基于单片机的红外测温系统的设计.doc

目 录 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 1 绪论 1 1.1 选题的目的和意义 1 1.2 红外测温技术国内外发展概况 2 1.3 红外探测器的分类 2 1.3 红外测温的特点 3 2 方案设计与器件选型 4 2.1总体方案设计 4 2.2 器件选型 4 2.2.1 传感器的选择 4 2.2.2 显示器的选择 5 2.2.3 单片机的选择 5 3 系统硬件设计 6 3.1 信号采集部分设计 6 3.1.1 元器件简介 6 3.1.2 信号采集电路 7 3.2 STC12C5616AD单片机 8 3.2.1 A/D转换功能 9 3.2.2 复位电路设计 10 3.2.3 时钟电路设计 11 3.3 显示器接口设计 11 3.4 电源模块设计 13 3.5 按键电路设计 14 3.6 报警电路设计 15 4 系统软件设计 16 4.1 主程序设计 16 4.2 子程序设计 16 4.2.1 键盘扫描子程序设计 18 4.2.2 A/D转换子程序设计 19 4.2.3 液晶显示子程序设计 20 4.2.4 报警处理子程序设计 21 结束语 22 致谢 23 参考文献 24 附录一 原理图 25 附录二 源程序 26 1 绪论 1.1 选题的目的和意义 由于2003年非典的袭击，我国迅速诞生了一支专门抗击非典的医疗仪器队伍，特别是在红外体温的研发方面取得了突出的成就。现代科技的发展新材料、新工艺的运用各式各样的体温计陆续出现探测方式不断改进国内外体温计的发展大致分为三个阶段第一阶段是常见的玻璃水银体温计；第二阶段是电子体温计；是非接触式红外体温计。水银体温计虽然价格便宜但是有多弊端首先，水银体温计遇热或安置不当，体温计容易破裂。人体接触水银后会中毒，中毒症状是恶心、头痛、腹泻、脱发等，严重者会造成血液凝固。，采用水银体温计测温需要相当长的时间(5min～10min)，。 电子体温计是采用热敏电阻测量温度的，电子体温计能快速准确地测量人体温度，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便、测量精度高、能记忆并有蜂鸣提示的优点，尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭、医院等场合使用。但电子体温计测温也需要较长的时间，同样使用不便。 非接触式红外体温计是根据黑体辐射原理通过测量人体辐射的红外线而测量温度的。它的红外传感器只吸收人体辐射的红外线而不向人体发射任何射线， 由于人的体温值基本上是恒定的，只在较小的范围内变化(35℃～42℃)。因此，为了提高测量结果的精度，并且排除环境温度的变化对测量结果的影响，本系统设计了温度补偿电路对环境温度进行补偿。本设计以STC12C5616AD单片机为控制核心，辅以信号采集模块、电源模块、超限报警模块、按键模块和温度显示模块等外围电路来实现温度的测量的。本系统具有使用方便、测温时间短、精度比较高、可重复性好等特点。 红外测温技术是一门很实用和前沿的技术，其内容涉及电子技术、检测技术、单片机技术等多方面内容，以此作为毕业设计，有利于理论联系实际，提高个人的综合能力，同时这也是对本科阶段学习内容的升华。通过对红外测温系统的设计不仅能加强自己对单片机控制、传感器技术等知识的了解，同时也能培养自己解决问题的能力。 1.2 红外测温技术国内外发展概况 1800年，英国天文学家威·赫谢耳在研究太阳光谱部分的热效应时，发现热效应最大的位置在红光之外，当时称之为“不可见光”。到1935年，安培称之为红外线，也可称之为红外辐射。之后，人们花了一百多年时间认识红外辐射的电磁本质，并建立了热辐射的基本规律，为红外技术的应用奠定了理论基础。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[1] [2]。 我国的红外技术研究起步于60年代，70年代后期开始了红外玻璃测温计的研究，并取得了可喜成果，但至今未形成系列产品，工业应用仅在近些年才开始。国外的红外测温技术发展较早，技术比较成熟，红外测温产品种类繁多，测温精度及分辨率较高。国内红外测温技术相对来说技术落后，产品种类比较单一，测温精度及测温分辨率较低，在技术性能上国内产品与国外产品相比还有一定差距。但随着红外产品在国内应用的越来越普及，以及更多厂家和科研机构进行这方面的研究，这将推动我国红外测温产品性能的快速提高和进步。 随着红外材料及传感器类型的不断开发研究，新型测温仪器正逐步替代传统的测试手段。目前美、英等国正致力于加强前视红外系统信息处理能力(如自动人工目标分类)来解决研究领域和工业领域中的问题。世界上除了一些大军工企业公司(如美国的Honeuwell公司、休斯飞