【正文】 綜上所述，所以選擇AT89S52芯片作為單片機(jī)控制芯片。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 、系統(tǒng)框圖本次紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)主要由紅外傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、時(shí)鐘電路、單片機(jī)控制電路、顯示電路、報(bào)警電路等部分構(gòu)成。本設(shè)計(jì)利用這個(gè)原理，通過(guò)紅外傳感器進(jìn)行體溫測(cè)量，紅外傳感器將收集到的被測(cè)人員的紅外線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)被放大后再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)將接受到的信號(hào)送顯示電路顯示。 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)原理 本設(shè)計(jì)是利用紅外線測(cè)體溫的原理：物體因其自身的溫度不同，便會(huì)發(fā)射出不同波長(zhǎng)的紅外線輻射能力，這個(gè)值是相對(duì)穩(wěn)定的。算法選擇應(yīng)考慮硬件和C51的特點(diǎn)。寄存器定義文件的選擇和單片機(jī)型號(hào)一致。在C51程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意和所設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，注意以下事項(xiàng)：存貯中內(nèi)和存貯模式的選擇應(yīng)和硬件存貯器物理地址范圍對(duì)應(yīng)，還應(yīng)該注意存貯器是否溢出。用C語(yǔ)言編程容易實(shí)現(xiàn)程序的模塊化和結(jié)構(gòu)化，程序容易閱讀、修改和移植。對(duì)于指令系統(tǒng)不熟悉的程序員，喜歡用C51語(yǔ)言編寫(xiě)程序。 常用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有MCS51匯編語(yǔ)言，C51，PLM51等高級(jí)語(yǔ)言。結(jié)構(gòu)化策劃過(guò)內(nèi)需設(shè)計(jì)方法按順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)模式編寫(xiě)程序。逐步求精設(shè)計(jì)方法 模塊設(shè)計(jì)采用逐步求精的設(shè)計(jì)方法，先設(shè)計(jì)出一個(gè)粗的操作步驟，只指明先做什么后做什么，而不回答如何做。分解模塊的原則是簡(jiǎn)單性、獨(dú)立性和完整性，即：模塊具有單一的入口和出口；模塊不宜過(guò)大，應(yīng)讓模塊具有單一功能；模塊和外界聯(lián)系僅限于入口參數(shù)和出口參數(shù)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外界無(wú)關(guān)。自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法能有效解決這個(gè)問(wèn)題。 程序設(shè)計(jì)介紹 程序設(shè)計(jì)就是用計(jì)算機(jī)所能接受的語(yǔ)言把解決問(wèn)題的步驟描述出來(lái)，也就是編制程序。所以在兩種機(jī)型數(shù)碼管上顯示同一個(gè)字符，雖然點(diǎn)亮相同的段，但送入各段點(diǎn)亮信號(hào)組成的二進(jìn)制碼正好相反。共陰極數(shù)碼管中的各段二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端，使用時(shí)接低電平，當(dāng)其中某段二極管的正極為高電平時(shí)，此段二極管點(diǎn)亮。例如，要顯示數(shù)字“1”，則只要使b、c兩段二極管點(diǎn)亮即可。其中，7只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng)a、b、c、d、e、f、g筆段，構(gòu)成“8”字形，另一只發(fā)光二極管dp作為小數(shù)點(diǎn)。（二） LED數(shù)碼管 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。當(dāng)A、B有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLOCK上升沿作用下決定Q0的狀態(tài)。串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。 顯示模塊介紹（一） 74LS164簡(jiǎn)介 74LS164為8位移位寄存器，管腳圖如圖311所示。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、外部脈沖復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位四種方式。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為使單片機(jī)正常工作，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)部震蕩電路,瓷片電容采用30P,晶振采用12MHZ。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，既內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2懸空。10pF。對(duì)外接電容CC2雖然沒(méi)有非常嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用30pF177。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構(gòu)成自激震蕩器震蕩電路如圖。時(shí)鐘電路與復(fù)位電路： AT89S52鐘有兩種方式產(chǎn)生，即內(nèi)部方式和外部方式。XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。欲使CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字 　　節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。 P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。此外， 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（）和輸定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口P0 寫(xiě)“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。它具有89C52的全部功能，是80C51的增強(qiáng)型并且指令完全兼容，AT89S52新增加的功能有特殊功能寄存器完成，信心日后他將更廣泛地應(yīng)用與工業(yè)控制、汽車(chē)控制、智能儀器儀表及電極控制等應(yīng)用領(lǐng)域。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能洗衣機(jī)等。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類(lèi)頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成芯片，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。還有一類(lèi)計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)到一個(gè)芯片上。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。現(xiàn)代人類(lèi)生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。 單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。如果要再進(jìn)行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換，片選CS必須再次從高向低跳變，后面再輸入啟動(dòng)位和配置位。數(shù)據(jù)輸出時(shí)先輸出最高位(D7~DO)；輸出完轉(zhuǎn)換結(jié)果后，又以最低位開(kāi)始重新輸出一遍數(shù)據(jù)(D7～DO)，兩次發(fā)送的最低位共用。