【正文】 。 LCD16202 模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母大小寫(xiě)、常見(jiàn)的符號(hào)、和日文假名等 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形。由于各個(gè)電路的電壓都是 ，因此選用的液晶也是在 。 VL 是液晶對(duì)比度引腳，通過(guò)改變電阻 R6 的阻值改變對(duì)比度，由于電位器體積太大而且價(jià)格較高，故設(shè)計(jì)一個(gè)電阻，這個(gè)電阻的阻值可以在實(shí)際測(cè)試中選擇（測(cè)試選擇為 ）。 語(yǔ)音芯片選擇的 NY3P03，是一款具有 PWM 輸出的 OTP 語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)芯片。這款語(yǔ)音芯片是已經(jīng)固定其標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)音模塊，可以由單片機(jī)來(lái)控制其 2 個(gè)輸入端口進(jìn)而控制 32 段不同聲畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 14 音任意調(diào)用和組合的語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)芯片。 圖 39 NY3P03 語(yǔ)音芯片電路連接圖 按鍵 按鍵基本是所有電路最常見(jiàn)的一個(gè)部分，它是人機(jī)交互時(shí)一種重要的輸入方式，然而常見(jiàn)的機(jī)械類(lèi)型的按鍵卻有著一個(gè)重要的缺點(diǎn)（特別是比較便宜的按鍵），其接觸點(diǎn)的使用壽命非常有限，很容易發(fā)生按鍵觸電接觸不良從而導(dǎo)致失效。 設(shè)計(jì) 3 個(gè)物理按鍵來(lái)控制一些特定的功能。如圖 310 所示。STC15W4K32S4 單片機(jī)可以使用 ADC 做觸摸按鍵，為此設(shè)計(jì) 兩個(gè)觸摸按鍵代替物理按鍵。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 15 圖 311 觸摸按鍵電路圖 一般實(shí)際應(yīng)用中，都使用感應(yīng)彈簧來(lái)加大我們按下的面積。 觸摸電路的說(shuō)明如圖 312 所示，金屬板和分布電容 CP 和手指電容 CF，并聯(lián)之后與同C1 一起對(duì)輸入的 300KHz 方波進(jìn)行分壓的工作，再經(jīng)過(guò) D1 整流， R C2 濾波之后送到 ADC中。 圖 312 觸摸電路說(shuō)明圖 之所始設(shè)計(jì) 2 個(gè)觸摸按鍵代替物理按鍵而不是把 3 個(gè)物理按鍵全部提全掉，是因?yàn)殚_(kāi)機(jī)的按鍵在程序中設(shè)計(jì)的時(shí)一個(gè)帶喚醒功能的按鍵，就是在長(zhǎng)時(shí)間不用此體溫計(jì)時(shí)，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)進(jìn)去睡眠狀態(tài)，這樣各個(gè)模塊都不工作從而降低功耗。圖 313 為按鍵的選擇，通過(guò) 0Ω電阻來(lái)切換物理按鍵和觸摸按鍵。休眠和喚醒部分主要是實(shí)現(xiàn)在一段時(shí)間后沒(méi)有檢測(cè)到按鍵按下（即無(wú)人使用）時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，單片機(jī)停止工作，紅外測(cè)溫傳感器停止測(cè)溫以及與單片機(jī)的通信，語(yǔ)音芯片停止工作等，就是整個(gè)電路全部停止工作，直到開(kāi)機(jī)按鍵按下后整個(gè)電路會(huì)被喚醒正常運(yùn)行；紅外測(cè)溫傳感器數(shù)值讀取部分主要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與紅外測(cè)溫傳感器之間的通信，讓單片機(jī)讀取傳感器所測(cè)的環(huán)境溫度以及目標(biāo)溫度；數(shù)值轉(zhuǎn)換部分主要是單片 機(jī)把讀取的 16 進(jìn)制紅外測(cè)溫傳感器的溫度值轉(zhuǎn)換成 10 進(jìn)制；LCD1602 顯示部分主要是把所測(cè)的溫度值實(shí)時(shí)顯示在 LCD1602 上；語(yǔ)音播報(bào)部分主要是把最終所測(cè)得溫度值播報(bào)出來(lái)等。 硬件電路休眠及喚醒 此部分硬件電路休眠及喚醒主要介紹單片機(jī)的休眠和喚醒，其它模塊的休眠和喚醒在各個(gè)模塊程序中介紹。