通信工程毕业设计（论文）基于单片机的红外测温仪的设计与制作.doc

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1、普通本科毕业设计 题 目: 基于单片机的红外测温仪的设计与制作院 别 软件与通信工程学院 学生姓名 学 号 专 业 通信工程 届 别 2012 届 指导教师 职 称 教 授 二O一二 年 五 月普通本科生毕业论文（设计）诚信承诺书毕业论文（设计）题 目基于单片机的红外测温仪的设计与制作学生姓名专业通信工程学 号0083053指导老师职 称教 授所在学院软件与通信工程学院诚信承诺本人慎重承诺和声明：我承诺在毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人的毕业论文中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校的处理。学生（签名）

2、：年 月 日摘 要在发生重大的疫情如SARS,需要快速测量人体体温；还恶劣生产条件、特殊环境，需要远距离非接触的测量温度等情况下，传统的温度计达不到要求，因此设计了红外测温仪，达到快速、非接触式测温的目的。本文介绍了红外测温仪的基本原理和实现方法，提出了以AT89S51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。该系统主要由光学系统、热释电传感器RE200B、LM324信号放大电路、AD数模转换电路、AT89S51单片机、LCD1062液晶显示部分等部 分组成。光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在热释电传感器上并转变为相应的电信号。放大电路把电信号放大，然后通过A/D转换电路，把模

3、拟信号转换成数字信号。AT89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LCD1062液晶显示电路把结果显示出来。红外测温打破了传统的测温模式，它响应快，测量精度高，可靠性强，范围广，为非接触测量，因而不易损坏，该温度计以其准备快捷的测量功能，和清晰易懂 的数字化显示方便了人们日常生活和工作以及科研领域的使用。【关键词】红外测温仪 热释电传感器 AT89C51 AbstractIts necessary to measure temperature of body fast when a major epidemic outbreak

4、 like SARS, and The traditional thermometer is not up to the requirements in the special conditions for example environment of production badly ,measure temperature for a long distance and non-contact .Therefore, we design the infrared thermometer to measure temperature in the special conditions. Th

5、e paper introduces the principle and implementation method of the infrared temperature detector. The AT89S51 is the control unit of core in the system of the infrared thermometer .The system in this designation is composed of optical systems, RE200B, LM324, A/D conversion circuit, AT89S51 and LCD106

6、2. The system assembles the aims IR radiation energy of field-of-views (FOV) , IR energy assemble in pyroelectric sensor and conversion of IR energy to electrical signal .The maplify circuit has a electrical signal enlarged ,then convert an analog signal into a digital one by using the A/D conversio

7、n circuit .The AT89S51 controls the temperature Measuring system, and receives the data of measurement and use the Calculation Method of the temperature to get the aims temperature . LCD1062 display the temperature.The infrared thermometer is different form the raditional thermometer, .It response p

8、ast , high precision of measurement , wide range of measurment. I ts for non-contact measurement, so it is not easy to damage .The thermometer with the function of quick measuring and clear digital display is convenient for peoples daily life and work and the scientific research in the field【Key wor

9、d】Infrared temperature detector; Pyroelectric sensor; AT89C51目 录1 绪论11.1 研究背景与意义11.2 红外测温技术发展概述21.3 红外测温仪的设计原理41.4 红外测温仪的技术指标及功能51.5 本论文的内容结构安排62 红外测温仪硬件电路方案的设计72.1 总体设计方案72.2 热释电传感器72.3放大滤波电路的设计8 2.3.1运算放大器LM324的介绍82.3.2放大滤波电路的设计92.4模数转换电路的设计102.4.1 ADC0804的介绍102.4.2 模数转换电路的设计112.5单片机控制电路的设计122.5.1

10、 单片机AT89S51的介绍122.5.2 单片机最小系统的设计162.6 LCD1062显示电路的设计162.6.1 LCD1062的介绍162.6.2 显示电路的设计173 红外测温仪软件方案的设计194 调试224.1 硬件系统的调试224.2 软件系统的调试225 总结与展望23参考文献24致 谢25附 录261 绪论温度是确定物质状态的重要参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学研究以及工农业生产中占有十分重要的地位，而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标志之一。工业生产中，我们通常通过测量设备表面的温度来监测设备的运行状况，而现代的工业设备往往是在高电压