轉(zhuǎn)換開(kāi)始后，經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期延遲，以使選定的通道穩(wěn)定。在第一個(gè)時(shí)鐘期間，Dl為高，表示啟動(dòng)位，緊接著輸入兩位配置位。ADC0832的工作時(shí)序: 當(dāng)CS由高變低時(shí)，選中ADC0832。在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)使用并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以在I/O口資源緊張時(shí)可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 GND 芯片參考零電位（地）。 CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。 CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。C to +85176。C to +70176。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。ADC0832采用串行通信方式，通過(guò)DI 數(shù)據(jù)輸入端進(jìn)行通道選擇、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳送。 ADC模塊介紹（一） ADC0832簡(jiǎn)介 此次設(shè)計(jì)中的A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0832芯片。功能特性如下：短路保護(hù)輸出；真差動(dòng)輸入級(jí)；單電源工作：；低輸入偏置電流：最大100納安；每一封裝四個(gè)放大器；內(nèi)部補(bǔ)償；共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源；在輸入端的靜電放電箔位增加可靠性而不影響器件的工作。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著的優(yōu)點(diǎn)。 D203S紅外感測(cè)器的放置方向和器件平面圖的尺寸，結(jié)合菲涅爾透鏡的焦點(diǎn)可以獲得一種最佳的光學(xué)設(shè)計(jì)。D203S熱釋電紅外傳感器能無(wú)接觸地檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)輻射出的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。濾光片為6mm多層膜干涉濾光片，對(duì)太陽(yáng)光和熒光燈光的短波長(zhǎng)（約5mm以下）可很好濾除。傳感器主要有外殼、濾光片、熱釋電元件PZT、場(chǎng)效應(yīng)管FET等組成。 圖a D203S引腳圖 圖b D203S等效電路 熱釋電紅外傳感器利用的正是熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器。D203S應(yīng)用非常廣泛，例如：保險(xiǎn)裝置、防盜報(bào)警器、感應(yīng)門(mén)、自動(dòng)燈具、智能玩具等。（三）D203S簡(jiǎn)介紅外傳感器是紅外體溫計(jì)的關(guān)鍵部件，在本設(shè)計(jì)中紅外溫度傳感器我們選用D203S。多用于對(duì)精度要求不是很高的場(chǎng)合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測(cè)器等。 菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) 多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的，透鏡的要求很高，一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔，紋理清晰，其厚度隨用途而變，多在1mm左右，特性為面積較大，厚度薄及偵測(cè)距離遠(yuǎn)。（二） 菲涅爾透鏡簡(jiǎn)介： （)發(fā)明的，他在1822年最初使用這種透鏡設(shè)計(jì)用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統(tǒng)——燈塔透鏡。紅外溫度測(cè)量技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試速度快，1秒鐘以內(nèi)可測(cè)試完畢。 人體主要輻射波長(zhǎng)在9~10 μm的紅外線，通過(guò)對(duì)人體自身輻射紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定人體表面溫度。當(dāng)用紅外輻射測(cè)溫儀測(cè)量目標(biāo)的溫度時(shí)首先要測(cè)量出目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量，然后由測(cè)溫儀計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的溫度，用公式可表達(dá)為： E=δε（T4T04）E是輻射出射度．單位是W／m3；δ是斯蒂芬一波爾茲曼常數(shù)，5．67x108W／（m2根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。 物體發(fā)射率對(duì)輻射測(cè)溫的影響：自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。 黑體輻射定律：黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長(zhǎng)的輻射能量，沒(méi)有能量的反射和透過(guò)，其表面的發(fā)射率為1。在任何溫度下都能全部吸收投射到其表面的任何波長(zhǎng)的輻射能量的物體稱為黑體。Keil C51 uVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的主要功能有以下幾點(diǎn)： Keil C51 uVision2：是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中； C51國(guó)際際準(zhǔn)化C交叉編譯器：從C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； A51宏匯編器：從80C51匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； BL51鏈接器/定位器：組合由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成絕對(duì)目標(biāo)模塊； LIB庫(kù)管理器：從目標(biāo)模塊生成連接器可以使用的庫(kù)文件； OH51目標(biāo)文件至HEX格式的轉(zhuǎn)換器，從絕對(duì)目標(biāo)模塊生成Intel Hex 文件； RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡(jiǎn)化了復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行的單片機(jī)開(kāi)發(fā)的軟件。保存和打印輸出這部分工作主要是對(duì)設(shè)計(jì)完成的原理圖進(jìn)行保存，包括存盤(pán)、打印輸出等，以供以后的工作中使用。調(diào)整、檢查和修改利用Protel所提供的各種工具對(duì)前面所繪制的原理圖做進(jìn)一步的調(diào)整和修改。設(shè)置元件將選定的元件放置到已建立好的工作平面上，并對(duì)元件在工作平面上的位置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)元件的序號(hào)、封裝形式、顯示狀態(tài)等進(jìn)行定義和設(shè)置，以便為下一步的布線工作打好基礎(chǔ)。電路原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程可分為以下幾個(gè)步驟：設(shè)置電路圖紙參數(shù)及相關(guān)信息根據(jù)電路圖的復(fù)雜程度設(shè)置圖紙的格式、尺寸、方向等參數(shù)以及與設(shè)計(jì)有關(guān)的信息，為以后的設(shè)計(jì)工作建立一個(gè)合適的工作平面。電路原理圖設(shè)計(jì)得好壞將直接影響到后面的工作。Protel電子線路設(shè)計(jì)軟件由原理圖編輯、印制板設(shè)計(jì)、原理圖輸出、印制板輸出、原理圖器件庫(kù)編輯和其他應(yīng)用程序組成。本設(shè)計(jì)主要用Protel電子設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電子線路的設(shè)計(jì)，電路原理圖見(jiàn)附