此紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)的紅外測(cè)溫模塊和LED顯示模塊的共電電壓都可為5V，所以通過(guò)此電源模塊后，將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換成5V的單片機(jī)工作電壓，以保障紅外測(cè)溫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 電源模塊電源是組成一個(gè)系統(tǒng)必不可少的部分，任何一個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有電源都是無(wú)法正常運(yùn)行。)圖46 紅外測(cè)溫時(shí)序圖紅外測(cè)溫模塊溫度值的計(jì)算方法：以上面為例：無(wú)論是測(cè)量環(huán)境溫度還是目標(biāo)溫度，只要檢測(cè)到Item為0x4cH或者0x66H同時(shí)檢測(cè)到CR為0x0dH，他們的溫度的計(jì)算方法都相同。二、紅外測(cè)溫模塊的時(shí)序紅外測(cè)溫模塊的時(shí)序圖如圖46，在CLOCK的下降沿時(shí)接收數(shù)據(jù)。而且它具備SPI接口，可以很方便地與單片機(jī)（MCU）傳輸數(shù)據(jù)。電路圖并不復(fù)雜，對(duì)于設(shè)計(jì)研究也不是很難，比較容易理解、易懂。在設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇紅外線檢測(cè)器件時(shí)，首先考慮的是器件的以下性能因素:光譜響應(yīng)范圍、響應(yīng)速度、有效檢測(cè)面積、元件數(shù)量、制冷方式和檢測(cè)目標(biāo)的溫度。它通過(guò)紅外溫度傳感器掃描被測(cè)物體，、由單片機(jī)讀取信息，通過(guò)LCD顯示出來(lái)。（2）RST：?jiǎn)纹瑱C(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端；（3）ALE: 地址鎖存有效信號(hào)輸出端；（4）：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端。下圖43是此單片機(jī)的引腳圖：圖43 STC89C51單片機(jī)引腳圖一、STC89C51RC單片機(jī)的特點(diǎn)： 1. 增強(qiáng)型6時(shí)鐘/機(jī)器周期，12時(shí)鐘/機(jī)器周期8051CPU；工作電壓：；3. 工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz；4. 4k的Flash程序存儲(chǔ)器；5. 片上集成512字節(jié)RAM；6. ISP/IAP，無(wú)須專用編程器/仿真器；7. 通用I/O口，復(fù)位后：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口開(kāi)漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)需加上拉電阻；8. EEPROM功能；9. 看門狗；10. 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體20M以下時(shí)，可省略復(fù)位電路）；11. 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)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(gè)數(shù)據(jù)指針；15. 通用異步串行口（UATR），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UATR；16. 工作溫度范圍：0－75℃/－40～＋85℃；17. 封裝形式：PDIP40/PLCC44/PQFP44。對(duì)于一些尚未定型的設(shè)計(jì)可以一邊設(shè)計(jì)一邊完善，加快了設(shè)計(jì)速度，減少了一些軟件缺陷風(fēng)險(xiǎn)。本測(cè)溫儀選擇的STC89C51RC單片機(jī)，下面是STC89C51RC單片機(jī)相關(guān)資料信息：STC89C51RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。采用晶體震蕩電路的原因是因?yàn)樗念l率穩(wěn)定性好，而這正是本紅外測(cè)溫儀非常重要的技術(shù)要求。單片機(jī)處理模塊的電路原理圖如圖41所示：圖41 單片機(jī)處理模塊電路圖圖42 單片機(jī)復(fù)位和時(shí)鐘電路圖其復(fù)位電路和時(shí)鐘電路如圖42所示，本單片機(jī)處理模塊是通過(guò)開(kāi)關(guān)手動(dòng)復(fù)位的，只要在RST引腳出現(xiàn)大于10ms的高電平，單片機(jī)就進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，這樣做的目的是便于根據(jù)實(shí)際情況而選擇是否復(fù)位溫度測(cè)量數(shù)據(jù)。在該方案里，整個(gè)系統(tǒng)從硬件上可以分成五個(gè)子模塊：分別是單片機(jī)處理模塊、紅外測(cè)溫模塊、電源模塊、報(bào)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(jì)要求和基本指標(biāo)，初步確定紅外測(cè)溫的設(shè)計(jì)方向。其中紅外測(cè)溫傳感器采用的是TN系列的高敏感測(cè)溫產(chǎn)品——TN901?；赟TC89C51單片機(jī)的紅外測(cè)溫儀的硬件設(shè)計(jì)采用目前使用比較廣泛的模塊化設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)系統(tǒng)分成五大模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)處理模塊、紅外測(cè)溫模塊、電源模塊、報(bào)警模塊和LCD顯示模塊。