红外测温 论文

红外测温 摘要 红外测温是目前最主要的非接触式测温方式之一。它具有响应速度快、测量范围宽、灵敏度高等优点，因而被广泛应用于各行各业。但红外测温仪的测量精和稳定性很容易受外界环境温度的影响，导致其测量误差增大。因此，减小外度 界环境因素对红外测温仪的影响具有十分重要的意义。本系统采用SST89E58RD单片机作为主控芯片，热释红外传感器作为温度数据采集装置，增加环境温度补偿电路以减小环境温度对测量结果的影响。在本系统中红外传感器采集温度信号，此信号经放大电路、滤波电路、A/D转换电路，最后送单片机进行数据处理、补偿与数值显示。经过定标和测试表明:本系统测量精度约0.19?，测量范围35,42?，在测量的精度和稳定性上有待提高。 关键词:非接触式 单片机 热释红外传感器 温度补偿 I ABSTRACT As a main way of non-contact measurement, infrared measurement has many advantages, such as rapid reaction, wide measurement range and high sensitivity etc. Therefore, it can be used in variety of spots. But the precision and stability of infrared thermometer can be greatly affected by ambient temperature, and the error will be increased greatly too. Therefore, reducing the external environmental factors on the impact of infrared thermometer is of great significance. The system uses SST89E58RD microcontroller chips as a main controller, pyroelectric infrared temperature sensor as data acquisition devices, increasing the ambient temperature compensation circuitry to reduce the ambient temperature measurements impact. In this system, after be received by the temperature sensor, passes by the signal amplifier, filter circuit and A/D converter circuit, the final signal is processed, compensated and displayed in microcontroller system. After calibration and testing : This system remains to be improved on precision and stability。 Keywords:non-contact; microcontroller chips; pyroelectric infrared temperature sensor; temperature compensation II 目录 摘要 ........................................................................................................................... I ABSTRACT .................................................................................................................. II 第一章 绪论............................................................................................................. 1 1.1 引言 ............................................................................................................. 1 1.2 本论文主要任务 ......................................................................................... 2 1.3 论文结构安排 ............................................................................................ 2 第二章 红外测温系统简介 ..................................................................................... 3 2.1 红外线简介 ................................................................................................ 3 2.2 热释红外传感器 ........................................................................................ 4 第三章 红外体温计的系统设计 .............................................................................. 7 3.1 系统总体的设计 ................................................................................. 7 3.2 系统器件的选择 ........................................................................................ 8 3.2.1 MCU的选择....................................................................................... 8 3.2.2 A/D的选择....................................................................................... 8 3.3.3 显示单元元件的选择 ...................................................................... 8 第四章 红外体温计的硬件系统实现 ...................................................................... 