【正文】 的解決方案。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。本設(shè)計(jì)選用的紅外傳感器是TN901，測溫范圍為一33 ～ +220℃。紅外溫度儀表測溫范圍很寬，從一5O℃直至高于3000℃。ε(λ)= P(T)/ Pb(T) (3)考慮到物體的單色黑度ε(λ)是不隨波長變化的常數(shù)，即ε (λ)=ε，稱此物體為灰體。式（2）中黑體的熱輻射定律正是紅外測溫技術(shù)的理論基礎(chǔ)。(3) 輻射能量隨溫度的變化率，短波處比長波處大，即短波處工作的測溫儀相對信噪比高(靈敏度高)，抗干擾性強(qiáng)，測溫儀應(yīng)盡量選擇工作在峰值波長處，特別是低溫小目標(biāo)的情況下，這一點(diǎn)顯得尤為重要。(2) 隨著溫度升高，輻射峰值向短波方向移動(dòng)(向左)，并滿足維恩位移定理T *λm = μm*K，峰值處的波長λm與絕對溫度Τ 成反比，虛線為λm 處峰值連線。根據(jù)這個(gè)關(guān)系可以得到下圖的關(guān)系曲線： 黑體輻射的光譜分析從圖中可以看出：(1) 隨著溫度的升高，物體的輻射能量越強(qiáng)。由于黑體的光譜輻射功率Pb(λΤ)與絕對溫度Τ 之間滿足普朗克定理： （1）其中，Pb(λΤ)—黑體的輻射出射度；λ—波長；T—絕對溫度；cc2—輻射常數(shù)。黑體輻射定律：黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為1。物體向外輻射的紅外能量大小及其按波長的分布——與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。3. 硬件電路制作和焊接，系統(tǒng)整體性能測試以及誤差分析。 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容有：1. SPI數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)紅外傳感器TN901與單片機(jī)的通信。近幾年來中國的紅外產(chǎn)品市場發(fā)展較快而又平穩(wěn)，少數(shù)國外公司的市場占有率提高得很快，已經(jīng)在中國市場上占據(jù)相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，這種市場發(fā)展趨勢，必將對中國的紅外技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用，必將激勵(lì)和加快具有完全中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紅外技術(shù)產(chǎn)品問世，也必將帶來更廣闊的紅外產(chǎn)品應(yīng)用市場。我國在這方面的起步較晚，2003年，由于中科院物理研究所王樹鐸教授研制的“非接觸、口腔式紅外電子體溫計(jì)”才獲得專利授權(quán)。 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1989年，T本設(shè)計(jì)單片機(jī)模塊采用的是最常見的STC89C52RC單片機(jī)，紅外探測器采用的是凌陽公司的TN901。而紅外測溫響應(yīng)快、測量精度高、可靠性高、范圍廣,為非接觸測量,因而不易損壞，打破了傳統(tǒng)的測溫模式。在某些場合，溫度測量逐步上升為主要矛盾，引起了各方面的關(guān)注。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，應(yīng)用紅外傳感器TN901采集溫度，并通過SPI接口和單片機(jī)通信，由STC89C52RC單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)溫度值的計(jì)算、轉(zhuǎn)換和送入數(shù)碼管顯示，同時(shí)還加入了超溫報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)了智能化體溫測量，使設(shè)計(jì)具有實(shí)用價(jià)值。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 基于單片機(jī)的紅外測溫儀設(shè)計(jì)[摘要] 體溫計(jì)是人們?nèi)粘Ｉ钪械谋貍淦?，但是傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)測溫時(shí)間長，讀數(shù)不方便，而且水銀有毒。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。編號:SRP2012095石河子大學(xué)大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目項(xiàng)目名稱：基于單片機(jī)的紅外測溫儀設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級：電子信息工程2010級指導(dǎo)教師：完成日期：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解安陽工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。