11、、大电流等危险情况下运行的，传统依靠人工接触式检测的方法既浪费时间、人力，又带有一定的危险性，同时对测温仪所采用的材质也有严格的限制。针对现代故障检测非接触技术指标的要求，非接触红外辐射温度测量技术这 种技术通过测量物体的红外辐射而达到测量物体温度的目的。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，有效的用于密集人群的体温测量。而且可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程变得直观，而且耗时短，往往在几秒钟之内就能测得结果，而且寿命长，是较为理想的测温仪器。红外测温的设计，其内容包含了电子技术，检测技术，单片机等多方面的内容，红外测温技术是一门很实用和前沿的技术，做此课题，有利

12、于理论联系实际，更好的掌握这一方面的知识体系，是对学习内容的升华，特别是对单片机控制技术知识的深入理解，对于自身综合素质与工程能力的培养也有重要意义。1.1 研究背景及意义普通温度测量技术经过相当长时间的发展已近于成熟，但面临了诸多无法跨越的问题。例如，在发生重大疫情的情况下，在火车站、汽车站、机场等人流聚 集地需要紧急测量人体体温，而传统的温度计费时长、效率低，无法达到快速测量人体体温的要求；还有，在钢铁、电力等高温、高危环境而又必须时刻监测设备的温度的情况下，传统温度计也不能达到要求。在这种背景下，设计了一种非接触、远距离、快速测温的技术就孕育而生了。红外测温为测量人体温度提供了快速，非接

13、触测量手段，可广泛，有效的于密集人群的体温测量。而且可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程 变 得直观，而且耗时短，往往在几秒钟之内就能测得结果红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。可以对正在运行的设备进行非 接触检测，拍摄其温度场的分布、测量任何部位的温度值，据此对各种外 部及内部故障进行诊断，具有实时、遥测、直观和定量测温等优点，用来检测发电厂、变电所和输电线路的运转设备和带电设备非常方便、有效。用红外测温仪，你可连续诊断电子连接问题和查找连接处的热点，以检测设备的功能状态，还可检验电池组件和功率配电盘接线端子，开

14、关齿轮或保险丝连接，防止能源消耗1.2 红外测温技术概述非接触式红外测温也叫辐射测温，一般使用热电型或光电探测器作为检测元件。此温度测量系统比较简单，可以实现大面积的测温，也可以是被测物体上某一点的温度测量；可以是便携式，也可以是固定式，并且使用方便；它的制造工艺简单，成木较低，测温时不接触被测物体，具有响应时间短、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点，但利用红外辐射测量温度，也必然受到物体发射率、测温距离、烟尘和水蒸气等外界因素的影响，其测量误差较大。在这种温度测量技术中红外温度传感器的选择是非常重要的，而且不仅在点温度测量中要使用红外温度传感器，大面积温度测量也可使用红外温度传

15、感器。本设计正是采用红外温度传感器这种温度测量技术，它具有温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高和稳定性好等优点；另外红外温度传感器的种类较多，发展非常快，技术比较成熟，这也是本设计采用红外温度传感器设计非接触温度测量仪的主要原因之一。1.3红外测温仪的设计原理1.3.1 红外线红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，

16、这就是红外线。也可以当作传输之媒介。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.751000m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为(0.75-1)(2.5-3)m之间；中红外线，波长为(2.5-3)(25-40)m之间；远红外线，波长为(25-40)l000m 之间。 红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在770纳米至1毫米之间，是波长比红光长的非可见光。覆盖室温下物体所发出的热辐射的波段。透过云雾能力比可见光强。在通讯、探测、医疗、军事等方面有广泛的用途。 俗称红外光。图1-1 电磁波谱红外线的热效应外线波长较长， （无线电、微波、红外线、可见光。波长按由长到短顺序），给人的