9 4.1 热释红外传感器测温电路 .......................................................................... 9 4.2 环境温度采集电路.................................................................................... 10 4.3 ADC0809与单片机接口电路 ..................................................................... 13 4.4 单片机电路设计 ...................................................................................... 15 4.4.1 单片机外围电路的设计 ................................................................ 15 4.4.2 串口电路设计 ................................................................................ 19 4.4.3 电源电路 ......................................................................................... 21 4.4.4 按键消抖 ......................................................................................... 21 4.5 LED显示电路 ............................................................................................ 22 4.6 相关芯片介绍 ........................................................................................... 24 4.6.1 SST89系列单片机简介 ................................................................. 24 4.6.2 MAX232简介 ................................................................................... 26 4.6.3 ADC0809简介 .................................................................................. 27 III 第五章 软件设计 ................................................................................................... 29 5.1 主程序设计 .............................................................................................. 29 5.2 INT0中断服务程序设计 ........................................................................... 29 5.3 INT1中断服务程序 ................................................................................... 30 5.4 数码管显示程序设计 ................................................................................ 31 第六章 系统调试 ................................................................................................... 33 6.1 硬件调试 .................................................................................................. 33 6.2 软件调试 ................................................................................................... 35 第七章 论文总结 ................................................................................................... 36 7.1 论文小结 .................................................................................................. 36 7.2 下一步工作 .............................................................................................. 36 参考文献 ................................................................................................................ 38 附录A 系统硬件原理图 ........................................................................................ 39 附录B 系统源程序 ................................................................................................ 40 致谢 ............................................................................................................................................... 42 IV 南京工业大学本科生毕业设计 第一章 绪论 1.1 引言 红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，在线故障诊断和安全保护以及医疗卫生等方面发挥了着重要作用。近20年来，非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时 [8]间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点 人体体温是鉴别人体健康状况的重要参数，所以体温计在医疗领域中占有十分重要的地位。