本項(xiàng)目是基于傳統(tǒng)體溫計(jì)的這些缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)的一種新型的電子紅外測溫儀，它在測量精度與傳統(tǒng)的水銀溫度計(jì)相媲美的情況下，大大縮短了測溫時(shí)間，攜帶方便，對環(huán)境幾乎無污染。[關(guān)鍵詞]單片機(jī)，紅外測溫，TN901，SPI目錄第一章 引言 1 項(xiàng)目的研究背景及意義 1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容 2第二章 紅外測溫的工作原理 2第三章 系統(tǒng)元器件特征分析 4 單片機(jī) 4 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 4 單片機(jī)的引腳配置 5 紅外傳感器TN901 6 紅外測溫傳感器引腳 7 紅外測溫模塊的工作時(shí)序 7 紅外測溫模塊溫度值計(jì)算 8 紅外測溫傳感器的視場 8第四章 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)及思路分析 9 紅外傳感器與單片機(jī)通信 9 單片機(jī)送數(shù)據(jù)到數(shù)碼管 10 數(shù)碼管顯示方式 11 復(fù)位電路 12 晶振電路 13 蜂鳴器電路 13 電源設(shè)計(jì) 14第五章 系統(tǒng)測試及誤差分析 14 系統(tǒng)測試 14 誤差分析 15 環(huán)境因素 15 目標(biāo)尺寸 15第六章 總結(jié) 17參考文獻(xiàn) 18致謝 19附錄A 硬件 201. 系統(tǒng)整體硬件原理圖 202. 系統(tǒng)整體硬件實(shí)物圖 21附錄B 軟件 221. 說明 222. 流程圖 233. 代碼 23第一章 引言 項(xiàng)目的研究背景及意義隨著中國工農(nóng)業(yè)、國防事業(yè)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對溫度測量越來越迫切。例如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，為了了解病人的身體狀況，需對病人身體各個(gè)部分的溫度進(jìn)行測量；在不停機(jī)的情況下對機(jī)械設(shè)備、電力設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備等進(jìn)行溫度測量；在不能造成產(chǎn)品污染或損壞的情況下對生產(chǎn)過程或倉庫里的產(chǎn)品進(jìn)行溫度測量。它以準(zhǔn)確快捷的測量功能、清晰易懂的數(shù)字化顯示方便人們?nèi)粘Ｉ钍褂?。?shí)現(xiàn)了便攜式紅外測溫儀，具有反應(yīng)時(shí)間短、非接觸、不干擾被測場、讀數(shù)方便、使用壽命長、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場、海關(guān)、車站等人口密集地區(qū)的體溫測量。Shinozaki等應(yīng)用熱電堆探測器制成的耳道式紅外測溫儀，已成功的應(yīng)用于體溫測量；1991年以后該產(chǎn)品已遍及歐美。但不適合在公共場合對大流量人群的快速檢測，且其遠(yuǎn)距離測溫容易受外界環(huán)境溫度影響。因此，紅外測溫儀的應(yīng)用也必然越來越廣泛，具有廣闊的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益。2. MCU程序編寫，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)測量得到的溫度值。第二章 紅外測溫的工作原理一切溫度高于絕對零度(273．15℃)的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。應(yīng)該指出，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中必須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱黑體輻射定律。式（1）說明在絕對溫度Τ 下，波長λ處單位面積上黑體的輻射功率為Pb(λΤ)。這是紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，也是單波段紅外測溫儀的設(shè)計(jì)依據(jù)。這個(gè)公式告訴我們?yōu)槭裁锤邷販y溫儀多工作在短波處，低溫測溫儀多工作在長波處。根據(jù)斯特藩—玻耳茲曼定理黑體的輻出度 Pb(Τ)與溫度Τ 的四次方成正比， 即： (2)式中，Pb(T)—溫度為T 時(shí)，單位時(shí)間從黑體單位面積上輻射出的總輻射能，稱為總輻射度；σ—斯特藩—玻耳茲曼常量；T—物體溫度。如果在條件相同情況下，物體在同一波長范圍內(nèi)輻射的功率總是小于黑體的功率，即物體的單色輻出度 Pb