红外测温单片机红外测温.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.99M 资料格式：doc 举报版权申诉

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摘　　要

Abstract

目　　录

第1章　绪论

1.1　课题开发背景

1.2　课题目的和意义

1.3　系统设计思想

第2章　硬件设计

第3章　软件设计

第4章　系统调试

4.1　系统硬件调试

4.1.1　硬件环境

4.1.2　硬件调试

4.2　软件程序调试

4.2.1　软件环境

4.2.2　软件调试主要方法

4.3　红外感应程序调试

4.4　电机模块程序调试

4.5　键盘模块程序调试

4.6　整体调试

4.7　本章小结

结论

致谢

参考文献

附录1

附录2

附录3

附录4

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文）摘要传统的温度计多采用物理原理，根据水银等随温度升降的韧冷缩的性质，通过读取刻度值来判断温度值，这种方法不太方便，且测量需要的时间较长。本项目提供一种新的温度测量方案，采用具有 SPI （ Serial Peripheral Interface 串行外围接口）接口的 TN 系列红外温度传感器来测量温度信号，可同时测量目标温度和环境温度，并将测量的数据送给 SPCE061A 单片机处理，之后送数码管显示，同时利用 SPCE061A 单片机的语音功能播报温度值。红外测温打破了传统的测温模式，它响应快、测量精度高、可靠性高、范围广，为非接触测量，因而不易损坏。该温度计以其准确快捷的测量功能、清晰易懂的数字化显示方便人们常生活使用，语音播报功能使其更加智能化、人性化。关键词：红外测温,SPCE061A 单片机,语音报警 I

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文） Abstract Most of the SPI the traditional thermometers adopts mercury column which has the physical principle that it expands with heat and contracts with cold along with the change of temperature, and we can read the temperature out according to the infinity. This method is not convenient, and it takes a long time to measure. This paper proposes a new thermometer project to measure the temperature signal by using the TN series infrared temperature sensor which has (Serial Peripheral Interface). The sensor can measure both the target temperature and environment temperature at the same time, meanwhile the temperature data which have been measured can be transferred to the SPCE061A microcontroller to process. Then, the data will be transferred to data display, and will be reported by using the SPCE061A’s voice report function in the meanwhile. Infrared thermometer breaks temperature measurement pattern. responses quickly, and has high accuracy and high reliability and measures in large area. It is also a way of non-contact measurement, so it isn’t easy to break. This thermometer can measure accurately and quickly, and has the clear and easy display. All these offer convenient condition to our daily life. Furthermore, the voice report function makes it more intelligent and human. through traditional It Key words: infrared thermometry; SPCE061A microcontroller; voice report II

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文）目录要 ......................................................................................................................I 摘 Abstract .......................................................................................................................II 录 ...................................................................................................................III 目第 1 章绪论 .............................................................................................................1 1.1 课题开发背景 ............................................................................................... 1 1.2 课题发展现状 ............................................................................................... 1 1.3 课题研究内容 ............................................................................................... 2 第 2 章硬件设计 .....................................................................................................3 2.1 硬件总体框图 ............................................................................................... 3 2.2 主控系统设计 ............................................................................................... 3 2.2.1 主控制器设计 ........................................................................................3 2.2.2 复位电路设计 ........................................................................................4 2.2.3 晶振电路设计 .....................................................错误！未定义书签。 2.3 电机模块设计 ................................................................................................8 2.3.1 电机驱动芯片介绍 ................................................................................8 2.3.2 电机驱动回路设计 ............................................ 错误！未定义书签。 2.4 红外模块设计 ............................................................ 错误！未定义书签。 2.5 门禁系统模块设计 ....................................................错误！未定义书签。 2.5.1 门禁系统简介 .....................................................错误！未定义书签。 2.5.2 门禁系统实现方法 ............................................ 错误！未定义书签。 2.6 本章小结 ......................................................................................................10 第 3 章软件设计 ...................................................................................................14 3.1 软件总体设计 ............................................................................................. 14 3.1.1 软件设计原理 ......................................................................................14 3.1.2 软件程序设计 ......................................................................................14 3.2 主程序设计 ................................................................................................. 14 3.3 红外感应程序设计 .....................................................................................16 3.4 电机子程序设计 ........................................................错误！未定义书签。 3.5 键盘子程序设计 ........................................................错误！未定义书签。 3.6 本章小结 ......................................................................................................16 III

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文）第 4 章系统调试 ...................................................................................................21 4.1 系统硬件调试 ............................................................................................. 22 4.1.1 硬件环境 .............................................................................................. 22 4.1.2 硬件调试 .............................................................................................. 22 4.2 软件程序调试 ............................................................................................. 22 4.2.1 软件环境 .............................................................................................. 22 4.2.2 软件调试主要方法 ..............................................................................27 4.3 红外感应程序调试 .....................................................................................27 4.4 电机模块程序调试 .....................................................................................28 4.5 键盘模块程序调试 .....................................................................................28 4.6 整体调试 ......................................................................................................28 4.7 本章小结 ......................................................................................................28 结论 ........................................................................................................................... 29 致谢 ........................................................................................................................... 30 参考文献 ................................................................................................................... 31 附录 1 ........................................................................................................................ 31 附录 2 ........................................................................................................................ 34 附录 3 ........................................................................................................................ 37 附录 4 ........................................................................................................................ 38 IV