传统的体温计主要有两种 ,水银式体温计和电子式体温计 ,是经口腔、腋窝、直肠等来测量人体的平均温度 ,这两种体温计的缺点是测量时间较长 ,受测量位置影响大 ,给使用者带来诸多不便。便携式红外温度计具有携带方便、非接触、测温快等特点。 美国从60年代中期开始研究把鼓膜温度作为核心温度的 ,最初美国学者采用的装置是使热敏电阻直接接触鼓膜 ,这样容易损伤鼓膜 ,而且需熟练的操作技巧。近年来以美国为中心研制开发了一种红外辐射式温度计 ,通过耳道几秒钟内就能测出鼓膜温度的装置 ,申请了多项专利 ,欧洲、德国、意大利、日本等国也进行了广泛的研究工作。有几种红外探测器可应用到人体热辐射测量 ,而最早的探测器为热电堆。1986年 T. Shinozaki 等首次应用热电堆探测器制成了耳道式体温计出现在美国市场上。尽管热电堆所做的仪器在响应速度、精度等方面都能达到较高的要求 ,但它有很大局限性 ,如信号强度小 ,非线性 ,电损耗大 ,仪器重 ,成本高。由于热释电探测器响应速度快 ,1989 年以来已成功地用于体温测量,1991 年以后该产品已遍及欧美市场。 我国红外测温技术的研究与国外相比有较大差距,主要表现在探测器的研制、信号处理电路和仪表结构设计等方面。因此,加速开发研制灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强的红外测温系统,掌握其关键制造技术极其重要。本文设计了一种使用方便,可快速对物体温度进行非接触、无损测量的测温系统——热释电红外测温系统。 1 第一章 绪论 1.2 本论文主要任务 本文所要完成的是基于单片机的红外体温计的设计，选用被动式热释电红外传感器作为温度数据采集装置。本文的主要工作任务是:通过AD转换器将红外传感器测得的温度数据转换为单片机能够识别的数字量，再经相关的数据处理得出能反映温度的数字量，由数码管显示实际测得温度。 文章按照课题需要和系统功能需求，在研究系统应用环境和涉及的相关应用技术的基础上，研发了红外测温系统中的AD转换器与单片机的接口电路及环境温度测量的软硬件应用技术。 1.3 论文结构安排 本文共由六章组成，第二章为基础理论部分，介绍红外测温系统的基本知识、原理和特点;第三章为系统的结构设计，从结构上分析红外体温计;第四、五章是系统的实现，分别从软硬件方面介绍了系统能够的详细设计过程;第六章为系统的调试，对系统的软硬件分别进行了调试;第七章为论文总结，对本次毕业设计做了相关小结并提出了下一步要做的工作。 2 南京工业大学本科生毕业设计 第二章 红外测温系统简介 2.1 红外线简介 红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质，红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃，对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。我们把人眼可直接感知的0.4,0.75微米波段称为可见光波段，而把波长从0.75至1000微米的电磁波称为红外波段，红外波段的短波端与可见光红光相邻，长波端与微波相接。可见光辐射主要来自高温辐射源，如太阳、高温燃烧气体、灼热金属等，而任何低温、室温或加热后的物体都有红外辐射。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。根据普朗克辐射定理，凡是绝对温度大于零度的物体都能辐射电磁能，物体的辐射强度与 [6]温度及表面的辐射能力有关，辐射的光谱分布则与物体温度密切相关。 早在1800年，英国天文学家赫胥尔为寻找观察太阳时保护自己眼睛的方法就发现了这一“不可见光线”。但是，红外技术取得迅速发展还是在二次大战期间和战后的几十年，推动技术发展的原因主要是由于军事上的迫切需要和航天的蓬勃开展。 通常情况下，红外仪器总被认为是一种无源、被动式的探测仪器，因为它主要探测来自被测物体自身的红外辐射。例如:红外辐射计、热像仪、搜索跟踪设备等就不需要像雷达系统那样的大功率辐射源，红外仪器可对物体自身热辐射进行非接触式的检测，从中反演出物体温度或辐射功率、能量等。红外系统具有全天时、隐蔽性好、不易为敌方干扰等，适合军事应用。 但是，并非所有的红外仪器都是无源的。因为，除物体自身热辐射外，自然或人工辐射源与物质相互作用也能产生电磁辐射。电磁辐射与物体的相互作用可以表现为反射、吸收、透射、偏振、荧光等多种形式，利用不同作用机理，可研制出门类众多的红外仪器。如利用物体反射、吸收电磁辐射时的光谱特征，可测量分析物体水份、材料组分等。这一类红外探测仪器还是需要辐射源的。 习惯上，我们都是根据仪器自身是否带辐射源来划分被动式或主动式探测仪器。仪器的命名也有所不同，如我们把被动式的辐射测量设备称之为辐射计，如 3 第二章 红外测温系统 红外辐射计、微波辐射计。而主动式的辐射探测设备相应地称为红外雷达、微波雷达。文章主要介绍被动式的红外光电探测系统。 2.2 热释红外传感器 红外探测器是红外测温仪的重要组成部分。它可以分为热探测器和光子探测 [22]器两大类 。其中 ,热释电探测器是热探测器中的一种 ,它是利用热释电效应工作的探测器 ,其响应速度虽不如光子型 ,但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽 ,灵敏度与波长无关 ,因此其应用领域广,容易使用。常用的热释电探测器如硫酸三甘钛探测器、铌酸锶钡探测器、钽酸锂探测器、锆钛酸铅探测器等。图为热释电红外传感器的结构图、电路图。传感器的敏感元为PZT,在上下两面做上电极 ,并在表面加一层黑色氧化膜以提高其转换效率。它的等效电路是一个在负载电阻上并联一个电容的电流发生器,其输出阻抗极高,而输出电压信号又极其微弱,故在管内附有及厚膜电阻,以达到阻抗变换的目的。在管壳的顶部设有滤光镜。 图2-1 热释红外传感器 4 南京工业大学本科生毕业设计 图2-2 热释红外传感器内部电路图 热释电体的自发极化强度与温度有关。随着温度升高,自发极化强度下降。 T温度升高到时,自发极化消失,此温度称为居里温度。温度超过居里温度,铁 C P电体发生相变,从极化晶门体变为非极化晶体,变为零。 S 由于自发极化,在与极化轴相垂直的晶体两外表面上出现正负束缚电荷，其密度等于自发极化强度。但是这些面束缚电荷常常被晶体内部或外部的电荷所中和,因而显示不出来。因此不能在静态条件测量自发极化。但是自由电荷中和面 ,12束缚电荷所需的时间很长,而晶体自发极化的弛豫时间很短,约s。因此 当10晶体经受一定频率的温度变化时其体内的自由电荷和外部杂散电荷便来不及 中和变化着的面束缚电荷,因此可在动态条件下测量自发极化。 如果在热释电晶体沿极化轴的端面装上电极，那么自发极化在电极上感应的电荷量为: Q,AP (2-1) S 当红外辐射照射时，热释电晶体温度升高，自发极化强度降低，因而电极表面上感应电荷减少，这相当于“释放”了一部分电荷，因此称之为热释电现象如图2-3所示的电路连接负载,则在红外辐射照射时,就有电流流过负载,经放大后成为输出信号。 若没有经过调制的红外辐射照射热释电晶体,使温度升高到一个新的平衡值,那么电极表面的感应电荷也变化到新的平衡值,不再“释放”电荷,也就不再输出信号。因此,热释电探测器与其他热探测器不同,它只有在温度升降的过程 中才有信号输出。所以利用热释电探测器探测的红外辐射必须经过调制。 5 第二章 红外测温系统 图2-3 热释红外传感器的电路连接 如果用负载电阻把两个电极连接起来,就会有热释电电流通过负载。