红外测温系统设计

基于ATMEGA88的红外测温仪

作品采用ATMEL公司的ATMGEA88 作为MCU，内部有8K FLASH，1kram。工作在内部8M RC振荡下，耗电仅为2MA左右。采用RISC指令集的AVR核心，运算速度大大超过传统的51单片机。内部带有3个定时器，8路10位AD（模数转换器）,串口，硬件SPI，方便使用。大批量采购价格目前由于炒货的原因涨价到12RMB。（具体问题可以搜索下，网上吹捧得很多）推荐你看一下中文的PDF，到处都有下载的。采用这块芯片主要来说就有一点，比51先进，功耗低，内带AD，而且外部不需要加晶振。

使用一块LCD5110手机屏作为显示设备，可以显示输出电压以及当前状态。液晶屏参数为72*48，点阵式，使用一个驱动库作为支持，方便开发，工作在3.3V电压下。耗电极低，小于1MA，背光耗电为20MA。

使用一片LDO（低压差线性稳压源）作为系统电源，LM1117-3.3V，输出电压为3.3V，最大电流500MA

以下为单片机的复位电路和烧录程序用的接口

使用OTP-538U红外传感器，该传感器是一种红外线感应型的温度探测器。主要工作原理是利用红外线的波长在硅片上产生相应的电压，根据检测到的电压不同来检测不同的温度。由于只要是发热的光源就会辐射红外线，所以可以对温度进行非接触式的检测。传感器由一个热敏电阻和传感器部分组成。传感器部分根据外部的温度产生相应的电压，而热敏电阻根据外部温度不同，电阻值产生变化，由此来补充因为外界环境对传感器的影响，因此可以做到比较高的精度。价格为RMB40每颗，以下是接口电路

下表是温度与电压输出的比例

下表是热敏电阻的变化比率

由于这两个值变化很难算。。。。应用电路上都是4个电阻做的，而且没有电压偏移和温度的关系。。所以我直接舍弃了温度补偿。。。。

这个图的电阻值我完全计算不出来。。。泪流满面。。。

采用TI公司的仪表放大器INA114，采用仪表放大器最大的好处是增加了输入阻抗，而且放大倍数比较好调整，高CMRR，而且噪声极低，最关键的是，输入失调电压小。价格为RMB32。。以下是仪放的基本参数

LOW OFFSET VOLTAGE: 50μV max

LOW DRIFT: 0.25μV/?C max

LOW INPUT BIAS CURRENT: 2nA max

HIGH COMMON-MODE REJECTION:115dB min

INPUT OVER-VOLTAGE PROTECTION:±40V

WIDE SUPPLY RANGE: ±2.25 to ±18V

LOW QUIESCENT CURRENT: 3mA max

当R5=100时，放大倍数为500倍。G=50K/R5。运放为双电源运放，所以提供了双电源。

放大后的电压大概为75MV（26度）,145MV（37度）。由于没有准确校准，所以必定有偏差。

采用美信公司的反相电荷泵芯片MAX889T作为负向电源的输出。最大输出电流为200MA，可以满足运放的需求，留有足够的余量。电荷泵工作在2M开关频率下，只需要1UF的电容就可以工作。不需要外加电感，最大工作电压为5.5V ，漏电流为20MA。RMB20一个。。。

软件流程图

程序带注释

#include

#include "lcd5110.h"

#include

float wendu;//定义float型的函数保存温度，方便计算小数

#define FIRST_ADC_INPUT 5

#define LAST_ADC_INPUT 5

unsigned int adc_data[LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT+1];

#define ADC_VREF_TYPE 0xC0

//AD初始化，时钟62.5K,内部1.1V基准，采用自动扫描模式，扫描通道AD通道5 // ADC interrupt service routine

// with auto input scanning

interrupt [ADC_INT] void adc_isr(void)

{

static unsigned char input_index=0;

// Read the AD conversion result

adc_data[input_index]=ADCW;

// Select next ADC input

if (++input_index > (LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT))

input_index=0;

ADMUX=(FIRST_ADC_INPUT | (ADC_VREF_TYPE & 0xff))+input_index;

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

delay_us(10);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

}

// Declare your global variables here

void main(void) //系统初始化

{

// Declare your local variables here

// Crystal Oscillator division factor: 1

#pragma optsize-

CLKPR=0x80;

CLKPR=0x00;

#ifdef _OPTIMIZE_SIZE_

#pragma optsize+

#endif

// Input/Output Ports initialization

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00;

DDRB=0xff;

// Port C initialization

// Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC0A output: Disconnected

// OC0B output: Disconnected TCCR0A=0x00;

TCCR0B=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0A=0x00;

OCR0B=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock

// Clock value: Timer1 Stopped

// Mode: Normal top=FFFFh

// OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon.

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock

// Clock value: Timer2 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC2A output: Disconnected

// OC2B output: Disconnected ASSR=0x00;

TCCR2A=0x00;

TCCR2B=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2A=0x00;

OCR2B=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// Interrupt on any change on pins PCINT0-7: Off

// Interrupt on any change on pins PCINT8-14: Off

// Interrupt on any change on pins PCINT16-23: Off

EICRA=0x00;

EIMSK=0x00;

PCICR=0x00;

// Timer/Counter 0 Interrupt(s) initialization

TIMSK0=0x00;

// Timer/Counter 1 Interrupt(s) initialization

TIMSK1=0x00;

// Timer/Counter 2 Interrupt(s) initialization

TIMSK2=0x00;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;

ADCSRB=0x00;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 1000.000 kHz

// ADC Voltage Reference: Int., cap. on AREF

// ADC Auto Trigger Source: Free Running

// Digital input buffers on ADC0: On, ADC1: On, ADC2: On, ADC3: On // ADC4: On, ADC5: On

DIDR0=0x00;

ADMUX=FIRST_ADC_INPUT | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); ADCSRA=0xEF;

ADCSRB&=0xF8;

LCD_init(); //液晶初始化

PORTB.5=1; //打开背光

// Global enable interrupts

#asm("sei")

while (1)

{//LCD_write_6_8string(0,0," ");

// LCD_write_number(24,0,adc_data[0]);

wendu=adc_data[0]; //采集电压

wendu=wendu/6+12; //计算温度

LCD_write_6_8string(0,1," Temperature ");

LCD_write_6_8string(0,2," ");

LCD_write_float(24,2,wendu); //将计算后的温度输出到屏幕上

LCD_write_6_8string(0,4," Just for a ");

LCD_write_6_8string(0,5," simple test ");

delay_ms(200); //延时0.2S

// Place your code here

};

}