红外测温系统的设计——毕业设计(编辑修改稿)

红外测温系统的设计——毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

ash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash， 256 字节 RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6 向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。 另外， AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下， CPU停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机的一切工作停止，直到下一个中断 或硬件复位为止。 STC89C52RC 单片机介绍 STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机， 12 时钟 /机器周期和 6 时钟 /机器周期可以任意选择。 主要特性 安徽工业大学 毕业论文 第 6 页 共 44 页 (1):增强型 8051 单片机， 6时钟 /机器周期和 12时钟 /机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统 8051. (2):工作电压： ～ （ 5V 单片机） /～ （ 3V 单片机） (3):工作频率范围： 0～ 40MHz，相当于普通 8051 的 0～ 80MHz，实际工作频率可达48MHz (4):用户应用程序空间为 8K字节 (5):片上集成 512 字节 RAM (6):通用 I/O 口（ 32 个），复位后为： P1/P2/P3/P4 是准双向口 /弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。 (7):ISP（在系统可编程） /IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（ RxD/,TxD/）直接下载用户程序，数秒即可完成一片 (8):具有 EEPROM 功能 (9):具有看门狗功能 (10):共 3个 16 位定时器 /计数器。 即定时器 T0、 T T2 (11):外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路， Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒 (12):通用异步串行口（ UART），还可用定时器软件实现多个 UART (13):工作温度范围： 40～ +85℃（工业级） /0～ 75℃（商业级） (14):PDIP 封装 STC89C52RC 单片机的工作模式  掉电模式：典型功耗 A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序  空闲模式：典型功耗 2mA  正常工作模式：典型功耗 4mA～ 7mA  掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备 安徽工业大学 毕业论文 第 7 页 共 44 页 图 33 STC89C52RC 引脚图 STC89C52RC 引脚功能说明 VCC（ 40 引脚）：电源电压 VSS（ 20 引脚）：接地 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引脚）： P0 口是一个漏极开路的 8 位双向 I/O 口。 作为输出端口，每个引脚能驱动 8 个 TTL 负载，对端口 P0 写入“ 1”时，可以作为高阻抗输入。 在访问外部程序和数据存储器时， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位数据的复用总线。 此时， P0 口内部上拉电阻有效。 在 Flash ROM 编程时， P0 端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。 验证时，要求外接上拉电阻。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引脚）： P1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P1 的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式） 4 个 TTL 输入。 对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。 P1 口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流（ 错误 !未找到引用源。 ）。 此外， 和 还可以作为定时器 /计数器 2 的外部技术输入（ ）和定时器 /计数器 2 的触发输入（ ），具体参见下表 31： 在对 Flash ROM 编程和程序校验时， P1 接收低 8 位地址。 安徽工业大学 毕业论文 第 8 页 共 44 页 表 31 和 引脚复用功能 引脚号 功能特性 T2（定时器 /计数器 2 外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器 /计数器 2 捕获 /重装触发和方向控制） P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引脚）： P2 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O端口。 P2 的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。 对端口写入1 时 ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。 P2 作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（ 错误 !未找到引用源。 ）。 在访问外部程序存储器和 16 位地址的外部数据存储器（如执行“ MOVX @DPTR”指令）时， P2 送出高 8 位地址。 在访问 8 位地址的外部数据存储器（如执行“ MOVX @R1”指令）时， P2 口引脚上的内容（就是专用寄存器（ SFR）区中的 P2 寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。 在对 Flash ROM 编程和程序校验期间， P2 也接收高位地址和一些 控制信号。 P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引脚）： P3 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P3 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。 