17、感觉是热的感觉，产生的效应是热效应，那么红外线在穿透的过程中穿透达到的范围是在一个什么样的层次？如果红外线能穿透到原子、分子内部，那么会引起原子、分子的膨大而导致原子、分子的解体。真的是这样吗？而事实上呢？红外线频率较低，能量不够，远远达不到原子、分子解体的效果。因此，红外线只能穿透了原子分子的间隙中，而不能穿透到原子、分子的内部，由于红外线只能穿透到原子、分子的间隙，会使原子、分子的振动加快、间距拉大，即增加热运动能量，从宏观上看，物质在融化、在沸腾、在汽化，但物质的本质（原子、分子本身）并没有发生改变，这就是红外线的热效应。1.3.2 红外测温原理及方法（1）、红外测温仪的测温原理红外测温

18、仪的测温原理是黑体辐射定律，众所周知，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。黑体的光谱辐射出射度由普朗克公式确定，即：下图1-2是不同温度下的黑体光谱辐射度图：图1-2 不同温度下的黑体光谱辐射度从上图中曲线可以看出黑体辐射具有几个特征:在任何温度下，黑体的光谱辐射度都随着波长连续变化，每条曲线只有一个极大值；随着温度的升高，与光谱辐射度极大值对应的波长减小。这表明随着温度的升高，黑体辐射中的短波长辐射所占比例增加；随着温度的升高，黑体辐射曲线全面提高，即在任一指定

19、波长处，与较高温度相应的光谱辐射度也较大，反之亦然。（2）、红外测温的方法自然界一切温度高于绝对零度(-273.15)的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。红外辐射原理 辐射定律： （1.2）式中：-辐射出射度数，；-斯蒂芬波尔兹曼常数，；-物体的辐射率；为物体的温度，单位；-物体周围的环境温度，单位。测量出所发射的，就可得出温度。利用这个原理制成的温度测量仪表叫红外温度仪表。这种测量不需要与被测对象接触，因此属于非接触式测量。在不同的温度范围，对象发出的电磁波能量的波长分布不同，在常温（0100）范围，能量

20、主要集中在中红外和远红外波长。用于不同温度范围和用于不同测量对象的仪表，其具体的设计也不同。根据式（2.1）的原理，仪表所测得的红外辐射为： （1.3）式中：-光学常数，与仪表的具体设计结构有关；-被测对象的辐射率；-红外温度计的辐射率；-被测对象的温度（K）；-红外温度计的温度（K）；它由一个内置的温度检测元件测出。辐射率是一个用以表达物体发射电磁波能力的系数，数值由0至1.0。所有真实的物体，包括人体各部位的表面，其值都是某个低于1.0的数值。人体主要辐射波长在910的红外线，通过对人体自身辐射红外能量的测量，便能准确地测定人体表面温度。由于该波长范围内的光线不被空气所吸收，因而可利用人体

21、辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。通过对人体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定人体表面温度。红外温度测量技术的最大优点是测试速度快，1秒以内可测试完毕。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。1.4 红外测温仪系统的技术指标及主要功能(1) 温度测量精度1 ；(2) 温度测量的分辨率0.1：(3) LCD显示；(4) 电源：DC 5V10%；(5) 工作环境温度60 1.5 本论文的内容结构安排第一部分：绪论，包括本文的选题背景和研究意义，对红外测温仪的现状及发展趋势进行研究，并概括了本文的主要内容和结构安排。第二部分：系统硬件电路设计，电路主要由

22、电源模块、传感器模块、放大滤波电路、A/D 转换电路、单片机控制电路和 LCD 显示电路组成。第三部分：系统软件设计，先确定整个红外测温仪的信息处理流程，然后再确定系统软件流程图。第四部分：电路制作与调试，在设计。第五部分：对本论文工作的总结和展望。2 红外测温仪硬件电路方案设计2.1 总体设计方案本红外测温仪采用模块化的设计思想，它的硬件结构由AT89S51单片机模块，红外测温模块，信号放大滤波电路模块， AD数模转换电路模块和LCD显示模块组成。AT89S51单片机是本系统的控制中心，它负责控制启动温度测量、接收测量数据、计算温度值；红外测温模块负责把光信号转变为微弱电信号传递给放大滤波电

