單片機(jī)在紅外測溫上的開發(fā)應(yīng)用

3.3.4　單片機(jī)主要數(shù)據(jù)處理內(nèi)容

由基本測溫原理可知，單片機(jī)系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)處理內(nèi)容有線性化處理、輻射率修正和環(huán)溫補(bǔ)償。這些通過列溫度值表和ε修正值表，然后，由查表程序查得實(shí)際溫度，送顯示器顯示。

3.4　D/A轉(zhuǎn)換器

D/A轉(zhuǎn)換器使用DACO832芯片，它與微處理器完全兼容，分辨率為8位。通過兩級LM324運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成0.8～4V電壓，再經(jīng)V-I變換電路得到4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出。

3.5　輸入 輸出接口電路

接口電路包括LCD顯示器、鍵盤、串行通訊、打印機(jī)。四位液晶顯示器LCD(ED-S805型)用來顯示0～500℃溫度值，顯示分辨率0.1℃。4個(gè)顯示驅(qū)動器選擇4544，具有自行消隱無效零的特殊功能。

鍵盤設(shè)16個(gè)鍵：輻射率補(bǔ)償鍵ε，距離選擇鍵L，打印鍵PRT，執(zhí)行鍵MON，數(shù)字鍵0～9，小數(shù)點(diǎn)鍵。4×4鍵盤為非編碼式的，80C31的P1口作為與4×4鍵盤的并行接口，當(dāng)80C31對鍵盤采用定時(shí)掃描方式時(shí)，T0每隔10ms產(chǎn)生一次中斷，CPU響應(yīng)T0的溢出中斷請求，對鍵盤進(jìn)行掃描。

80C31片內(nèi)含有一個(gè)全雙工串行口，為TTL電平，而微機(jī)是RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，80C31可將測溫數(shù)據(jù)發(fā)送給微機(jī)，微機(jī)將這些數(shù)據(jù)形象地顯示于CRT或打印成各種報(bào)表。

4　軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)全部使用匯編語言編程(個(gè)別輔助計(jì)算用BASIC語言，但不涉及編程部分)，以提高系統(tǒng)的快速性和實(shí)時(shí)性。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，有利于修改和調(diào)式。程序主要分4部分：①主程序；②中斷服務(wù)程序；③監(jiān)控程序；④處理程序。

4.1　主程序設(shè)計(jì)

主程序是軟件設(shè)計(jì)的核心部分，能完成測溫的主要處理內(nèi)容。主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。

圖3　主程序設(shè)計(jì)流程圖

主程序一開始對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括對80C31和80C55初始化以及設(shè)置 4051通道，以便自動選擇放大倍數(shù)。開中斷后，由于采樣為高級中斷，所以先判一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束否，未結(jié)束，繼續(xù)轉(zhuǎn)換；結(jié)束，進(jìn)行碼制轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波，然后進(jìn)行測溫的主要數(shù)據(jù)處理，即線性化處理，輻射率修正和環(huán)溫補(bǔ)償，所得溫度數(shù)字量一方面送D/A轉(zhuǎn)換，另一方面送串行通訊，最后判一下是否工作在監(jiān)控狀態(tài)下，再將溫度值送顯示或轉(zhuǎn)鍵處理程序。

4.2　中斷服務(wù)程序

中斷服務(wù)程序?yàn)椴蓸映绦蚝玩I輸入程序。INT0中斷時(shí)，轉(zhuǎn)入采樣中斷服務(wù)程序，執(zhí)行把模擬電壓量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送單片機(jī)計(jì)算，T0溢出中斷時(shí)，轉(zhuǎn)入鍵輸入中斷服務(wù)程序，使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理。INT0為高級中斷，T0溢出中斷為低級中斷。

4.3　監(jiān)控程序

監(jiān)控程序指鍵處理子程序和顯示子程序。鍵處理子程序是對鍵入的16個(gè)鍵作相應(yīng)處理；顯示子程序使四位液晶顯示器顯示指定內(nèi)容，如顯示溫度測量值、ε字型等。

4.4　處理程序

處理程序是軟件設(shè)計(jì)的主要部分，能完成測溫的主要任務(wù)，包括數(shù)字濾波、線性化處理、輻射率修正值查取、環(huán)溫檢測、輻射率修正、環(huán)溫補(bǔ)償、碼制轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換和串行通訊。

軟件設(shè)計(jì)的突出特點(diǎn)是較好地解決了過去用模擬電路實(shí)現(xiàn)的線性化處理、輻射率修正和環(huán)溫補(bǔ)償問題。運(yùn)用這些硬件軟件化手段，不但顯著降低了成本，提高了精度，而且有效地解決了輻射測溫中必須解決的重要技術(shù)問題，效果頗佳。

5　結(jié)束語

本測溫儀單片機(jī)檢測系統(tǒng)，以MCS-51系列中性能優(yōu)越的CHMOS單片機(jī)為主設(shè)計(jì)。硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，功能較強(qiáng)；軟件設(shè)計(jì)靈活，速度快，實(shí)用性強(qiáng)。在抗干擾方面，采取了許多措施，包括防振、濾波、屏蔽、合理布線等硬件措施，以及雙積分A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波等軟件措施。經(jīng)仿真調(diào)試證明，系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)合理，功能完備，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

6　參考文獻(xiàn)
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　[3]陳粵初等編著.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐.北京航空航天大學(xué)出版社，1991：206～216