热释 电晶体自发极化强度随温度变化,使电极表面感应电荷发生变化,其等效电路如图2-4所示。 图2-4 热释红外传感器等效电路 6 南京工业大学本科生毕业设计 第三章 红外体温计的系统设计 3.1 系统总体方案的设计 本次设计所要完成的是基于单片机的红外体温计的设计，选用被动式热释电红外传感器作为温度数据采集装置。热释电红外传感器是一种波动式红外传感 是用于接收物体的红外辐射并转变为电信号的元件, 通常由 2 个极性相反器, 的传感元件串联连接, 并与 1 个高阻和 1 个场效应晶体管组装在一起。根据应用的需要, 设计成2 个传感元件都用于接受红外辐射或仅1 个传感元件用于接收红外辐射(另1 个被遮挡)。热释电传感器对交变的红外辐射产生响应, 输出正或负的信号, 对于双元传感器, 当辐射信号同时入射到 2个传感元件上时, 由于2 个传感元件极性相反,连接信号就会相互抵消而没有输出。因此用双元传感元件制成的热释电传感器对环境温度的变化，背景辐射和受振动产生的随机噪声都具有良好的补偿作用, 使传感器在实际使用中稳定可靠。 热释电传感器将接收到的热辐射信号转化为电信号 ,经由放大电路1放大后的电信号到达A/ D转换器。同时 ,测量环境温度的热敏电阻传感器产生的电信号经由放大电路2放大也到达 A/ D 转换器。CPU 接收经 A/ D 转换后的数字信号 ,经数据处理转换为人体温度显示在数码管上。 其总体设计框图如图3-1所示。 热释红外传感器 放大滤波电路1 A/D 放大电路2 温敏电阻 LED SST89E58RD 显示电路 图3-1 基于单片机的红外体温计系统原理框图 7 第三章 红外体温计的系统设计 3.2 系统器件的选择 3.2.1 MCU的选择 考虑到系统设计的成本及设计的方便，本次设计选用SST89E58RD作为系统的主控芯片。该系列单片机片内用户程序空间可达72K，片内EEPROM数据存储容量可超64K，这样在程序达到一定规模时无需外扩存储器，省去了购买外部存储器及搭建电路的麻烦;内嵌电压检测电路,节省了外部的电源管理及复位芯片;具备在片仿真功能，SOFTICE功能，让开发人员省掉仿真器,并弥补了专用仿真器的“不能仿真扩展功能，接触不良，编程不能运行，价格昂贵”的缺陷;在线编程功能及EASYIAP工具软件，让开发工程师省掉编程器;程序和数据存储空间互补利用，用户程序剩下的FLASH空间均可作为数据存储，非常灵活。鉴于以上优点，选用SST系列单片机已完全符合了本次毕业设计的要求。 3.2.2 A/D的选择 ADC0809芯片性能特点:外部供给基准电压;微处理器兼容(三态输出);含单路8信道多路转换器;不要调零及满标度;时钟频率宽;转换速度快，误差小;时序简单，控制较方便;8位数字量输出。本次设计需采集环境温度及人体温度两路数据信号，加上SST单片机数据口资源较丰富，可采用数据并行输入方式，加之并行数据的读取与处理较方便，所以本次设计选用ADC0809作为数模转换芯片。 3.3.3 显示单元元件的选择 为节约成本，本次系统设计显示单元部分采用七段数码管作为显示器。数码管驱动采用74ls244，显示采用循环扫描的方式，这样8跟数据线加上几根位选线就可满足要求，省去了使用8155外扩端口的麻烦。 8 南京工业大学本科生毕业设计 第四章 红外体温计的硬件系统实现 本文要完成的是基于单片机的红外体温计的设计。主要工作流程为:热释电传感器将接收到的热辐射信号转化为电信号 ,经由放大电路1放大后的电信号到达A/ D转换器。同时 ,测量环境温度的热敏电阻传感器产生的电信号经由放大电路2放大也到达 A/ D 转换器。MCU 接收经 A/ D 转换后的数字信号 ,经数据处理转换为人体温度显示在数码管上。本系统分为五大部分:体温数据采集模块、环境温度采集模块、A/D转换模块、单片机模块以及显示模块。下面将详细介绍其设计过程。系统原理框图如图4-1所示。 体温数据 采集模块 A/D MCU 显示模块环境温度 采集模块 图4-1 系统原理框图 4.1 热释红外传感器测温电路 [22]温度为T的物体，其单位面积在全部波长的辐射功率可以表示为 4P,kξT (4-1) 式中k为波尔兹曼常数，ξ是物体的发射系数ξ?[0,1]。 当用红外传感器测量温度时，考虑到红外传感器热电堆另一端的环境温度，很容易得到传感器吸收的净热功率为: 44W,k'(ξT,ξT) (4-2) 00 ξ为传感器决定的一常数，ξ、分别为被测物体和传感器材料的发射系数，k'0 TT、分别为被测物体温度和传感器所处环境的环境温度。 0 因此，可以得出传感器的输出电压 44U,S，k'(ξT,ξT) (4-3) 00 S为传感器的敏感度，单位为V/W。 9 第四章 红外体温计的硬件系统实现 ξ 由于ξ与极为相似，所以可将上式化为 0 44U,S，kξ'(T,T) (4-4) 0 将上式做适当变换得 1U44T,(，T),T，KU (4-5) 00S*k'*ξ U 式中K= 34*S*k'*ξ*T0 由上式可以看出，传感器的输出与被测物体温度是近似单调的，由于环境温度可变，所以还需要用到环境温度补偿电路。 红外传感器测温电路就是将红外探头探测到的电信号经运放滤波放大后送至A/D转换器，其电路图见图4-2。 图4-2 红外传感器测温电路 4.2 环境温度采集电路 热敏电阻作为感温元件，因其灵敏度高、热惯性小、体积小、结构简单、寿命长、且具有良好的抗腐性能，在快速温度测量、点温测量及表面温度测量中显示出广阔的应用前景。具有负温度系数的测温型热敏电阻，其电阻-温度特性具有明显的非线性。为了实现数字化测温，往往采取措施使热敏电阻的特性线性化。 热敏电阻线性化的方案很多，本文讨论的是一种简单的线性化方法，借助于Matlab绘图功能可看出线性化效果。 利用热敏电阻与线性化电阻组成分压器使输出线性化，这是本文所讨论方法 10 南京工业大学本科生毕业设计 的原理。 本次设计采用的热敏电阻是NTC103D，其阻值与温度对应关系见表4-1，R-TT特性如图4-3所示。 表4-1 NTC103D阻值与温度关系 温度阻 值温度阻 值温 度阻 值温度阻 值(?) (kΩ) (?) (kΩ) (?) (kΩ) (?) (kΩ) 95 1.04 65 2.50 35 6.43 5 20.2 90 1.20 60 2.76 30 7.60 0 26.5 85 1.34 55 3.29 25 9.17 80 1.65 50 4.09 20 10.91 75 1.90 45 4.56 15 13.45 70 2.20 40 5.35 10 16.80 R,T图4-3 热敏电阻特性图 T [21]RRE用一个电阻与热敏电阻串联组成分压器，其分压器的输出是温度LTT 11 第四章 红外体温计的硬件系统实现 T的函数，在某一温度范围内近似成线性，其分压器的传递函数为 RET1LF(T),,, (4-6) RER，RTLT1， RL 假设热敏电阻的温度系数为 RTr(T), (4-7) R0 R 式中为热敏电阻在25?时的阻值，所以(4-6)式可化为: 0 1F(T), (4-8) R01，r(T) RL R0R 上式表明，当一定时，F(T)与T之间的有着确定关系，当取不同值LRL R0时便可F(T)与T之间的不同关系曲线，图4-4为取不同值时的曲线族。 RL 图4-4 F(T)与T关系曲线族 12 南京工业大学本科生毕业设计 由图4-4 可以看出，各条曲线所对应的线性工作范围不同，这个线性工作范 RR00 围取决于，只要我们根据所要求的测温范围恰当选取的比值，就能获RRLL 得一定的线性化精度。 