單片機(jī)在正常工作模式情況下，STC15W4K32S4 單片機(jī)正常工作時(shí)的功耗是 ~7mA，而掉電模式下的工作功耗 ，空閑模式下的工作功耗是 。 將 PD/ 置為 1 時(shí)，單片機(jī)將會(huì)進(jìn)入 Power Down（掉電）模式，掉電模式也叫停機(jī)模式。如果低電壓檢測(cè)電路被允許產(chǎn)生中斷，則其也可繼續(xù)工作，否則將停止工作。如果掉電喚醒專(zhuān)用定時(shí)器在進(jìn)入掉電模式之前被打開(kāi)（即在進(jìn)入掉電模式之前 WKTEN/=1），則進(jìn)入掉電模式后，掉電喚醒專(zhuān)用定時(shí)器將開(kāi)始工作。 由于在此設(shè)計(jì)中系統(tǒng)進(jìn)入掉電模式后有且僅有開(kāi)機(jī)按鍵按下后才能使系統(tǒng)喚醒，所以單片機(jī)的喚醒使用外部中斷 INT0 喚醒。而 由于硬件設(shè)計(jì)為按鍵按下為低電平，所以此時(shí)設(shè)置為外部中斷 INT0 下降沿中斷喚醒。在檢測(cè)到開(kāi)機(jī)按鍵 S3 被按下之后，系統(tǒng)被喚醒并且開(kāi)始測(cè)溫以及顯示、語(yǔ)音播報(bào)等繼續(xù)正常工作。 NYN主程序（ 測(cè)溫 、 顯示 、 播報(bào) ）S 1 、 S 2 、 S 3連續(xù) 15 S 內(nèi)是否按下Y單片機(jī)進(jìn)入掉電模式S 3 是否按下 圖 41 掉電模式（睡眠模式）程序結(jié)構(gòu)圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 19 紅外測(cè)溫傳感器數(shù)據(jù)讀取 紅外測(cè)溫傳感器 MLX90614BAA 芯片支持兩線串行協(xié)議，對(duì)應(yīng)的引腳為 PWM/SDA 和SCL。該引腳有輔助建立外部電壓調(diào)節(jié)器的功能。 ? PWM/SDA—數(shù)字輸入 /輸出，用于測(cè)量物體溫度，有 PWM 輸出和 SMBus 輸出模式。（ 芯片 出廠 時(shí)已經(jīng)設(shè)置 為開(kāi)漏 NMOS 式）在 SMBus 模式里， SDA 為開(kāi)漏式 NMOS I/O 口， PWM/熱動(dòng)繼電器工作模式時(shí)該引腳為推挽式。由于 SMBus 的精確度相對(duì)較高，故選用 SMBus 通信。系統(tǒng)在給定的時(shí)刻只有一個(gè)主控器件。 一般來(lái)講 ， MD 是通過(guò)從動(dòng)地址（ SA）選擇從動(dòng)器件并開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸。 MD 可以對(duì) RAM 和 帶電可擦寫(xiě)可編程 只讀存儲(chǔ)器 的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并可對(duì) 帶電可擦寫(xiě)可編程 只讀存儲(chǔ)器 其中 9 個(gè)單元進(jìn)行寫(xiě)入操作（地址為 0x20h， 0x21h， 0x22h， 0x23h， 0x24h，0x25h， 0x2Eh， 0x2Fh， 0x39h）。 SA特性允許在兩線上連接 接多達(dá) 127 個(gè)器件。 MD 可以使 MLX90614 工作在低功耗的 ―睡眠模式 ‖。 MLX90614 只支持其中兩種，不支持的命令有： ? 快速命令 ? 字節(jié)命令 – 發(fā)送字節(jié)，接受字節(jié)，寫(xiě)入字節(jié)和讀取字節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 20 ? 進(jìn)程訪問(wèn) ? 模塊命令 – 模塊寫(xiě)入和對(duì)寫(xiě)入模塊進(jìn)行讀取進(jìn)程訪問(wèn) 支持的命令有： ? 讀取數(shù)據(jù) ? 寫(xiě)入數(shù)據(jù) 詳細(xì)描述 MLX90614 根據(jù) 帶電可擦寫(xiě)可編程 只讀存儲(chǔ)器 （ EEPROM）的設(shè)置來(lái)控制其傳感器的輸出模式?？梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)特殊的命令來(lái)使引腳回避 PWM 模式而恢復(fù) 到數(shù)據(jù)傳送（ SDA）功能。 圖 42 SMBus 包裹元素 在 SD 接收到每個(gè) 8 位數(shù)據(jù)后，會(huì)回復(fù) ACK/NACK 信息。如果 SD未確認(rèn)其中的任意字節(jié)， MD 應(yīng)停止通信并重新發(fā)送信息。 