基于单片机的红外测温系统的设计

基于单片机的红外测温系统的设计内容摘要：

CHS0 确定。 其 转换速度由控制寄存器中的 SPEED1 和SPEED0 确定。 在使用之前，应先给 ADC 上电，也就是置位控制寄存器中的ADC_POWER 位。 STC12C5616AD 单片机的 A/D 转换功能的控制主要有 ADC_CONTR 控制寄存器 来实现 ，其各个位的功能如表 所示。 表 特殊功能寄存器 ADC_CONTR Address B7 B6 B5 B4 B3 B2~B0 C5H ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2~CHS0 单片机的 A/D 转换口为 ~， 需 要 作为 A/D 转换 用的 I/O 口需 要首 先将其设置为高阻输入或开漏模式。 在 P1M0、 P1M1 中 对 相 应的位进行设置，其具体设置如表 所示。 表 P1M0、 P1M1 的设置 P1M0 P1M1 I/O 口模式（ 如做 A/D 使用，需先将其设置成开漏或高阻输入） 0 0 准双向口（传统 8051 I/O 口模式），灌电流可达 20mA，拉电流为 230μ A 0 1 推挽输出（强上拉输出，可达 20mA，尽量少用） 1 0 仅为输入（高阻），如果该 I/O 口徐作为 A/D 使用，可选次模式 1 1 开漏，如果该 I/O 口需作为 A/D 使用，可选此模式 通过对 ADC_CONTR 的 CHS CHS CHS0 3 个位的设置可以控制 A/D 通道的选择。 它的具体设置如表 所示。 基于单片机的红外测温系统的设计 34 表 模拟输入通道 的 选择 C H S 2 C H S 1 C H S 0 模拟输入通道选择 0 0 0 选择 作为 A / D 输入来用 0 0 1 选择 作为 A / D 输入来用 0 1 0 选择 作为 A / D 输入来用 0 1 1 选择 作为 A / D 输入来用 1 0 0 选择 作为 A / D 输入来用 1 0 1 选择 作为 A / D 输入来用 1 1 0 选择 作为 A / D 输入来用 1 1 1 选择 作为 A / D 输入来用 ADC_START 为模数转换器转换启动控制位，设置为“ 1”时，开始转换 , 转换结束后为 0。 ADC_FLAG 为模数转换器转换结束标志位 ， 当 A/D 转换完成后，ADC_FLAG = 1，要由软件清 0。 ADC_POWER 为电源控制位，当它为“ 0”时，关闭 A/D 转换器电源 ，当为“ 1”时，打开 A/D 转换器电源。 特殊功能寄存器 ADC_DATA / ADC_LOW2 用于保存 A/D 转换结果。 复位电路设计 复位电路在整个系统中既简单又重要，如果复位电路不可靠，在工作中就有可能出现“死机”，“程序走飞”等现象。 所以，一个单片机复位电路的好坏，直接影响到整个系统工作的可靠性。 复位操作完成单片机片内电路的初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。 当单片机的复位引脚 RST 出现 一定时间 的高电平时，单片机就完成了复位操作，如果 RST 持续为高电平，单片机就处于循环复位状态，而无法执行程序，因此要求单片机复位后能脱离 复位状态 [9] [10]。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 25 M a y 20 11 S he e t of F i l e : F : \原理图 \ M y D e s i gn .dd b D r a w n B y :C1S3R2R1V C C 510K1K10ufR S T 图 单片机复位电路 复位操作通常有上电 复位 和开关复位。 上电复位要求接通电源后，自动实现复位基于单片机的红外测温系统的设计 35 操作。 开关复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，如果发生死机，用按钮开关操作使单片机复位。 常用的上电复位且开关复位电路如图 所示。 上电后，由于电容充电，使 RST 持续一段高电平时间。 当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使 RST 持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。 时钟电路设计 将 引脚 XTAL1 和 XTAX2 外接晶体振荡器 ，就构成了一个时钟电路。 本设计选用 12MHZ 的 晶振。 时钟 电路如图 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 25 M a y 20 11 S he e t of F i l e : F : \原理图 \ M y D e s i gn .dd b D r a w n B y :C7 30 P FC630 P F12 M H Z X T A L 2X T A L 1 图 单片机时钟电路 显示器 接口设计 本设计选用 的液晶显示器是 型号为 YM12864R 带字库的 液晶显示器， 其 具有汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形 ， 内置 8192 个中文汉字（ 16X16 点阵）、128 个字符（ 8X16 点阵）及 64X256 点阵显示 RAM。 本设计采用 的是 串口接法，因此 不仅 接口 电路非常 简单 ，而且还有 占用 I/O 少、控制 方便 灵活等 特 点。 它的 主要技术参数如下所示： （ 1） 低电源电压（ +～ +） ， 无需外加负压 （ 2） 显示分辨率 ： 128179。 64 点 （ 3） 内置汉字字库，提供 8192 个 16179。 