对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。 P3 做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流（ 错误 !未找到引用源。 ）。 在对 Flash ROM 编程或程序校验时， P3 还接收一些控制信号。 P3 口除作为一般 I/O 口外，还有其他一些复用功能，如下表 32 所示： 表 32 P3 口引脚复用 功能 引脚号 复用功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） 0INT （外部中断 0） 1INT （外部中断 1） T0（定时器 0 的外部输入） T1（定时器 1 的外部输入） WR （外部数据存储器写选通） RD（外部数据存储器读选通） RST（ 9 引脚）：复 位输入。 当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。 看门狗计时完成后， RST 引脚输出 96 个晶振周期的高电平。 特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO位可以使此功能无效。 DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 安徽工业大学 毕业论文 第 9 页 共 44 页 ALE/ PROG （ 30 引脚）：地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲。 在 Flash 编程时，此引脚（ PROG 错误 !未找到引用源。 ）也用作编程输入 脉冲。 在一般情况下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。 然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时， ALE 脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作将无效。 这一位置“ 1”， ALE 仅在执行 MOVX 或 MOV 指令时有效。 否则， ALE 将被微弱拉高。 这个ALE 使能标志位（地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN （ 29 引脚）：外部程序存储器选通信号（ PSEN ）是外部程序存储器选通信号。 当 AT89C51RC 从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN 在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时， PSEN 将不被激活。 EA /VPP（ 31 引脚）：访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令， EA必须接 GND。 注意加密方式 1 时， EA 将内部锁定位 RESET。 为了执行内部程序指令， EA应该接 VCC。 在 Flash 编程期间， EA 也接收 12 伏 VPP 电压。 XTAL1（ 19 引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2（ 18 引脚）：振荡器反相放大器的输入端。 特殊功能寄存器 在 STC89C52RC片内存储器中， 80H～ FFH共 128个单元位特殊功能寄存器（ SFR）。 并非所有的地址都被定义，从 80H～ FFH 共 128 个字 节只有一部分被定义。 还有相当一部分没有定义。 对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。 不应将“ 1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“ 0”。 STC89C52RC 除了有定时器 /计数器 0 和定时器 /计数器 1 之外，还增加了一个一个定时器 /计数器 /计数器 2 的控制和状态位位于 T2CON 和 T2MOD。 定时器 2 是一个 16 位定时 /计数器。 通过设置特殊功能寄存器 T2CON 中的 C/T2位，可将其作为定时器或计数器。 定时 器 2 有 3 种操作模式：捕获、自动重新装载（递增或递减计数）和波特率发生器，这 3 种模式由 T2CON 中的位进行选择。 安徽工业大学 毕业论文 第 10 页 共 44 页 看门狗应用 STC89C52RC 单片机看门狗定时器特殊功能寄存器 表 33 看门狗定时器特殊功能寄存器 符号 功能 EN_WDT 看门狗允许位，当设置为“ 1”，看门狗启动 CLR_WDT 看门狗清“ 0”位，当设为“ 1”时，看门狗将重新计数。 硬件将自动清“ 0” 此位 IDLE_WDT 看门狗“ IDLE”模式位，当设置为“ 1”时，看门狗定时器在“空闲模式”计数； 当清“ 0”该位时，看门狗在“空闲模式”时不计数 PS2， PS1，PS0 看门狗定时器预分频值，不同值对应预分频数 STC 单片机有两种时钟模式，一种是单倍速，也就是 12 时钟模式，在该模式下， STC单片机与其他公司 51 系列单片机具有相同的机器周期，即 12 个振荡周期为一个机器周期；另一种是双倍速，又称 6 时钟模式，在该模式下， STC 单片机比其他公司的 51单片机运行速度快一倍。 OTP538U是一个热电堆传感器，具有 116 种热电偶元素，传感器芯片经由微细加工，可快速反应环境里的温度改变，导致 输出端电压响应，传感器芯片的一个独特的前表面体积加工技术，产生更小尺寸和更快响应环境温度的变化。 红外窗口是一个带通滤波器拥有其 50%削减在波长在 5μ m— 14μ m。 传感器响应事件的比例和不断的红外辐射信号响应其截止频率 ,它是有限的 ,由传感器热时间常数的数十毫秒范围。 特性 (1)：非接触式温度检测 (2)：电压输出 ,容易得到信号 (3)：零功耗 (4)：宽检测温度范围 应用 (1)：医疗用途 :耳温计 安徽工业大学 毕业论文 第 11 页 共 44 页 (2)：家里设施 :微波炉、电吹风、安全系统、家庭安全 amp。 空调行业应用 :过程监控和控制器 、红外非接触式温度计、汽车应用 :热传感系统。 传感器特性 表 34 绝对最大额定值 参数 Min Typ Max Uint 工作温度 20 100 176。 C 贮藏温度 40 100 176。 C 图 34 红外温度传感器实物图片 表 35 红外传感器参数 Parameter Min Typ Max Unit Conditions Output Voltage mV Tamb.=25℃ Tobj. =50℃ Sensitivity 70 85 100 V/W * TC of sensitivity %/K Typical Sensitivity area in 545 μm。