PEC 的計(jì)算結(jié)果是基于除 START,REPEATED START,STOP,ACK,和 NACK 位外 的所有位。每個(gè)字節(jié)的最高有效位首 先傳送。 MLX90614 SMBus 時(shí)鐘的最大頻率為 100KHz，最小為 10KHz。這段時(shí)間后 MLX90614 會(huì)置通信模塊并準(zhǔn)備重新通信，不多于 45us； Timeout H 是將 SCL 置為高電平允許的最長(zhǎng)時(shí)間。 Tsuac(SD) 定義了一段時(shí)間，此時(shí)間在 SCL 的第八個(gè)下降沿后， MLX90614 會(huì)將 SDA 置為低電平以確認(rèn)接受的字節(jié)，不超過(guò) 。 Tsuac(MD) 定義了一段時(shí)間，此時(shí)間在 SCL 的第八個(gè)下降沿后， MLX90614 會(huì)釋放 PWM/SDA（ MD 可以確認(rèn)接收的字節(jié)），不超過(guò) 。 T 在最新時(shí)序用到 MD 和 SD 索引 —— MD 當(dāng)主控器件在確認(rèn)； SD 當(dāng)從動(dòng)器件在確認(rèn)。 (SCL 下降沿后間隔至少 ) 在 SCL 的上升沿，MD 和 SD 的數(shù)據(jù)被讀出，建議在 SCL 為低電平的中間時(shí)刻改變數(shù)據(jù)。讀取 RAM 時(shí)，由于 RAM 中含有符號(hào)位，數(shù)據(jù)被分為兩部份。C 到 +176。 )由 RAM 讀取的 MSB 是線性化溫度的錯(cuò)誤指示符。 (符號(hào)和幅度格式 )對(duì) 帶電 可擦寫(xiě)可編程 只讀存儲(chǔ)器 在 寫(xiě)入數(shù)據(jù)之前 都必須先 寫(xiě)入 0x0000 以擦除 帶電 可擦寫(xiě)可編程 只讀存儲(chǔ)器 單元里的內(nèi)容，有關(guān) 帶電 可擦寫(xiě)可編程 只讀存儲(chǔ)器 不允許 用戶 改變 其 出廠 時(shí)設(shè)置數(shù)據(jù)的地址 。 Data(6)—未使用 Data(5)—EE_DEAD EEPROM 發(fā)生雙重錯(cuò)誤，高有效。 Data(3)—未執(zhí)行。 EEPROM 里只有限定數(shù)目的地址是允許客戶改寫(xiě)的。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 24 表 42 EEPROM 寄存器（部分） EEPROM(32 16) 名字 地址 可寫(xiě) 001h Yes 002h Yes PWMCTRL 003h Yes Ta 范圍 004h Yes 發(fā)射率校正系數(shù) 005h Yes 存儲(chǔ) ， 和 Ta范圍的地址取決于客戶所需的物體和環(huán)境溫度范圍。 發(fā)射率 = dec2hex[ round( 65535 ε ) ] （ 41） 其中 dec2hex[ round( X ) ] 代表十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，四舍五入近似。 寫(xiě)入數(shù)據(jù)之前，先進(jìn)行擦除操作。 表 43 RAM 寄存器（部分） RAM (32 17) 名字 地址 可否讀取 原始數(shù)據(jù) IR 通道 1 004h 原始數(shù)據(jù) IR 通道 2 005h 006h Yes 007h Yes 008h Yes 睡眠模式 MLX90614 可通過(guò) SMBus 接口發(fā)送 ―進(jìn)入睡眠模式 ‖命令。通過(guò)將 SCL 引腳置 1，并把 PWM/SDA 引腳保持 0 大 于等于 =80ms 才能使 MLX90614 回到 POR 默認(rèn) 的 模式 (重置 POR)。第一次測(cè)量時(shí)片上 IIR 濾波器被跳過(guò)。將 SCL 引腳置為低以降低引腳上的漏電流。薄膜 可以 通過(guò)吸收或輻射使自身加熱 得到 冷卻。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 26 一個(gè)附加的片上溫度傳感器用來(lái)測(cè)量芯片的溫度。 溫度的 計(jì)算是由 傳感器芯片 內(nèi)部 集成的 DSP進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算的，計(jì)算的結(jié)果既是數(shù)字輸出，同時(shí)也與物體 測(cè)量 的 溫度成線性 正相關(guān) 。 計(jì)算好的溫度輸出分辨率為 ℃ ，傳感器的出廠校準(zhǔn)范圍為 40…+125 ℃ 。通過(guò)下式將 RAM 內(nèi)容轉(zhuǎn)換為實(shí)際的 溫度： (43) 物體溫度 輸出結(jié)果分辨率為 ℃ ， 并存于 RAM。 