16 点阵汉字 (简繁体可选 ) （ 4） 显示角度： 6： 00 钟直视 （ 6） 与 MCU 接口： 8 位或 4 位并行 /3 位串行 （ 7）工作温度： 0～ 60℃ （常温） /20～ 75℃ （宽温） YM12864R 液晶显示器的 串行数据传送共分三个字节完成 ，它的三个字节的具体功能如下所示： 第一字节：串口控制 —— 格式 11111ABC A 为数据传送方向控制： H 表示数据从 LCD 到 MCU， L 表示数据从 MCU 到 LCD 基于单片机的红外测温系统的设计 36 B 为数据类型选择： H 表 示数据是显示数据， L 表示数据是控制指令 C 固定为 0 第二字节： 8 位数据的高 4 位 —— 格式 DDDD0000 第三字节： 8 位数据的低 4 位 —— 格式 0000DDDD 表 YM12864R 引脚功能表 引脚号 引脚名称 功能说明 1 VSS 模块的电源地 2 VDD 模块的电源正端 3 VO LCD 驱动电压输入端 4 RS(CS) 并行的指令 /数据选择信号 ， 串行的片选信号 5 R/W（ SID） 并行的读写选择信号 ， 串行的数据口 6 E/CLK 并行的使能信号 ， 串行的同步时钟 15 PSB 并 /串行接口选择 ， H并行 /L串行 17 /RET 复位 ， 低电平有效 19 LED_A 背光源正极（ LED+5V） 20 LED_K 背光源负极 ( LED 0V ) YM12864R 为 20 管 脚显示器， 其电路图 如图 所示。 其 与单片机只需 3 根连线相接：芯片端管脚分别为 CS、 SID 和 CLK，其中 CS 为串行片选信号， SID 为数据口， CLK 为串行的时钟信号，它们分别接单片机的 、 和 口。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 2 J un 20 11 S he e t of F i l e : F : \原理图 \ M y D e s i gn .dd b D r a w n B y :C1S3R2R1V C C 510K1K10ufC7 30 P FC630 P FV i n1GND2V ou t312 M H ZC310 0U F 16 VC5104C4104C210 0U F 16 VV C C 5V C C 9S4S1S2S T C 12 C 56 16 A D1KR310KR7600R410KB E L LV C C 5V C C 5V C C 5C8 ufC9 ufC 12 ufV C CC 13 ufV C C 5R830KR920KV C C 5C 11 ufC 10 ufR 13R 14V C C 5Q19012R5R E FAC3 14 2T he r m i s t or T he r m i s t orT he r m op i l e T he r m op i l eL M 35 8R 10500R 1210KR 1110KV C C 910KV C C 99VGND1V C C2V03R S ( C S )4R / D ( S I D )5E ( C L K )6D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 714P S B15NC16/ R E T17VOUT18L C D _A19L C D _K20Y M 12 86 4RV C C 5P 1P 2R S T3R X D / P 4T X D / P 5X T A L 26X T A L 17I N T 0/ P 8I N T 1/ P 9T 0/ P 10T 1/ P 11P 12P 13GND14P 15P 16P 17A D C 0/ P 18A D C 1/ P 19A D C 2/ P 20A D C 3/ P 21A D C 4/ P 22A D C 5/ P 23A D C 6/ P 24A D C 7/ P 25P 26P 27V C C28V C C 512345678A D 62 0V C C 5 C 14 uf1KRt23841A23841AL M 35 8T S 11 8 1P P P 图 液晶显示器与单片机接口电路图 基于单片机的红外测温系统的设计 37 电源模块设计 单片机系 统的电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作 ， 电源的精度和可靠性等各项指标 ， 直接影响 着 系统的整体性能。 单片机系统的数字和模拟两部分电路对电源的要求有所不同。 数字部分：以脉冲方式工作，电源功率的脉冲性较为突出，如 LED 显示器的动态扫描会引起电源脉动，此外， 数字电源 还要有足够的余量。 模拟部分：对电源的要求不同于数字部分，模拟放大电路对电源电压的精度、稳定性和纹波系数要求很高，如果供电电压的纹波较大，回路中存在脉冲干扰，将直接影响放大后信号的质量。 如果模拟和数字 部分使用同一个电源，会使数字部分产生的高频有害噪声耦合到模拟部分。 因此，在模拟电路和数字电路混合的单片机系统中，需要注意考虑两种电路独立供电。 单片机系统中的模拟放大等电路需要高精度、高稳定性的供电电源和参考电压源。 基准电源是 就是 一种可以产生高精度、高稳定性电压的器件或电路，它产生的电压给特定部件作为参考电压使用。 基准电源使用广泛，其精度和可靠性直接决定着系统的精度和可靠性 [11] [12] [13]。 LM7805 系列稳压器只有输入、输出和公共接地 3 个引出端，通过外接少量元器件即可实现稳压，使用时非常方便， 此外它的外围电路简单，工作安全可靠，适合制作通用型的稳压电源。 其主要参数如下： （ 1）最大输入电压 42V （ 2） 输出电压 固定 值 5V （ 3） 最大输出电流 （ 4） 输入电压最小 压差 2V 以极性电容 和瓷片电容 作为滤波网络，采用固定式三端集成稳压 块 LM7805 设计制作 的 直流稳压电源 如图 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 5 J un 20 11 S he e t of F i l e : F : \原理图 \ M y D e s i gn .dd b D。