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1、 摘要本设计设计了单片机红外测温系统。本文设计是以MCS-51单片机系统为基础，通过红外温度传感器对温度的模拟信号进行采集，再通过A/D转换器对采集到的模拟信号进行数模转换，把转换得到的数字信号按照顺送入单片机，最后通过单片机的控制处理把采集到的信号送到LED电路当中进行显示。红外测温除了具有传统测温特点外还具有非接触式测量、反应速度快、测量精度高、测量范围广等优点，所以红外测温得到了广泛应用。关键字：红外温度传感器，A/D转换器，单片机，LED ABSTRACT The design of the infrared measuring temperature system. This des
2、ign is 51 single-chip microcomputer system - MCS, through integration based on infrared sensor temperature analog signals are collected, again through the A/D converter for the collected analog signals, analog-to-digital conversion in accordance with the digital signal by converting the single-chip
3、microcontroller, finally through to the process control in the gathering to signal to LED circuit of display. In addition to its traditional infrared measuring temperature measurement temperature characteristics outside also has non-contact measurement and reaction speed, high precision measurement
4、and wide measurement range, so infrared measuring temperature advantages can be widely used. Key word: Integrated infrared sensor;A/D converter,microcontroller, LED I目录摘要IABSTRACTII第1章 前言- 1 -1.1红外测温的由来- 1 -1.2 单片机的发展- 1 -第2章 系统的设计方案- 3 -2.1系统总体方案设计- 3 -2.1.1系统总体设计框图- 3 -2.2器件调研选型- 3 -2.2.1 控制器AT89C
5、52简介- 3 -2.2.2 MLX90601EZA-CAA简介- 7 -2.2.3 A/D转换芯片ADC0809简介- 9 -2.2.4 LED数码显示器- 11 -第3章 系统硬件设计- 14 -3.1系统电路原理图- 14 -3.2系统各单元电路设计- 14 -3.2.1MLX90601-CAA模块接口电路- 14 -3.2.2 放大滤波和稳压电路部分- 15 -3.2.3 A/D转换部分- 15 -3.2.4温度显示部分- 16 -3.2.5电源部分- 17 -3.2.6 AT89C52单片机主控模块部分- 18 -第4章系统软件设计- 21 -4.1 主程序总流程设计- 21 -4.
6、2主要模块单元的程序流程设计- 22 -4.2.1初始化流程设计- 22 -4.2.2 A/D转换程序流程设计- 23 -4.2.3 数据处理流程设计- 24 -4.2.4 LED数码显示流程- 25 -结束语- 27 -致谢- 28 -参考文献- 29 -附录一（总设计框图和软件流程图）- 30 -附录二（总电路图）- 31 -附录三（程序清单）- 32 -第1章 前言1.1红外测温的由来红外检测技术就是以红外辐射的原理为基础1，运用红外辐射测量分析方法和技术对设备、材料及其他物体进行测量和检验，进而发展成为红外诊断技术，因此红外检测是红外诊断技术的基础。检测与诊断技术就是了解和掌握被测对象
7、在运行过程中的状态，确定其工作是否正常，以便及早发现故障并针对具体情况采取相应对策，具体分为检测和治理、预防三个基本环节，其中，检测是手段，身诊断是目的，检测是诊断的基础和前提，诊断是检测的最终结果。 现代化生产中，发展故障的后果往往非常严重2，所以如何及时发现故障并进行及时处理显得尤为重要。人们在总结过去经验教训的基础上，提出在运行中或基本不停机的情况下，掌握其运行状况，判定产生故障的部位和原因，从而尽早发现及时处理，保障生产的持续进行，使得传统的预防检修向预知方向维修发展。红外技术能够以非接触、实时3、快速、在线方式获得被测对象的运行状态信息，在生产过程中的产品质量控制，设备在线故障诊断、
8、安全保护以及节约能源的方面发挥着越来越重要的作用，在电力、冶金、石油化工、交通、机械等多工业部门受到广泛的重视，受到了显著的经济效益和社会效益。红外检测技术已不再局限于最初的无损检测范围，红外检测的诊断的应用也越来越广泛，其应用领域之多是其他检测方法锁无法比拟的，这是因为温度是设备及运行过程中非常重要的物理量，而红外检测的对象就是与温度密切相连的红外辐射，红外检测的实质红外测温。1.2 单片机的发展 近几十年来4，单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科技计算、商业管理和办公室自动化等方面获得了广泛的应用。单片机具有体积小、重量轻、耗能省、价格低、可靠性高和通用灵活等优点，因此也广泛
