基于单片机的红外温度测量系统Word格式文档下载.doc

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本文主要介绍了利用单片机实现温度控制系统的设计过程，并基于单片机控制技术实现红外温度的测量，系统采用具有SPI（串行外围接口）接口的TN系列红外温度传感器来测量温度信号，可同时测量目标温度和环境温度，并将测量的数据送给SPCE061A单片机处理，之后送数码管显示，同时利用SPCE061A单片机的语音功能播报温度值。

该温度计以其准确快捷的测量功能、清晰易懂的数字化显示方便人们日常生活使用，语音播报功能使其更加智能化、人性化。

关键词　红外测温；

TN9；

单片机

ASystemofInfraredTemperatureMeasurementBasedonSingle-chipMicrocontroller

Abstract

Infraredtemperature-measuringintheprocessofproductqualitycontrolandmonitoring,equipment,equipmenton-linefaultdiagnosissafetyprotectionandenergysavingetcplaysaveryimportantrole.Temperatureofobjectsaboveabsolutezero,themoleculesareduetotheirownmovement,theinfra-redradiation.Throughtheinfrareddetectorwecanchangethepowersignalswhichobjectsradiateintoelectricalsignals.Infrareddetectorwillabsorbtheradiationintoheat,therebyincreasingthetemperaturedetector,andtemperaturedataintoelectronicsignals,amplifieddisplayed.Infraredtemperature-measuringbroketraditionaltemperaturemeasurementmodel,andlong-distancenon-contactmeasurement,theresponsespeedandhighprecisionmeasurement,themeasurementrangeandsimultaneousmeasurementofenvironmentaltemperatureandtemperaturecharacteristic,measurementtargetdistancecanreach30meters.

SCMhassmall,strongfunction,lowcost,application,advantagesandintelligentcontrolandautomaticcontrolofsingle-chipmicrocomputerinthecoreis,inspectionandcontrolsystemhasbeenwidelyusedinthesystem,thetemperatureisoftenneedtomeasureandcontrolandmaintainaquantity.

Thispaperintroducedtheuseofsinglechipmicrocomputertemperaturecontrolsystemdesignprocess,andbasedonsingle-chipmicrocomputercontroltechnology,theinfraredtemperaturemeasurementsystemusingaserialinterface（SPI）interfaceofperipheryofinfraredtemperaturesensorTNseries,signalmeasuringtemperaturemeasuringtemperatureandenvironmentaltemperature,thegoalandthemeasurementdatatoSPCE061Aprocessing,afterthat,atthesametimesentbyusingthefunctionofspeechbroadcastSPCE061Atemperature.Thethermometertoitsaccuratemeasurementofquick,transparentfunctionofdigitaldisplayconvenientPeople'

sDailylife,speechfunctionmakesitmoreintelligentanduser-friendly.

Keywords　Infraredtemperature-measuring;

TN9;