本次设计中热敏电阻的作用是测量环境温度，作为热释红外传感器的温度补 R0偿，环境温度测量范围在0,50?之间，从图4-4可以明显看出当取1.5RL时，F(T)与T在0,50?线性性最好。 环境温度补偿电路测量环境温度 ,其原理为温度-电压转换电路 ,如图4-5所示。对应温度 0,50 ?,输出为0,5 V ,构成简单的线性关系。 如图，为差分式电路，从电路结构上来看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路，利用虚短和虚断可得出该电路的电压发达倍数为: R，RRR1ff3v,()()v,voi2i1 (4-9) RR，RR1231 图4-5 环境温度补偿电路 4.3 ADC0809与单片机接口电路 本次设计用到了热释红外传感器及温度传感器来采集温度，而这些被采集的信号都是模拟量，显然模拟量不能通过单片机直接进行处理，如果要将这些模拟量传送给单片机首先应将模拟量转换为电信号，然后将这些模拟的电压或电流转 13 第四章 红外体温计的硬件系统实现 换成单片机能接受的数字信号。所以本次设计中少不了要用到A/D转换器。 [1]:先送选通道号地址到ADDA,ADDC,由ALE信ADC0809启动与数据读取过程 号锁存通道号地址，后让START有效启动A/D转换， A/D转换完后，EOC端发出一正脉冲，接着使OE端有效，打开锁存器三态门，8位数据就读到CPU中。 当单片机正常工作后，ALE端就周期性地以时钟振荡频率的1/6固定频率向外输出正脉冲信号，本设计中单片机采用的时钟频率为12MHZ，1/6f即为2MHZ，而ADC0809的工作时钟频率范围为10kHZ,1280kHZ，所以将2MHZ二分频即可。巧妙地利用D触发器即可实现二分频。分频电路如图4-6所示。 图4-6 D触发器构成的二分频电路 ADC0809的数据线有一特点:只能出不能进.就是说 ,就像往SBUF写入时写到发送缓冲寄存器 ,从SBUF读出时实际是读取接收缓冲寄存器的数据一样 ,往ADC0809写入时 ,把数据总线上的数据写到地址寄存器 ,从 ADC0809 读出时实际是读取转换结果数据。 因此可以在把51单片机的8位数据线接到ADC0809的8位数据线的同时,又把其中的3位直接接到ADC0809的3根地址线以确定通道号。通常把51单片机的8位数据线中的低3位D2,D1,D0直接接到ADC0809的3 根地址线A2 ,A1 ,A0 以确定通道号 ,电路如图4-7所示，采用这种连接方式明显可以省去一片74LS373。 14 南京工业大学本科生毕业设计 图4-7 ADC0809与单片机接口电路 4.4 单片机电路设计 [1]4.4.1 单片机外围电路的设计 1. 时钟电路 时钟电路用于产生单片机所需要的时钟信号，单片机在时钟信号控制下各部件之间同步协调工作，时钟信号控制着计算机的工作节奏。 在SST芯片内部有一个用于构成其连接示意图如图4-8其的高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1， 其输出端引脚为XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，在引脚XTAL2上输出3V左右的正弦波，这就是单片机的振荡电路，如图4-8所示。 15 第四章 红外体温计的硬件系统实现 图4-8 振荡电路 一般来说，电容C1、C2取30pF左右，主要作用是帮助振荡器起振，晶体的振荡频率范围是1.2MHZ~13MHZ。 在由多片单片机组成的系统中，为了各单片机之间的时钟信号的同步，应当引入唯一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。这时，外部的脉冲信号是经XTAL2引脚注入，其连接如图4-9所示。由于XTAL2端逻辑电平不是TTL的，故需外接一个上拉电阻。 图4-9 使用外部时钟 2. 复位电路 RST 引脚有持续2个周期的高电平，CPU复位。复位后PC指针指向0000H， 16 南京工业大学本科生毕业设计 单片机从0000H开始执行程序。P0,P3的复位值为FFH，SP的复位值为07H，而其它SFR的复位值均为0。 复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，而按键复位则采用电阻分压来实现复位的。其电路如图4-10所示。 图4-10(a) 上电复位电路 图4-10(b) 按键复位电路 17 第四章 红外体温计的硬件系统实现 本次设计采用了上电复位与按键复位相结合的方法，电路如图所示。 图4-10(c) 复位电路 复位电路虽然简单，但其作用很重要。一个单片机系统能否正常运行，首先要检查是否能复位成功。 3. 单片机最小系统 有了以上基础，就可以设计出单片机外围电路。电路包括时钟电路及复位电路。图4-11为单片机最小系统电路图。 18 南京工业大学本科生毕业设计 图4-11 单片机最小系统 4.4.2 串口电路设计 串行通信是微机接口的一个重要组成部分，有着极其广泛的应用。随着微机特别是单片机的发展，其应用已从单机逐渐转向多机或联网，而多机应用的关键又在微机通信。微机通信有串行和并行两种通信方式，并行通信可以提高数据交换速度而串行通信可以节省系统资源，降低系统成本。串行通信又分为同步串行通信和异步串行通信。 51 单片机除了具有 4个 8位并行口外，还具有一个功能强大的全双工串行接口，此串口能同时进行串行发送和接收数据。它既可以做 UATR(通用异步接收和发送器)用，也可以做同步移位寄存器用。 使用串行口可以实现8051单片机系统之间点对点的单片机通信和8051与系统机的单机或多机通信。该串口有 19 第四章 红外体温计的硬件系统实现 4 种工作方式，以供不同场合使用。波特率可由软件设置，由片内的定时器/计数器产生。接收、发送均可工作在查询方式或中断方式，使用十分灵活。 PC与单片机之间可以由RS-232C、RS-422A或RS-423等接口相连。本文讨论的是利用RS-232九针串口作为单片机的通讯端口，其引脚定义如表4-2所示。 表4-2 RS-232九针串口引脚说明 在PC系统内部都装有异步通信适配器，利用它可以实现异步串行通信。该适配器的核心元件是可编程的Intel8250芯片，它使PC有能力与其他具有表转的RS-232C接口的计算机或设备进行通信。而MCS-51单片机本身具有一个全双工的串行口，因此只要配以电平转换的驱动电路、隔离电路就可以组成一个简单可行的通信接口。同样，PC和单片机之间的通信也分为双击通信和多机通信。 PC和单片机最简单的连接是零调制三线经济型，这是进行全双工通信所必须的最少线路。因为MCS-51单片机输入、输出电平为TTL电平，而PC配置的是RS-232C标准接口，二者的电气不同，所以要加电平转换电路。常用的有MC1488、MC1489和MAX232。本文采用的是MAX232电路。 本次设计采用的电平转换电路如图4-12所示，本次设计采用的是零调制三线经济型连接方法，用到RXD、TXD、及GND三线。 本文使用的SST系列单片机具有在片仿真及在线编程功能，通过上文所提到的串口就可实现功能。省掉了仿真器及编程器等价格昂贵的器件，节约了成本。 20 南京工业大学本科生毕业设计 图4-12 串口电平转换电路 4.4.3 电源电路 要使单片机及相关芯片正常工作，应提供给他们一个较稳定的电压，这就需要用到下面将要讲的电源电路部分。 本次设计电源部分用到的是三端集成稳压器LM7805，电路如图4-13所示。