例如： 1. 0000 = ℃ (無(wú)錯(cuò)誤 ) MLX90614 可能輸出的最小數(shù)值 2. 0001 = ℃ (無(wú)錯(cuò)誤 ) 3. 0002 = ℃ (無(wú)錯(cuò)誤 ) 4. 3AF7 = ℃ (無(wú)錯(cuò)誤 ) 5. 7FFF = ℃ (無(wú)錯(cuò)誤 ) MLX90614 可能輸出的最大數(shù)值 結(jié)果可通過(guò)以下表達(dá)式計(jì)算： 1. 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)值，例如 3AF7h = 15095d 2. 除以 50 (或乘以 ) 例如 15095/50=(結(jié)果是開(kāi)爾文為單位 ) 3. 轉(zhuǎn)換 K ℃ 如 =℃ 計(jì)算流程 測(cè)量，計(jì)算和線性化處理是通過(guò)內(nèi)核控制的，內(nèi) 核執(zhí)行 ROM 里的程序。 處理環(huán)境溫度包括： 固定波長(zhǎng) FIR 濾波器測(cè)量失調(diào) 固定波長(zhǎng) IIR 濾波器進(jìn)行附加濾波，結(jié)果作為 存于 RAM 可編程波長(zhǎng) FIR 濾波器進(jìn)行溫度傳感器測(cè)量 失調(diào)抵消 可編程波長(zhǎng) IIR 濾波器進(jìn)行附加處理，結(jié)果作為 存于 RAM 計(jì)算環(huán)境溫度，結(jié)果作為 存于 RAM 處理物體 的 溫度 主要 包括三 個(gè) 部分 ， 第一部分 是 兩個(gè) IR 傳感器 所共同擁 有的，第三部分在只用一個(gè) IR 傳感器時(shí)可以跳過(guò)。 LCD1602 液晶也 被稱(chēng)之為 1602 字符型液晶， 是一種 點(diǎn)陣 型液晶模塊 ， 它 可以 專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等。 每位之間 和 每行之間 都存在一定的 間隔， 可以起到字符間距和行間距的作用， 但也是這個(gè)原因，導(dǎo)致 它 不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也 并 不好）。 部分引腳功能 4 腳： RS 為 寄存器 選擇，高電平 1 時(shí)選擇 數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0 時(shí)選擇 指令寄存器 。 6 腳： E 端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。 表 44 寄存器選擇控制表 RS R/W E 操作說(shuō)明 0 0 1→ 0 寫(xiě)指令代碼 0 1 1 讀忙標(biāo)志位和 AC 值 1 0 1→ 0 寫(xiě)數(shù)據(jù) 1 1 1 讀數(shù)據(jù) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 29 圖 410 LCD1602 讀操作時(shí)序圖 圖 411 LCD1602 寫(xiě)操作時(shí)序圖 RAM 地址映射圖 控制器內(nèi)部帶有 80 8 位（ 80 字節(jié)）的 RAM 緩沖區(qū)，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖 412 所示： 圖 412 LCD1602RAM 緩沖區(qū) LCD1602 指令集 清屏 RS=0， R/W=0， DB=0x01； 運(yùn)行時(shí)間（ 250KHz）； 功能：清 DDRAM 和 AC 值 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 30 歸位 RS=0， R/W=0， DB=0x02(DB0 可以是任何狀態(tài) )； 運(yùn)行時(shí)間（ 250KHz）； 功能： AC=0，光標(biāo)、畫(huà)面回 HOME 位 輸入方式設(shè)置 RS=0， R/W=0， DB7~DB3 均為 0， DB2=1， DB1 為 I/D,DB0 為 S； 運(yùn)行時(shí)間（ 250KHz）； 40us 功能：設(shè)置光標(biāo)、畫(huà)面移動(dòng)方式。 顯示開(kāi)關(guān)控制 RS=0， R/W=0， DB7~DB4 均為 0， DB3=1， DB2~DB0 為依次為 D、 C、 B； 運(yùn)行時(shí)間（ 250KHz）； 40us 功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開(kāi)、關(guān)。 其中： S/C=1；畫(huà)面平移一個(gè)字符