基于单片机的智能红外测温系统

外 围器 件 ， 就可 以构成 一个完 整声音 录放 系统 。
２ ２ 红外测 温模块 ．
红 外测温 模块具 有 回应 速度快 、 测量精 度高 、 测
量范 围广 以及 可 同时测量 目标温度 和环境 温度 的特 点 。测 量 回应 时问 大约 为 ０５ ， 且 它具 备 Ｓ Ｉ ．ｓ而 Ｐ 接 口 ， 以很方 便地 与 ＭＣ 可 Ｕ传输数 据 。
左边下 部分所 示 。采 用 晶体 振荡 电路 的原 因是 因为 它 的频 率稳定 性好 ， 这正 是本 红外 测 温系 统非 常 而 重要 的技术要 求 。信 号采集 及 处理模 块 中的 Ｔ Ｎ红
Ｃ ：Ｄ 结束信息 Ｒ ０ Ｈ，
０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ０ １
温度 ＝Ｔ ｍ ／ ６— ７ ．５ ｅ ｐ １ ２ ３ １
其 中 ，ｅ ｐ为十进制 ，而测量 结果 为 １ 制 ， Ｔｍ ６进 把它 直 接转换 为十进 制 即可 。
２ ３ 语 音输 出模 块 ．
图 ４是语 音 输 出 电路 图 ， 以直 接 接扬 声 器输 可 出声 音 。图 中语 音模 块 是 由语 音 芯 片 ＩＩ ０ 、 ＳＭ０４ 扬 声 器 、 筒和 电容 电阻等组 成 ，Ｓ ０ 话 ＩＩ ４是一 种 采用 ＮＯ
过 Ｓ Ｃ ９ ５６ Ｄ＋ Ｔ ８ Ｃ １Ｒ 单片机处理 实现数码管显示和语音播报功能。该测温系统具有非接触、响应 快、测量范围广等优点，方便用于 日常生活、工业生产和航空等。 关 键词 ：Ｓ Ｃ单 片机 ；红外测 温 ；语 音播报 Ｔ
Ｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ｎ ｒ ｒ ｄ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｅ ｌ ｅ ｔｉ ｆ ａ ｅ ｅ ｉ ｅ ａ ｕ ｅ ｍ ａ ｕ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ
ｌ
电 模 Ｉ 源块
ｌ
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ｌｌ
（） ４ 不必接触被测物体 ， 操作方便， 可广泛应用 于 日常生活 、 工业 生产 和航 空等 领域 。
Ｉ度 示（码 ） Ｓ８５Ｒ 温 显 数 管 Ｔ９ 温 测 ＣＣ６ １ 度量 ｌ 播控 键 ） Ｄ 显 报 制（盘 ＋ 示 ｌ 测启 ＾ 温动 Ｉ
ｏ ｉｒ ｃ ｎ ｒ ｉ ｒ ｎ ｍ ｃ ｏ ｏ ｔｏｌ ｅ
Ｂ ｕ ．ｉ ＨＥＮ ｉｎ ｎ， ＨＡＮ ＡＩＣｈ ｎ １，Ｓ Ｈｕ — ａ Ｘｕ． ｏ ｂ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｎｅｎ ｔ ｆ ｈｎ ｓ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｊａ ｇ ａ ｉｅｓ ｙ Ｗ ｕ ｉ １ １２ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｔｒ ｅ ｏ ｉｇ ｇｎｅｉ ， ｉｎ ｎ ｎＵｎｖｒｉ ， ｘ ４ ２ ， ｈｎ ） ｏＩ Ｔ Ｅ ｎ ｔ ２
Ｍ Ｂ ８ｂｔ ａ Ｓ ： ｉＤ ｔ 高有效 位 ａ最
Ｌ Ｂ ８ｂｔ ａ Ｓ ： ｉＤ ｔ ａ最低有 效位
Ｓｕ ：ｔｍ ＋ＭＳ ＋Ｌ Ｂ ＝Ｓ ｍ ｍ Ｉｅ Ｂ Ｓ ｕ
放大后送至 Ａ Ｄ模块进行模数转换 ， ／ 最后将数据传 送到单片机计算温度值 ， 并根据 Ｌ Ｄ键盘模组输入 Ｅ 的键值判断是 否进行温度测量。而此仪器 的振 荡电路选用的是晶体振荡 电路， 其具体 电路如 图 ２
２ ２ １ 红外测温模块的时序 ．． 红 外测 温模块 的时序 图如 图 ３所 示 ， Ｃ Ｏ Ｋ 在 Ｌ Ｃ 的下 降沿接 收数据 ， 次温 度 测量 需 接 收 ５个 字节 一
的数据 ， ５个字 节 中：ｔ 为 ０４ 示 测 量 目标 这 Ｉｍ ｅ ｘｃ表 温度 ， ０６ 为 ｘ６表示 测量环 境温 度 。 Ｍ Ｂ接收温度 的高八位数据 ；Ｓ 收温度 的低 Ｓ Ｌ Ｂ接
模块、 测温程序模块、 播报显示程序模块以及 中断程
序模块 。
３ １ 单片机主 控程序 ．
Ｍ Ｂ ＬＢ Ｃ Ｓ ＋ Ｓ ；Ｒ为结束标志， Ｃ 当 Ｒ为 ００ Ｈ时表示 ｘｄ 完 成一 次温度 数据接 收 。
一
主程序流程 图如图 ５所示 ： 初始化红外测温模 块， 初始化键 盘 ； 主程 序循 环 ， 进人 调用键 盘扫描 程序 扫描键盘， 根据键值散 Ｋｙｃ ， ｅ． 转 进行相应的处理 。