23、路进行放大，然后经过数模转换电路把模拟信号转换成数字信号，传递给单片机进行处理，LCD显示电路最后显示出温度值。如果经过处理后的数据大于所设置的预警数据，则蜂鸣器报警。如果检测完信号后送达处理系统处理，所测的数据有误，则可以通过控制器（按钮）来进行重新检测，直到显示正确温度。热释电传感器放 大 器滤 波 器ADC0804数模转换器AT89S51单片机LCD1062液晶显示图2-1 红外测温仪总体设计方案2.2 热释电传感器电路本设计的探头使用的是红外线传感器，它能接收人体发射出的红外线并使之转换成电信号。设计选用的是RE200B热释电传感器。热释电红外传感器是一种能检测人或某些动物发射的红外线

24、,并将其转换成电信号的器件.RE200B是热释电红外传感器。这种传感器是由一种晶体材料做成，当这种晶体表面受到红外线照射时，会在晶体表面产生电荷。随着光线对晶体照射的改变，电荷量也会发生改变.任何高于绝对温度（- 273度）的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的。而人体一般在37度，红外辐射也最为稳定，所以会发出特定波长为10微米（um）左右的红外线，这正好落在探测范围（714um）内。 表2-1 热释电传感器RE200B参数表工作波长平均透过率输出信号（V）工作电压(V)工作电流(mA)源极电压(V)工作温度()视场7-14um7

25、5%2.5V2.2-15V8.5-24A0.4-1.1V-20- +70139126图2-2 RE200B电路图2.3 放大滤波电路的设计2.3.1 运算放大器LM324介绍LM324内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。其封装方式是塑封14引线双列直插式。图2-3 LM324功能引脚图LM324的特点： 内部频率补偿 直流电压增益高(约100dB) 单位增益频带宽(约1MHz) 电源电

26、压范围宽：单电源(332V)； 双电源(1.516V) 低功耗电流，适合于电池供电 低输入偏流 低输入失调电压和失调电流 共模输入电压范围宽，包括接地 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V) 2.3.2 放大滤波电路的设计由于传感器探测到的人体红外线信号较弱，当转化为电压后需要通过放大器放大电压信号。因为探测器测到的信号可能掺杂了外界环境的某些因素，所以放大电路中要加入低通滤波电路把多余的杂信号过滤掉。如图3-4所示：图2-4 放大电路滤波图传感器输出的信号经47 F电容耦合到第一个同相放大器，它的闭环增益为2324之间。同时第一个放大器还兼做高通滤波器，

27、其截止频率为0.3 Hz。第二个放大器是一个低通滤波器，其闭环增益约为1，截止频率为7 Hz。第一个，第二个放大器分别把低于0.3Hz和高于7 Hz的信号滤掉，使输出的信号仅是经过调制器调制的1 Hz红外辐射信号。通过第二章的原理可知由信号转换为电压再转化成温度才显示出来的，那么这个过程将在第三个放大器中完成。通过放大滤波的信号就输入到模数转换器的Vin（+）端，模数转换器会把收到的信号进行模数转换。2.4模数转换电路的设计 由热释电传感器RE200B感应经放大滤波电路的电信号为模拟信号，而单片机只能处理数字信号，因此需要经过模数转换电路才能显示出数据。在这里我们选用ADC0804作为模数转换

28、芯片。2.4.1 ADC00804的介绍ADC0804是CMOS 8位单通道逐次渐近型的模/数转换器，其工作电压为+5V,转换时间为100us，参考电压为2.5V。可以直接与单片机相连；其规格及引脚图如图3-5所示：图2-5 ADC0804功能引脚图/CS：芯片片选信号，低电平有效，即/CS=0,该芯片才能正常工作，在外接多个ADC0804芯片时，该信号可以作为选择地址使用，通过不同的地址信号使能不同的ADC0804芯片，从而可以实现多个ADC通道的分时复用。/WR:启动ADC0804进行ADC采样，该信号低电平有效，即/WR信号由高电平变成低电平时，触发一次ADC转换。/RD:低电平有效，即

