一種高精度紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　A2TPMI放大器采用斬波放大器技術(shù)，由于這種技術(shù)本身具有的特性，輸出信號 VTobj 和 VTamb 中包含了大約10 mV 峰值、 250 kHz 的交流信號。這些交流信號能被一個電子低通濾波電路或者類似的軟件濾波抑制掉。在高阻抗負(fù)載應(yīng)用中，象 LM358 這樣的rail to rail 運(yùn)算放大器電路，可以作為輸出信號的濾波器。

　　在本設(shè)計(jì)中采用第二種濾波電路，因?yàn)榧蛇\(yùn)放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出阻抗又低，所以有源濾波電路有一定的電壓放大和緩沖作用，濾波效果好，提高了傳感器信號的準(zhǔn)確度。

AD轉(zhuǎn)換電路#e#

　　2．3 AD轉(zhuǎn)換電路

　　TLC2543是 12位開關(guān)電容逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其設(shè)置方法如下：DATA INPUT端串行輸入的 8位數(shù)據(jù)，它規(guī)定了 TLC2543要轉(zhuǎn)換的模擬量通道、轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)長度、輸出數(shù)據(jù)的格式。其中高4位(D7～ D4)決定通道號。對于0通道至l0通道，該4位分別為 0000～I(xiàn)OIOH，當(dāng)為 1011～1101時(shí)，用于對 TLC2543的自檢，當(dāng)為 1110時(shí) ，TLC2543進(jìn)入休眠狀態(tài)。低 4位決定輸出數(shù)據(jù)長度及格式。其中 D3、D2決定輸出數(shù)據(jù)長度，0l表示輸出數(shù)據(jù)長度為 8位 ，11表示輸出數(shù)據(jù)長度為 16位 ，其他為 12位 。D1決定輸出數(shù)據(jù)是高位先送出 ，還是低位先送出，為 0表示高位先送出 。D0決定輸出數(shù)據(jù)是單極性(二 進(jìn) 制 )還是雙極性(2的補(bǔ)碼)，若為單極性，該位為0，反之為1。當(dāng)片選 cs從高到低的時(shí)候，開始一次工作周期，此時(shí) EOC為高，輸入數(shù)據(jù)寄存器被置為 0，輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容是隨機(jī)的。開始時(shí)，片選 CS為高，I／OCLOCK、DATAINPUT被禁止，DATAOU呈高阻狀態(tài) ，EOC為高。使變低，I／OCLOCK、DATAINPUT使能，DATAOU脫離高阻狀態(tài) 。12個時(shí)鐘信號從 I／OCLOCK端依次加入，隨著時(shí)鐘信號的加入，控制字從 DATAINPUT一位一位地在時(shí)鐘信號的上升沿時(shí)被送入TLC2543(高位先送入)，同時(shí)上一周期轉(zhuǎn)換的A／D數(shù)據(jù)，即輸出數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)從 DATAOUT一位一位地移出。TLC2543收到第 4個時(shí)鐘信號后，通道號也已收到，此時(shí)TLC2543開始對選定通道的模擬量進(jìn)行采樣，并保持到第 12個時(shí)鐘的下降沿。在第 12個時(shí)鐘下降沿，EOC變低，開始對本次采樣的模擬量進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間約需lOt1s，轉(zhuǎn)換完成后 EOC變高，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)在輸出數(shù)據(jù)寄存器中，待下一個工作周期輸出。該芯片與微處理器接口的時(shí)候只需占用四個 IO口，其 12個時(shí)鐘的工作時(shí)序看參考相關(guān)手冊。

　　2．4 SOC級微處理器特性本系統(tǒng)所采用的是 SOC級 STC系列單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 51單片機(jī)，工作頻率可達(dá)48HZ，本設(shè)計(jì)中使用的微處理器為 6時(shí)鐘周期，故其工作頻率相當(dāng)于普通 51單片機(jī)的96MHZ，為本系統(tǒng)提供了速度保證。另外，本設(shè)計(jì)選用的 STC89C58RD含有 32K的程序存儲區(qū)，并在內(nèi)部擴(kuò)展了 32K的數(shù)據(jù) FLASH存儲器，從而使本設(shè)計(jì)能方便的擴(kuò)展相關(guān)功能，如參數(shù)的記憶功能等。該微處理器還支持 IAP與ISP，不需專用的編程器，通過普通串口即可調(diào)試程序。抗干擾也是選用該單片機(jī)的理由之一，本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于對工業(yè)設(shè)備進(jìn)行溫度監(jiān)控，故抗干擾十分重要。

　　3．系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　紅外線溫度檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要有如下幾個主要模塊：初始化模塊﹑I/O口查詢模塊﹑AD轉(zhuǎn)化模塊﹑數(shù)據(jù)處理模塊﹑數(shù)據(jù)糾正模塊﹑顯示驅(qū)動模塊等。另外還一個中斷程序處理模塊：0外部中斷，主要用于參數(shù)設(shè)定。