图 ２ 信 号采 集 及 处 理模 块
Ｃ ｉＣｒｅ专 利技术 的语音 芯 片 。此 芯 片无须 Ａ Ｄ ｈｐ ｏｄｒ ／ 转 换 和压缩就 可 以直接 储 存 ， 有 Ａ Ｄ转换 误 差 ， 没 ／ 在 一个记 录位 （ Ｉ） ＢＴ 可存 储 ２０级声 音 信 号 ， 当 ５ 相 于通 常的 Ａ Ｄ记 录 的 ８倍 。片 内集 成 了晶体 振 荡 ／ 器、 麦克 前置放 大器 、 自动 增益 控 制 等 ， 只要 很 少 的
ｋｎ ｆｎｒｒｄｔ ｅ ｔｒ ｍｅｓｒ ｎ ｙｔｍ ｗｔ Ｓ Ｉ（ ｅ ａ Ｐ ｒ ｈｒ ｎ ｒ ｃ ）ｉｔ ｆｃ ｏｔｅ ｉｄｏ ｆ ｅ ｍｐｒ ｕｅ ａｕｅ ｔ ｓ ｉ Ｐ Ｓ ｒ ｅ ｐ ｅａ Ｉｔ ｆ ｅ ｎｅ ａｅｔ ｈ ｉ ａ ｅ ａ ｍｅ ｓ ｅ ｈ ｉ ｌ ｉ ｌ ｅａ ｒ
ａ ｖ ｎ ｇ ｓｏ ｏ ｏ ｔ ｃ ，ｆ ｓ ｒ ｓ ｏ ｓ ｄ ａ ｔ ｅ ｆｎ ｎ ｃ ｎ ａ ｔ ａ ｔ ｅ ｐ ｎ ｅ，ｗｉ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｒ ｎ ｅ，ｃ ｎ ｅ ｉ ｎ ｒｄ ｉ ｉ ，ｎ ｕ ｔ ａ ａ ｄ ａ ｕ ｅ ｎ ａ ｇ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｅ ｉ ｄ ｓｒ ｏ ｆ ｙ ｆ ｉ ｌ
２ ６
算公式计算温度值 ， 并给返 回变量赋 ０ 表 明已经读 ， Ｎ 一 到正确的温度值 ； 否则直接返 回。
红外测量温度技术也 叫非接触测温¨ ， Ｊ其有 以
下优 点 ：
采集、 计算 和显 示播 报 。通 过 按键 启 动红 外 测 温模 块， 测量结 束返 回测 量 结果 ， ＩＣ 待 Ｖ Ｕ运算 处 理得 出 Ｉ 目标温度 和 环 境 温 度后 将 温 度对 结 果 进 行 语 音 播
（） １ 不干扰 被测 量场 ， 影 响温 度 场分 布 ， 而 不 从
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一
文章编号 ：０ ９— ５２ ２ １ ）２— １５— ３ １０ ２ ５ （０ ２ ０ ０５ ０
中图分类号 ：Ｐ １ Ｔ３ １
文献标 识码 ： Ａ
基 于 单片 机 的 智能 红外 测 温 系统
白春丽 ，沈 慧南 ，韩旭波
（ 江南 大学物联 网工程学院 ， 元锡 ２４２ ） １１ ２ 一
具有较高的测量准确性。 （） ２ 测量范围宽 ， 在理论上无测量上限， 可以测
量相 当高 的温度 。
报 。利用键盘可以控制测温计 的灵活性 ， Ｋ 键 ， 按 １ 测量、 播报 和显 示 目标 温 度 ； Ｋ 按 ２键 ， 测量 、 报和 播
显 示环境 温度 。
（） ３ 红外探头响应时间短， 反应速度快 ， 易于动 态 与快 速测量 。
２ １ 年第２ Biblioteka Baidu２ 期
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ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ａ ｄ ａ ｉｔｏ ｒ ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ａ ｎ． ｉ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ Ｃ ｍｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｎ ｒ ｒｄ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ；ｖ ｉｅ ｒ ｐ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｔ ｃｏ ｏ ｔ ｌ ；ｉ ａ ｅ ａ ｕ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｏｃ ｅ ｏ ｔ ｏｅ ｆ ｎ
帧数据包括５ Ｂｔ， Ｂｔ代表含义如下 ： 个 ｙ 每个 ｙ ｅ ｅ
一
１ ６一 Ｓ
Ｐ１ ０ Ｐｌ １
１ ２
Ｓ Ｓ ＭＯ ｓ Ｉ
Ｓ Ｋ Ｃ【 Ｖｃ ｄ ｏ
２ ８ ２ ７
－ Ｐｌ ３ ＶＣＣ３． ３
Ｐ１ ２
３
＾ Ｓ 皿 ０
ＸＣＬＫ
外测温模块的 Ｄ为数据接收引脚， 没有数据接收时
Ｄ为高 电平 ； Ｃ为 ２ Ｈ ｌ ｋ输 出引 脚 ； 为测 温 ｋ ｚＣｏ ｃ Ａ