9、应用于卫星定向、汽车火花控制、交通自动管理和微波炉等专用控制上。近几年来，单片机的发展更为迅速，它已渗透到诸多学科的领域，以及人们生活的各个方面。 单片机并没有脱离冯诺依曼原理下的计算机结构框架和工作原则，而是着眼于应用到更广阔的范围：工业控制、数字显示、功能仪表、电子设备、汽车电控、农机、家电以及儿童玩具等。它不求规模大，只求小而全。厂家在一个芯片上制成了CPU和一定容量的程序存储器和数据存储器以及一定数据的输入输出接口。在一个大规模集成芯片上构造完整的计算机结构，故称之为单片机。 单片机在各个领域的迅猛发展，与单片机所构成的计算机应用系统的特点有关：（1） 单片机构成的应用系统有较大的可靠
10、性。（2） 系统扩展和系统配置比价典型和规范，容易构成各种规模的应用系统。（3） 由于构成的应用系统是一个计算机系统，相当多的控制功能由软件实现，故具有柔性特点。（4）有优异的性价比。对广大的应用型技术人员而言，目前所应用的单片机技术是使用单片机和可编程逻辑器件相结合的新一代电子技术。这是工程应用技术发展的新趋势。第2章 系统的设计方案2.1系统总体方案设计2.1.1系统总体设计框图放 大滤波电 路 红外测温模块 （MLX90601EZA-CAA ） A/D转换电路(ADC0809) AT89C52单片机 LED数码显 示 电源图2-1系统总设计方框图 系统总设计框图如图2-1所示。本设计采用
11、热释电红外测温模块对温度信号进行采集，采集的信号经放大再通过滤波电路，送至A/D转换器。A/D转换器将采集到的模拟信号转换成数字信号，最后将转换后的信号通过单片机AT08C52接收，单片机对接收信号进行处理。最后经数码管显示输出。这样，整个系统的功能完成，就由这个工作流程完成。2.2器件调研选型根据设计的要求，下面对设计所用到的主要器件进行介绍说明。2.2.1 控制器AT89C52简介2.2.1.1 总述5 AT89C52是由美国ATMEL公司所生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含有8K bytes的可以反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes的随机存取数据存储器
12、（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术所生产，与标准的MCS-51指令系统以及8052的产品引脚兼容，片内置有通用8位中央处理器和flash存储单元，该存储单元允许进行重复1000次以上的编程烧写。功能强大的AT89C52单片机适合于许多较为复杂的控制场合。2.2.1.2主要性能参数介绍 与MCS51产品的指令和引脚完全兼容 8k字节可重擦写Flash闪速存储器 1000次擦写周期 全静态操作：0Hz-24MHz 三级加密程序存储器 256 X 8字节内部RAM 32个可编程I/O口 3个16位定时/计数器 8个中断源 可编程的串行UART通道 低功耗的空闲和掉电模式2.
13、2.1.3引脚功能的说明介绍6 VCC：电源电压 GND：地 P0口：P0口是一组8位漏极开关型的双向I/O口，即地址/数据总线复用口。 P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1口的输出缓冲级可驱动4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，在通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以做输入端口。作为输入端口使用时，因为内部存在有上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时就会输出一个电流（IIL）。与AT89C51不同的是，P1.0和P1.1还可以分别作为定时/计数器2的外部技术输入(P1.0/T2)和输入（P1.1/T2EX）,参见表2-1。Flash编程和程序效验期间，P1接收低8位
14、地址。表2-1 P1.0和P1.1的第二功能引脚号功能特性P1.0T2（定时计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出P1.1T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口的输出缓冲级可以驱动4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时就可以做输入口。作为输入口使用时，因为内部存在有上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时就会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或者16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR指令）的时候，P2口送出高8位的地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX RI指令）的时候，P2口输出P2锁存器内容。P3口：P3口就是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P2口的输出缓冲级可以驱动4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，它们就被内部上拉电阻拉高并且可以做为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3口除了作一般的I/O口线以外，更重要的用途就是它的第二功能，如表2-2所示：表2-2 P3口的第二功能端口引用第二功能P3.1RXD(串行输入口)P3.1TXD（串行输出口）P3.2外部中断0