电路中接入电容C03、C04用来时下频率补偿，防止稳压器产生高频自己振荡和抑制电路引入的高频干扰，E9为电解电容，以减少稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。 图4-13 LM7805稳压电路 4.4.4 按键消抖 在单片机的控制系统的运行中，时常需要人为的干预才能保证它的正常运行，本次设计中用到按键式开关作为单片机的中断控制，而按键式开关属机械式开关，在开关按下与松开的过程中不可避免要产生机械抖动，这将可能会引起一次按键多次进入中断，影响程序运行结果。抖动时间的长短由按键的机械特性决 21 第四章 红外体温计的硬件系统实现 定，一般为 5,10ms。 通常按键消抖有硬件消抖与软件消抖两种方法，本次设计采用硬件消抖，而硬件消抖有可分为双稳态消抖和滤波消抖，本次设计采用的是后者。 因为 RC 积分电路具有吸收干扰脉冲的作用，所以只要选择好适当地时间常数，让按键抖动信号通过此滤波电路，便可消除抖动的影响，电路如图4-14所示。 图4-14 滤波消抖电路 当 K未按下时，电容两端电压为 0,与非门输出为 1。当 K按下时，由于C 两端电压不能突变，即使在接触过程中出现抖动，只要 C 两端的充电电压波动不超过门的开启电压(TTL为 0.8V左右) ，门的输出将不会改变，这可通过适当选取 R1、R2和C 的值来实现。同样，K在断开过程中，即使出现抖动，由于 C 两端电压不能突变，它要经过 R2 放电，只要 C 两端的放电电压波动不超过门的关闭电压，门的输出也不会改变。所以，关键在于 R1、R2 和 C的时间常数的选取，必须保证 C 由稳态电压充电到开启电压或放电到关闭电压的延时大于或等于 10ms，这可计算确定。 4.5 LED显示电路 数码显示器有发光管的LED和液晶的LCD两种，考虑到LCD成本过高，本次设计采用LED数码管。LED数码管又分为共阴数码管和共阳数码管。共阴数码管的阴极接地,通过控制阳极来控制数码管的发光与否，而共阳数码管则相 22 南京工业大学本科生毕业设计 反，通过控制阴极来实现数码管的发光与否。共阴数码管需要把公共端接低电位，用高电平控制;共阳数码管则是把公共端接高电位，用低电平控制。本次设计使用了共阴极数码管，由于单片机输出口驱动能力有限，故本次设计采用了74ls244做为数码管的驱动芯片。由于本次设计要完成的是体温计的设计，体温计测量范围一般为35,42?，按照要求温度显示需要三位，前两位为整数部分，后一位用于显示小数部分。为节约端口，本次设计数码管采用总线连接方式，即将三个数码管八根数据线一起连到总线，借助开关管8050作为位选通信号来分别选通各数码管，因此，某一时刻只能有一只数码管被点亮。为使最后能同时从三个数码管上读到数据，在软件设计时，借助人眼的视觉暂留效果，可采取数码管循环扫描的方式来点亮数码管。数码管显示电路连接方式见图4-15。 图4-15 数码管显示电路 23 第四章 红外体温计的硬件系统实现 图中P1口皆8050的三个端口使用了上拉电阻，现介绍一下单片机四个I/O端口。 P0 口可以作为通用 I/O 口，同时也作为地址/数据复用总线。P2口通过控制信号可以在地址总线和通用 I/O 口之间切换，这样可以方便的访问外部 RAM和ROM。P3 口通过与门的控制改变它的输出功能。P1、P2和P3口都提供了内部上拉电阻，而P0 口的输出是漏极开路且不提供上拉电阻，因此 P0 口作输出口使用时，必须接上拉电阻。三个端口作为输入端口使用时必须先向端口写一，否则，在读入端口引脚数据时，由于输出驱动 FET 并接在引脚上，如果 FET 导通就会将输入的高电平拉成低电平，从而产生误读。 4.6 相关芯片介绍 4.6.1 SST89系列单片机简介 SST系列单片机的主要特性: ? 兼容80C51 系列，内置超级 FLASH 存储器的单片机 ? SST89E5XXRD 工作电压 VDD=4.5,5.5V 5伏工作电压时 0,40MHz的频率范围 ? SST89V5XXRD 工作电压 VDD=2.7,3.6V 在3 伏工作电压下,原厂保证 0,25 MHz的工作频率 ,实际最高可达 40MHz ? 与现行的 80C52 列单片机硬件 PIN-TO-PIN 完全兼容，软件、开发工 具也完全兼容 ? 1K*8 的内部RAM(256Bytes+768Bytes，可放心使用C 语言编程) ? 两块超级 FLASH EEPROM —SST89E516RD/SST89V516RD:64K*8 的基本存储块和 8K*8 的二 级存储块 (扇区大小为 128 字节) —SST89E58RD/SST89V58RD:32K*8 的基本存储块和 8K*8 的二级 存储块(扇区大小为 128字节) ， ( 二级存储块可用于存放掉电后 24 南京工业大学本科生毕业设计 要保存的数据，放在内部具有极强的抗干扰性) —独立的块加密 —IAP 下的并行操作 —块地址重映射 ? 最大片外程序/数据地址空间为 64K*8(当然也可以通过 I/O 口进行块 切换，实现超64K 扩展) ? 三个高电流驱动引脚(每个 16 mA,可直接驱动LED) ? 三个 16 位定时器/计数器 ? 全双工增强型UART —帧错误检测 —自动地址识别 ? 9个中断源，四个中断优先级 ? 看门狗定时器 (Watchdog Timer, 缺省情况下不打开， 用户不需要 时可不使用) ? 可编程计数阵列(PCA) 标准为每个机器周期 12 个时钟，器件可选择在每个机器周期 6 个时 钟基础上加倍 掉电检测(Brow-out缺省为产生复位，也可设置为产生中断) ? 降低EMI模式(通过AUXR SFR 不允许ALE 输出时钟) 以上三项确保了 SST 单片机的高抗干扰性，可直接取代ATMEL公司的 单片机 ? 四个8位 I/O口(32 根输入输出线) ? 双 DPTR 指针(查表，寻址更方便) ? SPI 串行接口 ? 兼容TTL和 CMOS ? 扩展省电模式 —Idle模式 —由外部中断唤醒的省电模式 —Standby模式 25 第四章 红外体温计的硬件系统实现 ? 3种封装形式:PDIP -40、PLCC-44 、TQFP- 44 ? 温度范围: 商业级(0?-+70? ) 工业级(-40?-+85?) 图4-16 SST89E58RD引脚图 4.6.2 MAX232简介 MAX232是MAXIM 公司的一种RS-232C接口芯片，由单一电源供电。电压值从+3.0V, +5.5V均可正常工作它完成TTL与RS-232C两种电平之间的转换，其引脚图如图4-17所示。 图4-17 MAX232引脚图 26 南京工业大学本科生毕业设计 各引脚功能如下: C1+、C1- :电压倍增充电泵电容正端和负端; C2+、C2- :反向充电泵电容正端和负端; V+、V- :充电泵产生的+5.5V和-5.5V电压; RlIN、R2IN:RS-232C接收器输入; T1OUT、R1OUT:RS-232C发送器输出; T1lN、 T2IN :TTL发送器输入; RlOUT、R2OUT:TTL接收器输出; VCC :电源电压(3.OV,5.5V); GND :接地。 4.6.3 ADC0809简介 ADC0809的内部结构图如图4-18所示: 图4-18 ADC0809内部结构图 ADC0809的电路综合功能如下: (1) 分辨路为8位。 ,(2) 最大不可调误差小于1LSB。 (3) 单一+5V供电，模拟输入范围0,5V。 27 第四章 红外体温计的硬件系统实现 (4) 具有锁存控制的8路模拟开关。 (5) 可锁存三态输出，输出与TTL兼容。 (6) 功耗为15mW。 (7) 不必进行零点和满度调整。 (8) 转换速度取决于芯片的时钟频率。 时钟频率范围:10kHZ,1280kHZ,当时钟为500kHZ时，转换速率为128μs。 ADC0809的引脚图如图4-19所示。 图4-19 ADC0809引脚图 ADC0809引脚功能如下: IN0,IN7: 8路模拟量输入端口 D0,D7:8位数字量输出端口 START:启动控制输入端口，加正脉冲后，A/D开始转换 ALE:地址锁存控制端口 EOC:转换结束信号输出端，开始转换后，EOC信号变低，转换结束后，EOC 返回高电平 OE :输出允许控制端口，OE由低电平变为高电平时，将转换结果的数字量 送到数据总线上。 CLK:时钟信号端口 VCC、GND:电源、地 REF(+) REF(-):参考电压输入端口 ADDA,ADDC8路模拟开关的3位地址选通输入端 28 南京工业大学本科生毕业设计 第五章 软件设计 本次系统的软件部分主要是将由A/D转换好的数字信号读进单片机，并做相关的数据处理，最后送数码管显示。所以本系统软件设计可分为两部分:A/D转换的初始化与开启、信号的采集与处理、数据的显示。 为提高程序的可读性，本次设计软件部分采用C51语言编写。 5.1 主程序设计 主程序部分主要就是完成相关的初始化，及调用显示程序显示相关初始值。主程序初始化部分就是开启中断，相关程序如下: EX0=1; //开中断0 IT0=1; //边沿触发 EA=1; //开中断总控制位 流程图如图5-1所示: 开始 开中断 循环调用显示子程序 等待中断 图5-1 主程序框图 5.2 INT0中断服务程序设计 INT0中断服务程序主要用来开启A/D转换器以及A/D不同通道的切换，利用标志位flg来决定系统处于环境温度测量模式还是体温测量模式。部分程序段如下: if(flg==1){ //flg为1表示接下来系统将进入换进温度测量模式 P1=0XF9; //0XF9表示选中A/D的通道1 flg=0; //将flg置0，下次进入中断时系统将切换到体温模式 } else{ //flg为0时，系统进入体温测量模式 P1=0XF8; //选择0通道采集体温数据 29 第五章 软件设计 flg=1; //修改flg标志位 } 流程图如图5-2所示: INT0中断 服务程序 P1=0XF8选中A/DFlg=1?N通道0，修改flg Y P1=0XF9选中A/D 通道1，修改flg 启动A/D 返回 图5-2中断0服务程序框图 5.3 INT1中断服务程序 INT1中断服务程序主要作用是数据的读取与处理，系统设计时将A/D的EOC 端接与非门后与INT1外部中断入口相连，当A/D转换结束则进入中断，进行数 据处理。流程图如图5-3所示: 30 南京工业大学本科生毕业设计 INT1中断 服务程序 从A/D读取数据 结合环境温度测得值处Flg=0?N理红外探头测得数据 Y 处理由温度传感 器采集的数据 将所得值处理成 数码管显示段码 返回 图5-3 数据处理程序框图 5.4 数码管显示程序设计 在系统硬件设计时将LED显示电路设计成用1片244驱动三个数码管，利用位选信号来分别点亮数码管，所以在程序设计时应用数码管循环扫描显示的方式来点亮。 显示子程序段如下: void disp() //显示函数 { uchar tab[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //段码 0,9 uchar tab1[10]={0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF}; //带小 数点的段码 uint i; for(i=0;i<3;i++){ if(i==0){ P0=25; //选中第一个数码管 31 第五章 软件设计 P2=tab[a]; //将第一位整数送数码管显示 delay();} //适当延时 if(i==1){ P0=26; //选中第二个数码管 P2=tab1[b]; //将第二位整数送数码管显示 delay();} //适当延时 if(i==2){ P0=28; //选中第三个数码管 P2=tab[c]; //将小数位送数码管显示 delay();} //适当延时 } } 32 南京工业大学本科生毕业设计 第六章 系统调试 6.1 硬件调试 本次设计中硬件调试分三大部分:单片机最小系统部分、数据显示部分以及数据采集部分。 将单片机最小系统连接好，给单片机写入一个简单的测试程序，如:给每个口输出0X0AA，使得每个口分别输出10101010。这样在加上电源后，用电压表来分别测量各个口的输出，如输出是说预料的那样，则单片机工作正常。如果单片机没有输出正确的电平，则需要逐步排查问题。首先检查电源是否正确加上;接下来用电压表测单片机复位端，在没按下复位按钮时复位端应为低电平，按下复位键时为高电平，依此来判断复位电路工作是否正常;最后检查晶振电路。如果以上问题都一一解决，则最小系统正常工作。 接下来调试进行显示模块的调试，本次设计中显示模块用到了单片机的P2口及P0口的低三位。因为P0口输出为漏极开路且内部无上拉电阻，所以在使用P0口时，在其外部应接上拉电阻。写入一小段测试程序，将每个数码管都选中，同时将0XFF送入，使3个数码管都显示一个带小数点的“8”。如果某一数码管或某一数码管的某一段不能显示，用万用表检查与其直接相连的数据线，很容易会查出问题所在。图6-1为调试过程中的效果图。 33 第六章 系统调试 最后是数据采集部分的调试，包括运算放大器部分和A/D转换部分。运算放大器部分主要是由LM358及相关外围电路构成的滤波放大电路。因A/D的输入电压为0,5V，所以电路连接好后主要就是调节电路的电压放大倍数，将输出电压控制在0,5V内。其中温度补偿电路在调试时，有一些注意点。为使电路在0,50 ?内对应输出0,5V电压，在硬件调试时，先将热敏电阻换成其在0 ?时对应阻值的电阻，调节R16至运放输出端为0时为止，这一步叫0度调节;再将热敏电阻换成其在50 ?时对应阻值的电阻，此时不应再调节R16,调节R20直至运放输出端为5V，这一步叫满度调节。至此环境温度补偿电路调试结束，此后应保持R16与R20不变。 图6-2 环境温度补偿电路 A/D转换电路的调试是数据采集部分的重要环节，硬件电路的连接及软件的编写都要严格按照A/D的工作时序进行，否则A/D将不能正常工作。可以使用keil的在线调试功能进行单步调试，测量每一步执行下来之后相应信号线的电平，依据A/D的工作时序来判读A/D工作是否正确。先后测量A/D的START、ALE、EOC及OE引脚电平，其中START为A/D的启动信号，ALE为地址锁存信号，一般情况下将START与ALE端连接，加正脉冲后开始模数转换;EOC为转换结束信号输出端，开始转换后，EOC信号变低，EOC返回高电平时表示转换结束，可以进行数据读取;OE为输出允许控制端，加高电平时可将A/D转换结果送至数据线供单片机读取。经过以上步骤的调试之后，A/D便可以正常工作了。调试时用到的相关测试程序如下: void main() { 34 南京工业大学本科生毕业设计 EX0=1; //开中断0 IT0=1; //边沿触发 EA=1; //开中断总控制位 while(1) //等待AD转换结束后进入中断 { disp(); //调用显示子程序 } } int1 () interrupt 0 //中断0读取A/D转换输出数据 { P1=0XFF; //从P1口读数据前先将口置1 P04=0; //OE置高电平，将转换好的数据送 至数据线上 getd=P1; //读P1口数据 P04=1; tem=getd/10; b=(int)tem%10; //将数据分为整数位与小数位 a=(int)tem/10; c=(int)getd%10; P1=0XF8; //选择通道0 P03=0; //开启A/D，循环采集数据 } 6.2 软件调试 软件调试主要任务是体温数据的计算处理及处理好环境温测量与体温测量模式两种模式之间的切换。 