綜上所述，通過(guò)對(duì)比和篩選，方案二更適合作為此次設(shè)計(jì)課題的研究設(shè)計(jì)方案。而且采用STC89C51單片機(jī)控制，由單片機(jī)構(gòu)成控制核心部分，更便于實(shí)現(xiàn)控制，而且電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，焊接也比較簡(jiǎn)單。而且對(duì)于開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)環(huán)境要求較高，不適合作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題研究。例如集成運(yùn)放電路要用到雙電源供電，這就使得電源模塊的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜、功耗變大和效率變得更低，這對(duì)于使用電池供電的便攜式系統(tǒng)是不利的。STC89C51單片機(jī)是本系統(tǒng)的控制中心，它負(fù)責(zé)控制啟動(dòng)溫度測(cè)量、接收測(cè)量數(shù)據(jù)、計(jì)算溫度值、并根據(jù)取得的鍵值控制顯示過(guò)程；紅外測(cè)溫模塊負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集、測(cè)量，并將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)端口傳送給STC89C51單片機(jī)；通過(guò)鍵盤模塊可以方便地進(jìn)行測(cè)溫及各種操作；LED顯示模塊把測(cè)量的溫度值直觀地顯示給觀測(cè)者；電源模塊負(fù)責(zé)本紅外測(cè)溫儀電源的供應(yīng)。在本方案中采用模塊化的設(shè)計(jì)思想。這兩個(gè)紅外溫度傳感器的輸出量通過(guò)放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路的處理后傳輸?shù)組CU模塊進(jìn)行相關(guān)的處理計(jì)算，最后通過(guò)LCD模塊顯示相應(yīng)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理的數(shù)字量，所以它需要通過(guò)信號(hào)放大和AD轉(zhuǎn)換等處理后才能傳輸給單片機(jī)進(jìn)行相關(guān)的處理。 （2）體溫測(cè)量的準(zhǔn)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(yīng)速度要快，要在1~2s內(nèi)完成測(cè)溫；（5）要使用簡(jiǎn)單，有良好的人機(jī)界面；（6）總體成本（硬件成本、設(shè)計(jì)時(shí)間成本等）要低。所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的幾個(gè)基本要求和指標(biāo)如下所示：經(jīng)過(guò)初步分析可以得知，整個(gè)系統(tǒng)可以劃分為幾個(gè)大模塊，紅外測(cè)溫模塊、單片機(jī)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(lái)說(shuō)還是選擇紅外額溫計(jì)，操作起來(lái)比較方便，而且還適合大規(guī)模檢疫中使用。紅外額溫計(jì)使用起來(lái)比較方便，而且可以大規(guī)模測(cè)量，比較方便、快捷，但準(zhǔn)確性容易受環(huán)境因素的影響。所以在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，通常紅外額溫計(jì)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(jì)主要是通過(guò)測(cè)量人體的體表（額頭等）紅外輻射，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到人體的溫度信息。但缺點(diǎn)是由于對(duì)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(jì)是一種專門用于測(cè)量鼓膜溫度的溫度計(jì)，通過(guò)紅外導(dǎo)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(cè)器，將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為電能后進(jìn)行電信號(hào)處理得到人體溫度信息。常見(jiàn)的紅外人體測(cè)溫儀主要有兩種：一種是紅外耳溫計(jì)，另一種是紅外額溫計(jì)；這兩種形式的紅外體溫計(jì)各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。而且，紅外測(cè)溫儀應(yīng)經(jīng)應(yīng)用在重大疾病的檢測(cè)檢疫中，特別是流動(dòng)性大和密集的人群聚集地，不僅測(cè)溫速度快而且方便快捷，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情，及時(shí)得到治療。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外線人體測(cè)溫技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，不僅精準(zhǔn)、靈敏，而且方便使用和測(cè)量。 本章小結(jié)本章主要闡述了紅外線測(cè)溫的一些基礎(chǔ)理論和紅外測(cè)溫傳感器的測(cè)溫特點(diǎn)。它只要接收到目標(biāo)的紅外輻射即可測(cè)量，其響應(yīng)速度在毫秒甚至微秒數(shù)量級(jí)。（1）遠(yuǎn)距離和非接觸測(cè)量：紅外測(cè)溫不需要與被測(cè)物體接觸，可遠(yuǎn)距離測(cè)量，它特別適合于高速運(yùn)動(dòng)物體、旋轉(zhuǎn)體、帶電體和高溫高壓下物體的溫度測(cè)量。181。~=310K；λ=。m）是波長(zhǎng)，T（K）是絕對(duì)溫度。濾光片