毕业设计(论文)－非接触式温度计.doc

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1、非接触式温度计摘要红外测温技术在生产过程，产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。它打破了传统的测温模式，并且具备不影响被测物体温度场、温度分辨率高、回应速度快、测量精度高、测量范围广、不受测温上限的限制、稳定性好和可同吋测量环境温度和目标温度的特点，测量距离可达30米左右。红外测温近年来在医疗、家庭自动化、汽车电子、航空和军事上得到广泛的应用。本设计的红外测温仪系统是一种方便用户使用的温度测量工具，功能稳定，运行速度快，可以作为一个简易的非接触式体温测量计使用。系统能够实时检测、显

2、示当前环境的温度信息并具备声光报警等功能。本系统主要是采用MLX90614红外测温传感器和AT89C51单片机来实现的，单片机通过SMbus方式与MLX90614进行通信，将读出的温度数据进行处理，之后驱动LCD模块显示测量温度关键词：红外线温度测量，MLX90614传感器，LCD12864液晶显示,AT89C51单片机目录摘要I目录II一、系统方案设计1二、硬件电路设计22」单片机最小系统电路设计22.1.1最小系统电路22.1.2晶振和复位电路22.2传感器电路设计42.2.1MLX90614红外测温传感器介绍42.2.

3、2MLX90614传感器电路52.3液品显不电路设计52.3.1LCD液晶显示介绍5三、系统软件设计73.1红外测温模块设计7四、整体电路原理图9五、程序设计9Ill、系统方案设计本系统采用51单片机为核心，用红外温度传感器MLX90614数据采集，数据经单片机处理后送LCD显示。该设计主耍有三大模块纽•成、红外温度采集模块、甲片机瑕小系统模块、LCD显示模块。系统整体框图如I.I：图1」系统整体框图1、硬件电路设计2.1单片机最小系统电路设计2.1.1最小系统电路该系统是以AT89C51单片机为核心器件，具模块的工作原理是

4、：加载相应程序的AT89C51单片机把红外测温模块传来的数据LCD液晶显示。单片机需耍一定的外接电路才能正常工作即单片机最小系统，电路如图2.1所示，其主要包括AT89C51单片机、复位电路和时钟电路。2.1.2晶振和复位电路晶振是给单片机提供工作信号脉冲的，这个脉冲就是单片机的丁作速度。晶振电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地T作。通常在引脚XTAL闭IXTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，如图3.3中Y2

5、、CU、C12o可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的石英晶体。而单片机工作速度是每秒11.0592M,即此次晶振选择12M,补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电容。品振电路如图2.2所示。C1C3IO^iFROlOkQ图2.2晶振电路复位的条件：RST引脚的高电平只耍能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。上电复位耍求接通电源后，单片机自动实现复位操作。上电瞬间RST引脚获得高电平，随着电容的充电电流的减小，RST引脚的电位逐渐下降。当需要复位是，按下按键，利用电容放电使RST引脚为高

6、电平，单片机复位。上电与按键均有效的复位电路不仅在上电时可以口动复位，而且在单片机运行期间，利用按键也可以完成复位操作。复位电路如图2.3所示。+5VOSOQORST图2.3复位电路2.2传感器电路设计2.2.1MLX90614红外测温传感器介绍DSP调压器由红外温度传感器、低噪声放大器、A/D转换器、DSP单元、脉宽调制电路及逻辑控制电路构成，热电堆输出的温度信号经过内部高性能、低噪声的运算放大器放大后，送给模数转换器(ADC),ADC输出的17位数字经过可编程FIR和IIR低通滤波器(即框图2.4中的DSP)处理后输出，

7、该输出作为测量结果保存在MLX90614内部RAM存储单元屮，可以通过SMBus读取；同时测量结果送到后级数子式脉冲宽度调制电路,将测量结果以PWM的方式输出。UC-、T90302图2.4MLX90614内部的结构框图MLX90614采用4脚罐形封装(TO239),顶端引脚分布视图如图2.5所示，具体的引脚功能如下：图2.5MLX90614的顶端引脚分布视图VDD：外部电源输入；VSS：地，和外壳相连;SCL/Vz：当MLX90614为SMBUS模式时SCL为串行输入，为PWM模式时Vz为由外部电路置高电平；SDA/PWM：

8、当MLX90614为SMBUS模式时串行数拥输入输出接口，为PWM模式时做为PWM波输出接口。2.2.2MLX90614传感器电路MLX90614硬件电路连接如图2.6所示，传感器的SCL/VZ、PWM/SDA管脚直接连接单片机的普通I/OU,即单片机上的P1.0和P1.1并通过这两个I/