多路弱信号处理及实时数据显示系统的研究

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1、分类号：密级：天津理工大学研究生学位论文多路弱信号处理及实时数据显示系统的研究(申请工程硕士学位)学科专业：光学工程研究方向：红外检测技术作者姓名：周欢指导教师：魏臻2014年1月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’SDegreeResearchOnTheSystemofMulti—-WeakSignalProcessingAndReal--TimeDataDisplayByZhouHuanSupervisorWeiZhenJanuary,2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指

2、导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：V瓢屿乙签字，日期：砂Iflf年弓月乡日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨盗墨兰盘望有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨盗墨墨盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本

3、和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：碉瓦k签字日期：甜’年弓月多日导师签名：刁眩满签字日期：工口，4年5月；日摘要在日常生活和工业生产中，温度的测量无处不在。红外测温仪是众多温度测量仪器中的一种。红外测温仪是将物体辐射的红外线能量转变成电信号，进而转化成温度值的一种仪器，属于非接触式测温。红外测温仪的重要组件——红外探测器输出的是毫伏级电压信号，属于弱信号。本文介绍了红外测温仪的结构组成、研究背景及国内外研究现状，比较了红外测温仪和红外热像仪在红外辐射温度检测技术中的区别。同时，介绍了国内外弱信号处理及其显示的研究现状，重点论述了红外探测器输

4、出的弱信号处理及显示电路系统的实现。本设计的硬件系统采用的核心主控芯片为C8051F340MCU，并辅以外围设备来实现的。其中，包括晶振电路、复位电路、电源和USB供电电路、程序烧写接口、USB通讯接口、AT24C1024存储电路、MLG一132088显示电路等。C8051F340单片机前置端设有以TLC2652、OPl177、电阻和电容组成的放大滤波电路，目的在于放大红外探测器输出的弱信号，使之处在C8051F340单片机能处理的电压范围之内。C8051F340MCU具有ADC0子系统，集成了1个ADC和2个选择器。其中，ADC是10位的逐次逼近寄存器型，选择器是多路模拟的

5、，可将前置放大滤波电路处理后的信号再进行AD处理，且拥有可以进行编程的检测器和跟踪电路。在仿真条件下，该系统能实现弱信号的处理及显示。另外，本系统电路采用的都是常见的电子元器件，且种类和数量较少，故而结构简单、成本低、红外测温应用前景广阔。本论文的主要研究内容：1．采用TLC2652、OPll77、电阻和电容对由红外探测器输出的弱信号进行放大到单片机C8051F340能处理的电压范围。2．采用C8051F340MCU对放大信号采取AD转换。3．选取AT24C1024芯片用来存储C8051F340MCU处理完的信息。4．采用MLG--132088的8×8LED阵列实现经单片机C

6、8051F340处理完的温度值的显示。本论文的创新点：1．同时对被测物体的多点温度进行测量；2．实时显示被测物体表面各点绝对温度分布；3．实现了阵列式红外探测器的多路弱信号处理。关键词：红外测温仪，弱信号处理，C8051F340MCU，显示电路，放大滤波电路AbstractTemperaturedetectioneverywhereinthelife，lnfraredthermometeriSaninstrumentwhichtransformingtheradiationintoanelectricalsignalandthentransformingitintoatemp

7、eraturevalue．Theradiationenergyisattachedtotheemittinginfrared，thereisacorrespondingrelationbetweentheinfraredradiationandtemperature．Infrareddetectoristhemaincomponentoftheinfraredthermometer,andtheelectricalsignalsoutputtedisMVmagnitude，whichbelongstot