基于单片机实现红外测温仪设计说明Word下载.doc

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该系统主要红外测温传感器、时钟芯片、单片机、液晶显示、电源管理等部分组成。

红外测温传感器汇集其视场内目标的红外辐射能量并把红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。

STC89C51单片机负责控制启动接受时钟电路的时钟信号、温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值和日期时间再通过LCD把结果显示出来。

关键词：

单片机，红外测温，设计

...

ABSTRACT

Temperaturemeasurementiswidelyused.Temperaturemeasurementmethodscanbedividedintocontactandnon-contact.Contacttemperatureadvantageissimple,reliable,highaccuracy,butthetemperaturesensorandtheobjectitmustbeallowedtoreachatemperatureof-contactmeasurementafterthermalequilibriumbetweenthem,sothedisadvantageisthattheresponsetimeislong.Andinmanyfieldsofapplicationisnotrequiredtomeasureatemperaturesensorincontactwiththemeasuredobject,whichrequiresanon-contacttemperaturemeasuringmethodtomeettherequirements.Infraredtemperaturemeasurementistodeterminethetemperatureoftheobjectbasedontheobject'

sinfraredradiationenergy,andtheobjectwithouttouchingtheobjectandhasnoimpactonthetemperaturefield,temperature,highresolution,fastresponse,widetemperaturerange,stablegoodcharacteristics.Thispaperisdesignedtobeabovetheactualneedsoftheinfraredthermometer.

ThispaperintroducesthebasicprincipleandmethodofinfraredthermometertemperaturemeasurementisproposedtoSTC89C51microcontrollercorecontrolcomponentsforinfraredtemperaturemeasurementsystem.Detailsoftheimplementationandcompositionofthesystem,giventhesoftwareandhardwaredesignflowdiagram.Thesystemismainlyinfraredtemperaturesensor,clockchip,microcontroller,LCD,composedpowermanagementsection.Infraredtemperaturesensorbringstogetheritsfieldofinfraredradiationenergytargetsandtheinfraredenergyisfocusedonthephotoelectricdetectorandconvertedintoacorrespondingelectricalsignal.STC89C51SCMisresponsibleforcontrollingstartacceptingclockcircuitclocksignal,temperaturemeasurement,receivemeasurementdataandcalculationalgorithmtocalculatethetargettemperatureandthedateandtimeaccordingtothemicrocontrollertemperaturevaluethentheresultsaredisplayedviaLCD.

Keywords:

microcontroller,infraredtemperaturemeasurement,design

目录

摘要 I

ABSTRACT II

目录 II

1绪论 1

1.1本课题的研究背景和意义 1

1.2本课题的研究现状与发展趋势 1

1.3设计的目的和意义 3

1.4本课题研究的内容 3

1.5本课题设计的任务 4

2方案分析与选择 5

2.1设计方案 5

2.2方案论证 6

3系统的硬件设计 7

3.1单片机模块 7

3.2红外测温模块 10

3.2.1红外测温仪的原理和性能分析 10

3.2.2MLX90614的特性 15

3.2.3MLX90614引脚及其功能 15

3.2.4MLX90614原理图 16

3.3DS1302时钟模块 16

3.4电源模块 18

3.5LCD显示模块 18

4系统的软件设计 22

4.1软件的设计架构 22

4.2主控程序 22

4.3应用模块 23

4.3.1MLX90614部分软件设计 23

4.3.2DS1302部分软件设计 25

5系统仿真 26

5.1软件介绍 26

5.1.1keil介绍 26

5.1.2protues介绍 31

5.1.3DXP介绍 32

5.2仿真图 34

6、PCB板 35

7系统调试 36

7.1电路的组装 36

7.1硬件调试、 36

7.2软件调试 37

7.3软硬件联合调试 37

结论 38

参考文献 39

附录 40

附录一系统程序 40

致谢 53

1绪论

1.1本课题的研究背景和意义

温度值是工业生产中一个重要的工艺参数，系统的运作过程都或多或少的受到温度的影响。

因此，如何实现温度的测量和可靠控制，将关系到系统的运行状况，对工业生产有着十分重要的意义。

温度是表征物体冷热程度的物理量，温度信号也也是工业现场常见的物理参数。

由于温度是一个非电量的物理信号，因此需要先将温度信号通过传感器转换为电信号才能进行下一步处理。

常见的温度传感器根据使用方法的不同，可分为接触式和非接触式两大类。

接触式的测温优点是简单、可靠、测量精度高，但是它响应时间长且容易受到环境的影响。

有些场合需要非接触式的测温，于是红外测温应运而生。

红外测温是根据被测物体的红外辐射的能量来确定物体的温度，不需要与被测物体接触，具有不影响被测物体温度场，温度分辨率高、响应速度快、稳定性好等特点。

因此研究红外测温不论是对工业生产，生化医疗和国防科技都有着重大的意义。

1.2本课题的研究现状与发展趋势

1.2.1国内、外研究现状

红外测温仪在工业上有着广泛的应用，但是医用红外测温仪要求有点特殊，20世纪80年代才取得技术上的突破，能精确的测量体温。

90年代该技术得到发展和完善在美欧占领了巨大的市场。

我国在这方面的起步较晚。

2003年我国爆发了非典，非典传播性极强，危害性极大，而非典最初的表现形势是低烧。

为了控制疫情我们急需能不接触人体、快速、精确的测温技术。

我国加大了对红外测温的研究终于取得了巨大的成就，医用红外测温仪在我国正式研究出来，在此之前完全不予人体接触、满足医用精度的体温计还没有问世。

随着医疗技术的快速发展人们对非接触、快速有效测温技术的需求越来越大传统的接触式人体测温仪已经不能满足现代医用领域的测温需求。

红外测温仪具有安全、可靠、非接触、快速、准确、方便、寿命长等方面不可替代的优势已被越来越多的医疗行业认识和接受。

红外测温技术在过去很长一段时间都是前沿科学，最近及时年才取得巨大的发展，目前已发展到可以扫描物体的热辐射分布，绘制出其温度分布图像，迅速检测物体与物体之间以及物体本身的隐藏温差，这就是红外热成像技术。

该项技术最初应用在军事上，作为热描系统提高搜索和打击命中目标的能力。

后渐渐地流入民用领域，用于灾难中的搜救和出入进口搜索违禁品。

瑞典在民用红外热成像领域发展的最快最为完善。

红外热成像系统分为非冷型红外热成像系统和制冷型红外热成像系统,制冷型红外热成像系统又有一代、二代、三代之分。

第一代红外热成像系统由光学扫描器机，红外传感器，显示部分和视频信号处理部分组成。

第二代红外热成像系统采用更先进的位于光学系统焦平面技术。

第二代热成像系统与第一代通用组件相比它的响应速度更快、尺寸更小、质量更轻、可靠性更好、能耗更低、自动化程度更高，视场更大、分辨率更高。

第三代红外热成像技术也已日趋成熟红外焦平面凝视式阵列也已日趋成熟，除了32*32和64*64元，凝视式中波和红外阵列以外，512*51元高密度的CMT阵列也已问世。

1995年，中国科学院吉林长春光学精密机械研究所，所采用的微机械加工的技术，已研制成低成本线列32元，128元硅微测热辐射计阵列的NEm为300mk存储时间为1ms。

2000年12月，中科院上海技术物理研究所最新引进的新工艺制成的钛酸锶钡铁的电薄膜材料性能通过了国家鉴定达到了国际先进水平，与美国的TI公司所研制的非制冷探测器采用相同的材料。

我们国家在非制冷红外热成像系统上面的研究工作主要集中在研究所、公司和个别高等院校，他们主要从事整机系统方面的开发应用工作，而红外热成像的核心技术部分即红外焦平面阵列基本上需要进口。

1.2.2本课题的发展趋势

温度是最基本的自然