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文）第 1 章绪论 1.1 课题开发背景今年在我国局部地区流行的 H1N1 前期症状是高烧 38oC 以上（少数长期病患者除外），红外测温仪可为防止 H1N1 的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地用于人群的体温排查。可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。 1.2 课题目的和意义体温是人体生命活动的基本特征，也是观察人体机能是否正常的重要指标之一。在目前的日常生活中，人们使用最广的水银体温计是根据水银等随温度升降的热胀冷缩的性质，通过读取刻度值来判断温度值，它有着诸多缺点：传统温度计在使用时，要和被测量者接触，往往要等待较长时间，以期让其充分受热，当测量结束后还要将水银重新甩入水银泡中。由于水银泡是由很薄的玻璃制成极易破碎，而且其中的水银蒸汽对人体有着极强的毒害作用，报纸上就曾多次刊登小孩因咬碎水银泡而误吞水银造成中毒的事件，可见普通的水银体温计有着非常严重的安全隐患。红外测温为测量人体温度提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。非接触红外测温计针对特定人群，比如儿童或老人，极其方便。且利用单片机技术开发的语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。它不但可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程变得直观，而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值，除此之外，语音体温计还具有较高的灵敏度，可以在几秒钟内测得结果，且寿命长，是较为理想的测温仪器。智能红外测温计的设计，其内容涉及电子技术、检测技术、单片机技术等多方面内容。红外测温为测量人体体温提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地用于密集人群的体温排查，例如 2003 年“非典”期间，红外测温得到了广泛的应用。非接触测量计对特定人群，比如儿童或老年人，有很好的效果。红外测温技术也是一门很实用和前沿的技术，以此作为毕业设计， 1

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文）利于理论联系实际，形成个人在这一方面的知识体系，是对本科阶段学习内容的升华，特别是对单片机控制、传感器技术知识深入，它对学生自身综合素质与工程能力的培养也有重要意义。 1.3 系统设计思想一种方便用户使用的体温测量工具，功能稳定，运行速度快，通过单片机的运算处理，完成数据的显示与语音播报功能。 1、实用性：此设计以用户需求为目标，以方便用户为原则。根据用户实际的需求情况，度身订造一套先进的体温测量工具，从用户角度出发尽可能的方便用户使用，满足基本的用户需要，成为人口密集地区的主要体温检测工具。 2、先进性：本设计将充分应用现有成熟的硬件技术、软件开发技术。以 C 语言为主要开发环境，其优秀的体制和编译器是此设计的强力支柱。 3、高可靠性：一个实用的系统同时必须是可靠的，本设计通过合理而先进的传感感器设计以及软、硬件的优化选型，可保证系统测量的正确性。 4、高安全性：在设计中，将充分利用传感器、SPCE061A 单片机提供的各种安全措施，可以保证测量的准确性。。 5、采用标准技术：本系统的所有设计遵循国际上现行的标准进行，以提高系统的开放性。可维护性：系统的设计要求方便维护，包括硬件的维护，软件的维护（更改，升级等）。 6、可扩展性及灵活性：系统的设计以方便未来业务的扩展和系统扩充为目标，系统要求能够方便的升级，充分保护系统的投资。 2

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文）第 2 章硬件设计  2.1 硬件总体框图本系统主要是以凌阳科技推出的一款 16 位结构的微控制器 SPCE061A 单片机作为主控制器进行设计的。系统硬件总体框图如图 2-1 所示。图 2-1 系统硬件框图本系统包括按键部分、音频输出部分和 TN 红外测温传感器接入等三部分。 SPCE061A 是台湾凌阳公司生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便的实现控制和语音播报的系统，该芯片拥有 8 路 10 位精度的 AD，其中 1 路 AD 为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。2 路 10 位精度的 DA，只需要外接 2 个功放（LM386）即可完成语音的播放。另外，凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准 C 语言，可以实现 C 语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音播报，这些都为软件开发提供了方便的条件。音频输出部分：主要是将 SPCE061A 两路音频输出端通过 LM386 放大，经喇叭播放。按键部分：按键开始测温，一直按下，听到声音表示测温完毕。 TN 红外测温传感器接入部分：通过 SPCE061A IO 口的控制，将将所测得的温度返回到 SPCE061A 中来处理。  2.2 主控系统设计主控系统设计主要对单片机选型、复位电路、晶振电路设计。 3

哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科毕业设计（论文）  2.2.1 主控制器设计一般的非接触式红外体温检测都是采用全数字式智能化电脑作为核心。该设备主要是用于流量大的车站、机场、火车站要方便、快敏。考虑到本设计只需模拟自动门的运行过程，故决定选择 SPCE061A 单片机作为主控制器。 SPCE061A 单片机的芯片图如图 2-2 所示。 SPCE061A 单片机的结构图：图 2-2 SPCE061A 单片机的芯片图 4

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