Single-chipMicrocontroller

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-II-

目录

摘要…… I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1课题背景 1

1.2红外测温技术国内发展状况介绍 2

1.3红外测温技术国外发展状况介绍 2

1.4国内外红外测温技术发展状况比较 2

1.5论文主要研究内容 3

第2章红外测温原理及相关器件介绍 4

2.1红外测温原理 4

2.1.1红外辐射基础理论 4

2.1.2非接触红外测温优点 7

2.2基于单片机的智能仪器设计方法 7

2.2.1智能仪器的组成及特点 8

2.2.2智能仪器的设计方法 9

2.3控制芯片模块介绍 10

2.3.1SPCE061A16位单片机介绍 11

2.3.2SPCE061A片内存储器结构 11

2.4本章小结 13

第3章系统硬件设计 14

3.1系统总体设计 14

3.2主控板设计 14

3.2.1主控芯片的选择 14

3.2.2主控板设计 16

3.3显示与键盘 17

3.3.1键盘与显示控制电路设计 17

3.3.2显示驱动电路设计 17

3.4控制接口设计 18

3.4.1红外测温模块接口设计 18

3.4.2键盘及显示接口设计 21

3.4.3辅助部分接口设计 21

3.5电源模块 21

3.6抗干扰设计 22

3.7本章小结 23

第4章系统软件设计 24

4.1系统软件结构 24

4.2系统主程序设计 24

4.3键盘扫描子程序 26

4.4测温子程序 27

4.5播报显示子程序 28

4.6中断服务程序 30

4.7本章小结 30

结论 31

致谢 32

参考文献 33

附录A 34

附录B 39

附录C 43

附录D 44

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-IV-

第1章绪论

1.1课题背景

随着人类社会的发展和科学技术的不断进步，科学技术正在改变着人类的生活习惯，在当今社会，生活的节奏在不断的加快，各种与生活相关的东西也在不断更新。

譬如说体温计，温度是人体生命活动的基本特征，也是观察人体机能是否正常的一种生理信号。

而传统的体温计多采用生物原理，根据水银随温度升降的热胀冷缩性质，通过读取刻度值来判断温度高低，有时由于光线较暗或其它因素的影响，使得观察者难以准确的判断。

同时，这些温度计一般对单人单次测量在2-5分钟左右，其工作效率很低，也难以用于大量的人群排查。

今年我国局部地区人群感染甲型H1N1流感，它的前期症状表现为发热，一旦有患者通过机场或车站人群密集的地方，疫情扩散范围会更为加大，在这种情况下，使用传统的水银体温计来排查是否有疑似患者途经则颇显捉襟见肘。

红外测温为测量人体温度提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。

非接触红外测温计针对特定人群，比如儿童或老人，极其方便。

且利用单片机技术开发的语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。

它不但可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程变得直观，而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值，除此之外，语音体温计还具有较高的灵敏度，可以在几秒钟内测得结果，且寿命长，是较为理想的测温仪器。

红外辐射这一物理现象起源于1800年，赫胥尔首先发现了红外辐射，经过几代科学家100多年的探索、实验与研究，总结出了正确的辐射定律，为成功地研制红外测温仪奠定了理论机车。

直到本世纪50年代，红外技术才开始进入广泛应用的阶段【1】。

近代红外技术始于二战，推动技术发展的原因主要是由于军事上的迫切需要和航天工程的蓬勃开展。

半个世纪以来随着光学技术、半导体技术、电子技术的发展，红外技术也日趋完善，其中红外测温技术也形成了完整的理论并成功的应用于医学、工农业、矿业等领域。

红外测温作为一门新技术和新方法,它的出现是红外技术的发展结果。

红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。

近20年来,红外测温技术在产品质量控制和监测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等方面发挥了正在发挥着重要作用,逐渐被广泛应用于电力、食品加工、冶金、石化、医疗、科研等多种行业中。

随着工农业、国防事业、医学的发展,对温度测量越来越迫切。

在某些场合,温度测量逐步上升为主要矛盾,引起了各方面的普遍重视。

例如在不停机的情况下对机械设备、电力设备、生产设备等进行温度测量;

在不能造成产品的污染或损坏的情况下对生产过程中或仓库里的产品温度进行测量;

在医学领域内,为了了解病人的身体状况,需对病人身体各个部分的温度进行安全的测量。

在这种背景下,使用方便、可快速对物体温度进行非接触、无损测量的红外测温技术就得到了极大的发展。

若测温不仅限于某一点,而是一个区域,则可以呈现温场分布的图像。

红外测温技术也是一门很实用和前沿的技术，以此作为毕业设计，利于理论联系实际，形成个人在这一方面的知识体系，是对本科阶段学习内容的升华，特别是对单片机控制、传感器技术知识深入，它对学生自身综合素质与工程能力的培养也有重要意义。

1.2红外测温技术国内发展状况介绍

我国的红外技术研究起步于60年代，70