启动信号引脚 ， 低电平有效。
图 ３ 红 外 测 温模 块 时序
２２２ 红 外测温模 块温 度值 的计 算 ．． 无论 测量环境 温 度 还 是 目标 温 度 ， 只要 检 测到 Ｉ ｍ为 ０４ Ｈ或 ０６ Ｈ 同时 检 测 到 Ｃ 为 ００ Ｈ， ｔ ｅ ｘｃ ｘ６ Ｒ ｘｄ 它们 的温 度 的计算 方法都 相 同。计算公 式为 ：
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏｖ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｒ ｅ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｎ ｍｉ ｔ ｎ ， ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｅ ｉｎ ｓｒ ｃ ： ｎ ｏ ｄ ｒ ｏ ｓ ｌ ｅｔ ｕ ｒ ｎ ｋ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｔ ｉ ｓ ｔ ｉ ａ ｅ ｓｇ ｓａ ｔ ｈ ｍａ ｔ ｌ ａｏ ｄ
ＴＮ ｅ ｉｓ ｆ ｉ ｆａ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｎ ｏ ｆｒ ｓ ｒｅ ｏ ｎ ｒ ｒ ｄ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｍｅ ｓ ｒｎｇ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｎ ａ ａ ｕ ｉ ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ａ ｄ ｍｂｉｎ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｅ ｔ ｅ ｅａ ｕ ｅ， ｔ ｅ ｈ Ｓ ＴＣ８ Ｃ５１ ９ ６ＲＤ ＋ＭＣＵ ｅ ｌ ｅ ｄ ｇｔ ｕ ｉｐ ａ ｎ ｐ ｅ ｈ ｆ ｎ ｔｏ ｒ ａｉ ｉ ｉ ｔｂｅ ｄ ｓ ｌｙ ａ ｄ ｓ ｅ ｃ ｕ ｃｉｎ． Ｔｈ ａ ｕ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｈ ｓ ｔ ｅ ｚ ｌ ａ ｅ ｍｅ ｓ ｒｎ ｙ ｔｍ ａ ｈ
八位数据 ；ｕ 为验 证 码 ， 收正 确 时 Ｓ ｍ＝Ｉ ｍ ＋ Ｓｍ 接 ｕ ｔ ｅ
３ 系统软 件 设 计 ｊ
根 据结构 化程 序设 计 的要 求 ， 们 编程 时 采 用 我
模块化和结构化编程。根据这一要求 以及系统的功
能要求 ， 软件结 构主要 包含 以下 的程 序模块 ： 主程 序
Ｉ
１ 总体 设计 方 案
整个红外测温系统由： 单片机主控模块、 红外测 温模块、 键盘显示模块 、 语音输 出模块 以及 电源模块 组成 。系统结构如 图 １ 所示 ， 单片机 ｓ Ｃ９ ５６ Ｄ＋ Ｔ ８ｃ １Ｒ 是系统的主控模块 ， 其外接红外测温模块 、 键盘显示 模块 、 语音输 出模块和电源模块 ， 能够实现对温度的
键盘显示模块
Ｔ
，
语音 输出模块
红外测温 模块
图 １ 系统结构
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— ７—１ ８
作者简介 ：白春丽 （９ ０一） 女 ， 科 在读 ， 究方 向为 电子信 息 １９ ， 本 研
工程。
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１ ５ ・— ５ — － —
２ 硬 件 设 计
２ １ 信号 采集及处 理模块 ．
Ｉ ｍ“ ” ４ Ｈ） Ｔ ｂ 目标温 度 ） ｔ Ｌ （ Ｃ ： ｏｊ（ ｅ “” ６ Ｈ） Ｔ ｍ 环 境温度 ） ｆ （ ６ ： ａ ｂ（
ＳＣ ９ ５６ Ｄ＋ 作 为 信 号 采 集 及 处 理 模 块 Ｔ ８ Ｃ １Ｒ 的控 制 中心 ， 责控 制 启 动 温度 测 量 ， 过 红外 探 负 通 头 ¨得 到物体 温度对 应 的 电信号 ， 电信 号经 过 前 置
摘
要 ：为 了解决 目前市场上 温度 测 量 的局 限 ，设 计 一 种 红 外 测 温 系统 ，采 用 具 有 Ｓ Ｉ（ ｅａ Ｐ Ｓｒ ｌ ｉ
Ｐｒ ｈｒｌｎｅｆｃ ｅ ｐｅａ Ｉｔｒ ｅ串行 外 围接 Ｉ） 接 口的 Ｔ 系列 红外 温度 传 感器测 量 目标 温度和环 境温度 ，通 ｉ ａ ： ２ Ｎ