红外测温仪的操作指南及各模块说明

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红外测温仪操作指南：将单片机连接电源后，只需将红外测温仪的红外探头瞄准被测物体，按下矩阵键盘上的S13按钮（设定为“开始测温〞），测温仪开始工作，LCD显示屏上显示两个温度数值，上为被测点温度，下为环境温度（由探头外环探测得出）。由于探头精度灵敏，温度数值在稳定建立时间过后仍有小幅度跳变。按下矩阵键盘上的S14按钮（设定为“STOP〞），LCD显示按下时刻的温度值，便利读数。按下S13“开始测温〞，测温仪开始新一轮测温。

单片机模块

红外测温仪系统的硬件结构框图

主程序模块红外测温键盘扫描显示模块通信模块红外测温仪系统的软件方案设计框图

主程序模块：主要完成系统初始化，温度的检测，串行口通信，键盘和显示等功能。其中

系统初始化包括:时间中断的初始化、外部中断源的初始化、串口通信中断的初始化、LED显示的初始化。

红外测温模块：包括获取温度数据，计算温度值。

键盘扫描模块：获取按键信息，处理按键请求等。

显示模块：获取并处理相应的温度数据，通过LED数显管显示温度数据。

单片机处理模块

单片机模块的工作原理是：加载相应程序的STC89C51单片机把红外测温模块传来的数据加以处理，送LED显示屏显示。下图1是单片机处理模块的电路原理图

图1单片机处理模块电路图

其复位电路如图2-1左边上部分，本单片机处理模块是通过开关手动复位的，只要在RST引脚出现大于10ms的高电平，单片机就进入复位状态，这样做的目的是便于根据实际状况而选择是否复位温度测量数据。而此仪器的震荡电路选用的是晶体震荡电路，其具体电路如图2-1左边下部分。采用晶体震荡电路的原因是由于它的频率稳定性好，而这正是本红外测温仪十分重要的技术要求。

单片机作为红外测温仪的核心处理部件，它关系到整个仪器的性能指标。因此它的选择是十分重要的。本测温仪选择的STC89C51RC单片机，下面是STC89C51RC单片机相关资料信息：

STC89C51RC单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的新一代8051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/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。STC89C51RC系列单片机具有在系统可编程（ISP）特性，这样可以省去购买通用编程器，单片机在用户系统上即可下载/烧录用户程序，无须将单片机从以生产好的产品上拆下。对于一些尚未定型的设计可以一边设计一边完善，加快了设计速度，减少了一些软件缺陷风险。由于可以在用户的目标系统上将程序直接下载进单片机看运行结果，故无须仿真器。下图2-2是此单片机的引脚图：

图2-2STC89C51RC单片机引脚图

一、STC89C51RC单片机的特点：

1.加强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051CPU；2.工作电压：5.5v-3.8v；3.工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0～80M，实际工作频率可达48MHz；4.4k的Flash程序存储器；

5.片上集成512字节RAM；

6.ISP/IAP，无须专用编程器/仿真器；

7.通用I/O口，复位后：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口开漏输出，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；8.EEPROM功能；9.看门狗；

10．内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，可省略复位电路）11．共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用；

12．外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；

13．超低功耗，正常工作模式，典型功耗2mA；掉电模式，典型功耗0.5uA，可由外部

中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序；14．2个数据指针；

15．通用异步串行口（UATR），还可用定时器软件实现多个UATR；16．工作温度范围：0－75℃/－40～＋85℃；17．封装形式：PDIP-40/PLCC-44/PQFP-44。

二、STC89C51各引脚的功能描述如下：

（1）电源和晶振：VCC——运行和程序校验时加的电压；

VSS——接地；

XTAL1——输入到振荡器的反向放大器；

XTAL2——反向放大器输出，输入到内部时钟发生器。

（2）RST：单片机的上电复位或掉电保护端；（3）ALE:地址锁存有效信号输出端；

（4）PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端。

红外测温模块

红外测温模块采用非接触手段，解决了传统测温中需要接触的问题，具有回应速度快，测量精度高，测量范围广等优点。它通过红外温度传感器扫描被测物体，并把相应的红外辐射数据通过P1.5和P1.6口传送给单片机模块。图3是红外测温模块电路图：

图2红外测温电路模块

面对目前众多的红外检测器件产品，在设计中选择适合的红外检测器已成为一个重要问题。在设计过程中选择红外线检测器件时，首先考虑的是器件的以下性能因素:光谱响应范围、响应速度、有效检测面积、元件数量、制冷方式和检测目标的温度。

本红外测温仪选用了凌阳公司生产的型号为TN9的红外探测器作为测温模块，它是一种集成的红外探测器，内部有温度补偿电路和线性处理电路，因此简化了本系统的设计。

它的测量距离大约为30米，测量回应时间大约为0.5秒。而且它具备SPI接口，可以很便利地与单片机（MCU）传输数据。其相关资料如下：

一、红外测温传感器的引脚介绍

VD红外测温元件HJSENSORCGA

图4红外测温传感器引脚图

红外测温传感器引脚图如图2-4，其中V为电源引脚VCC，VCC一般为3V到5V之间的电压，一般取3.3V；D为数据接收引脚，没有数据接收时D为高电平；C为2KHzClock输出引脚；G为接地引脚；A为测温启动信号引脚，低电平有效。

二、红外测温模块的时序

红外测温模块的时序图如图5，在CLOCK的下降沿时接收数据。(例：假使一次温度测量需接收5个字节的数据，这5个字节中：