体温数据的处理可按照式4-5来进行，程序很简单。至于模式切换可利用中断，借助模式标志位来进行。可在中断服务程序中置标志位flg，当flg为0时选择通道0，并将flg改为1;下次进入中断时则依据flg=1选择通道1，并将flg改为0。相关程序段如下: int0 () interrupt 2 { if(flg==0){ //flg为1表示接下来系统将进入换进体 温测量模式 P1=0XF8; //0XF8表示选中A/D的通道0 flg=1; //将flg置1，下次进入中断时系统将切 换到环境温度模式 } else{ //flg为1时，系统进入体温测量模式 P1=0XF9; //选择1通道采集体温数据 flg=0; //修改flg标志位 } } 35 第七章 论文总结 第七章 论文总结 7.1 论文小结 本次采用SST89E58RD单片机、ADC0809、热释红外传感器和热敏电阻设计红外体温计，电路简单、体积小、功耗低、成本低，可以进行环境温度的测量及体温的测量。系统温度数据显示采用两位整数位和一位小数位，有一定的精确度和准确度。 在本系统的设计中笔者具体做了以下几个方面的工作: 1、研究了红外测温系统的基本原理，深入学习和掌握其主要设计思路和设计方法; 2、根据选题内容和要求联系具体情况选用了相关芯片; 3、分别对温度数据采集系统及数据显示系统进行了相关硬件设计，并做了相应调试。 4、查阅相关资料对红外探头的特性进行了了解性学习，并依此设计了温度数据处理的算法; 5、对软件系统进行了认真的调试。 整个系统的设计与实现过的程是发现实际问题与解决问题的过程，实际问题的解决不应只局限于课本上所讲的“行得通”，还应考虑到各种各样可能遇到的实际情况，运用所学理论知识解决实际问题才是真正可取的态度。 由于初次进行系统的设计设计与实现，个人水平有限加之缺少实际经验，要使系统实用化、完善化、具有更好的性能还需要进一步的探索和试验。 7.2 下一步工作 由于本人水平有限，加上条件有限，本次设计还存在着一定的缺陷，如准确度不够好、灵敏度不高等都是有待进一步改进和完善的。 系统中温度补偿电路用到的热敏电阻的温度-阻值曲线为非线性，本次系统设计时采用串联电阻改善线性度的方法，但该法也有着一定的局限性，线性性限定在很小的温度范围内，如果使用电桥平衡法可大大改善之，由于本人理论水平有限，所以采用了前一种方法。 红外测温电路用到的传感器为热释红外传感器，为被动式温度传感器，为提高传感器的灵敏度与准确度，须在探头之前加相应的光学系统;热释红外传感器 36 南京工业大学本科生毕业设计 只能感应变化的温度，所以若没有经过调制的红外辐射照射热释电晶体,使温度升高到一个新的平衡值的时候红外探头将不再有信号输出，这不符合体温计测温事实，所以应在光学系统与探头之间加入红外辐射调制系统，使进入探头的红外线按一定频率变化着，以维持探头的输出。限于条件，以上两部分只能略去。如需进一步改善系统，提升系统性能，须将以上两部分加入系统并做相应调试。 另外，系统测量误差的减小也是需要研究的问题。限于个人水平、时间及条件的限制，不再一一论述。 37 参考文献 参考文献 [1] 黄仁欣,马彪.单片机原理及应用技术. 北京:清华大学出版社，2006. 7 [2] 武庆生，仇梅.单片机原理与应用.成都:电子科技大学出版社,1998 [3] 何立民.单片机高级教程.北京:北京航空航天大学出版社,2000 [4] 刘守义主编.单片机应用技术.西安:西安电子科技大学出版社,2002 [5] 何希才.传感器及其应用电路.北京:电子工业出版社，2001,3 [6] 毛志毅,苏东明.非接触式红外遥感体温计的设计和实现[J].研究论著,2003,(9):16, 19. 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[26] 雷思孝，冯育长.单片机系统设计及工程应用[M]西安:西安电子科技大学出版社，2005. 38 南京工业大学本科生毕业设计 附录A 系统硬件原理图 39 附录 附录B 系统源程序 #include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar a,b,c,flg; float tem,tem1,tem2,out,getd,sta; sbit P03=P0^3; sbit P04=P0^4; int0 () interrupt 0 //模式切换 { EX1=1; //开中断1 IT1=1; if(flg==1){ //flg为1表示接下来系统将进入换进温度测 量模式 P1=0XF9; //0XF9表示选中A/D的通道1 flg=0; //将flg置0，下次进入中断时系统将切换到 体温模式 } else{ //flg为0时，系统进入体温测量模式 P1=0XF8; //选择0通道采集体温数据 flg=1; //修改flg标志位 } P03=0; } int1 () interrupt 2 //数据处理 { P1=0XFF; P04=0; getd=P1*5; P04=1; tem1=getd/255; if(flg==0){ out=(tem1/4.58-0.39)*458; tem2=out; } else{ if(tem1>=sta){ out=tem2+tem1*20; //34 } } tem=out/10; b=(int)tem%10; a=(int)tem/10; c=(int)out%10; if(flg==0){ P1=0XF9; 40 南京工业大学本科生毕业设计 } else P1=0XF8; P03=0; } void delay() { uint j; for(j=0;j<100;j++); } void disp() //显示函数 { uchar tab[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//段码0, 9 uchar tab1[10]={0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF};//带小数 点的段码 uint i; for(i=0;i<3;i++){ if(i==0){ P0=25; P2=tab[a]; delay();} if(i==1){ P0=26; P2=tab1[b]; delay();} if(i==2){ P0=28; P2=tab[c]; delay();} } } void main() { flg=1; EX0=1; //开中断0 IT0=1; //边沿触发 EA=1; //开中断总控制位 while(1) //等待AD转换结束后进入中断 { disp(); } } 41 致谢 致谢 本论文是在袁建华老师的悉心指导下完成的。导师的悉心培养、严格要求使笔者在这短短几个月的毕业设计中获益匪浅，使笔者的综合素质获得了较大的提高，导师渊博的专业知识、严谨的治学态度、正直的做人原则以及诲人不倦的精神将影笔者今后的学习工作和生活。 本课题在设计和实现过程中，周斌、张金钟等同学的热心帮助，在此向他们表示衷心的感谢。 们学习进步，工作顺利。 最后感谢所有帮助过我的老师和同学，祝他 42