29、/RD=0时，可以通过数据端口DB0DB7读出本次的采样结果。VIN（+）和VIN（-）：模拟电压输入端，模拟电压输入接VIN（+）端，VIN（-）端接地。双边输入时VIN（+）、VIN（-）分别接模拟电压信号的正端和负端。当输入的模拟电压信号存在“零点漂移电压”时，可在VIN（-）接一等值的零点补偿电压，变换时将自动从VUIN（+）中减去这一电压。VREF/2：参考电压接入引脚，该引脚可外接电压也可悬空，若外界电压，则ADC的参考电压为该外界电压的两倍，如不外接，则Vref与Vcc共用电源电压，此时ADC的参考电压即为电源电压Vcc的值。CLKR和CLKIN：外接RC电路产生模数转换器所需的

30、时钟信号，时钟频率CLK = 1/1.1RC，一般要求频率范围100KHz1.28MHz。AGND和DGND：分别接模拟地和数字地。 /INT:中断请求信号输出引脚，该引脚低电平有效，当一次A/D转换完成后，将引起/INT=0，实际应用时，该引脚应与微处理器的外部中断输入引脚相连（如51单片机的INT0,INT1脚），当产生/INT信号有效时，还需等待/RD=0才能正确读出A/D转换结果，若ADC0804单独使用，则可以将/INT引脚悬空。DB0DB7：输出A/D转换后的8位二进制结果。2.4.2 模数转换电路的设计本设计采用了CLK R端口和CLK IN端口配合，芯片本身产生时钟脉冲的方法，

31、A/D转换器Vin（+）端口接收到经处理过的模拟信号在内部进行模数转换，片选端口CS和WR写信号输入端口同为低电平时启动转换，因为0804内部有输出锁存器，转换后的数字信号存在锁存器里，当CS、RD同为低电平时，可以读取转换输出的数字信号，由A/D模数转换器的D0D7端输出，接入AT89C51单片机的P1口的P1.7P1.0,经过程序烧制显示到液晶显示屏上。A/D模数转换电路连接图如下3-6图：2.5 单片机控制电路的设计2.5.1 单片机AT89S51的介绍AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的

32、可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个 全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。图3

33、-6为AT89S51单片机的基本组成功能方块图。有图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。外部事件计数外时钟源图2-6 AT89S51单片机功能方块图（！） 中央处理器（CPU） 中央处理器是单片机最核心的部分，是单片机的大脑和心脏，具有运算和控制功能。AT89S51的CPU是一个字长为8位的中央处理单元，即它对数据的处理是按字节为单位进行的。（2）数据存储器 （内部RAM） 芯片中共有256B的RAM单元，但其中后128个单元（80H-0FFH）被专用寄存器占用

34、，能作为寄存器提供用户使用的只是前128个单元（00-7FH），用于存放可读写的数据。因此常说的内部数据存储器是指前128个单元，简称内部RAM。（3）程序存储器 （内部ROM）芯片内部有4 KB的掩膜ROM，可用于存放程序、原始数据和表格等，因此称为程序存储器，简称内部ROM。（4）定时器/计数器 出于控制应用的需要，芯片内部共有两个16位的定时器/计数器以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。（5）并行I/O 口 AT89S51共有4 个8 位的I/O口（P0、P1、P2、P3口），可以实现数据的并行输入/输出。（6）串行口 AT89S51有1 个全双工的可编程串行口，

35、以实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可以作为全双工异步通信收发器使用，也可以作为同步移位寄存器使用。（7）中断控制系统 AT89S51 的中断系统功能较强，可以满足一般控制应用的需要。它共有5 个中断源：2 个外部中断源/INTO和/INT1 ；3 个内部中断源，即2个定时/计数中断，1个串行口中断。（8） 时钟电路 AT89S51 单片机芯片内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需要外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列，系统允许的最高晶振频率为12MHz。 (9)内部总线 上述部件只有通过内部总线将其连接起来才能构成一个完整的单片机系统。总线在图中以带箭头的空心线表

36、示。系统的地址信号、数据信号和控制信号分别通过系统的三大总线地址总线、数据总线和控制总线进行传送，总线结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和可靠性。管脚说明AT89S51是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装（DIP）形式，如图3-7所示:图2-7 AT89S51单片机管脚图VCC：供电电压。GND：接地。 P0口： P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外

37、部必须被拉高。 P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口： P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

38、在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉

39、冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（

40、0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.5.2单片机最小系统电路2.6 LCD显示电路的设计2.6.1 LCD1062的介绍液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。在本设计采用的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以

41、分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里以常用的2行16个字的1602液晶模块来介绍它的编程方法。1602采用标准的16脚接口，其中：第3脚：VEE为液晶显示器对比度调整端；第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；第714脚：D0D7为8位双向数据线； 第1516脚：空脚。液晶显

42、示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，表3-1是DM-162的内部显示地址。表2-11602的内部显示地址0123456序号0123456789ABCDEF第一行0123456789ABCDEF 第二行1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。 在软件中设置温度的代码是：30.0（00110011B，00110000B，00

43、101110B， 00110000B，01000011B）；37.0（00110011B，00110111B，00101110B，00110000B， 01000011B）；60（00110110B，00110000B，01000011B）。 2.6.2 显示电路的设计在液显电路连接上，LCD1602显示模块可以直接和单片机AT89C51直接接口，液晶显示的D0D7八个双向端口接AT89C51单片机的P0口的P0.0P0.7，单片机的P0口可以作为通用的输入，输出端口使用，此时，若要驱动NMOS或其他拉电流负载时，需外接上拉电阻，才能使该位高电平有效，所以中间接10K的排阻，来决定显示器高低点

44、位，是否要显示。由于VEE端接电源时接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，对比度过低会使屏幕模糊不清，所以使用时可以通过一个10K的电位器来调整它的对比度。LCD1602的RS寄存器选择端口接单片机的P2.1口，通过软件程序中对此端口的设置来决定选择的寄存器。液显的RW端口直接接单片机的P2.2口，高电平时进行对输入的数字信号进行读数。使能E端接单片机的P2.3口，使能端由高电平到低电平时开始执行命令，把读数显示出来。下图3-9是LC D1602显示电路的连接图：3红外测温仪软件方案设计设计的思路是首先初始化系统，然后显示子程序，开始测温后复位各个端口，摁下开

45、关 ，接通电源，确定打开电源后A/D模数转换器Vin（+）输入端读取经过放大滤波计算后的数据进行模数转换，CS片选端、WR写入端同时设置成低电平，当芯片自身产生一个脉冲时，启动转换。然后A/D转换器的CS、RD同时为低电平0时读取转换输出的数据，转换后的数据存入模数转换器自身的锁存器里，由输出端口D0D7输入到单片机的P0口中。读取三次数据，满三次后读数正确的写入单片机EEPROM存储器。同时计数器加1，继续读取下一组数据。如果读数满三次后数据不正确，则要对单片机进行清零，复位后重新测量读数。中断子程序设置INT0为外部中断，中断后对EEPROM里的数据进行读取，然后通过液晶屏显示出来，读取时要对数据进行一个判断，AT89C51单片机的P3口除了是多功能I/O口外还是第二功能口，它的第二功能是作为控制端口使用的，所以本设计用P3.0串行口输入端来控制报警系统，如果数据大于37.0，则蜂鸣器报警。显示温度的范围是3060，当所测温度高于下限或者上限温度时，报警系统报警。执行完一次子命令后运行中断信号，子程序返回。主程序流程图如图31所示。主程序主要实现以下功能： 1、开机或复位时能自动初始化设备，引导程序正确执行。 2、开机或复位之后启动A/D转换，对环境温度进行采样，并在显示器显示当前环境温度。 3、保持环境温度