摘要：体温计是人们日常生活中的必备品，但是传统的水银体温计测量时间长，读数也不方便本课题基于传统体温计的这些缺点设计出一种新型的电子体温计，它在测温精度能与传统的水银温度计相媲美的情况下，大大的缩短了测温时间,携带方便,对环境几乎没有污染本次设计以单片机为整个体温计的核心，运用红外线原理去设计一个基于单片机的无线电子体温计，利用热释电红外传感器，采集人体发射出的红外线，再将转换之后的电信号通过A/D转换送入单片机，由MCS-51单片机来实现温度值的转换及送入LED显示，同时还参加了时钟功能和超温报警功能，在软件的控制下，实现智能化的体温测量，准确测温，使设计具有实用性关键字：体温计、红外线、单片机Abstract:Thermometer is an essential goods in our daily life, but the traditional measurement of the mercury needs a long time, reading is not convenient. This subject which based on the traditional thermometer ’defects designed a new type of electronic thermometer, has parable circumstances on temperature measurement accuracy with traditional mercury thermometers, greatly reduced the temperature time, and it is easy to be carried, it has almost no pollution on the environment . The design use a microcontroller as the core of the thermometer, use infrared principles to design a microcontroller-based wireless electronic thermometer, use pyroelectric infrared sensors, collect the infrared that body emits, then deliver the signal to the microcontroller by A / D conversion, use the MCS-51 microcontroller to implement the conversion ,and deliver the temperature value into the LED display, this design also added a clock function and over-temperature alarm function, under the control of software, intelligent temperature measurements, accurate temperature measurement, make the design practical.Keyword:thermometer、infrared、microcontroller目 录摘 要 IAbstractII目 录 III引言 11、绪论 21.1 红外测温技术简介 21.2 单片机简介 22、整体方案设计 52.1 整体设计方案的实现 52.1.1设计原理 52.1.2 系统框图 52.2 系统总方案 62.2.1 系统工作原理 62.2.2 系统总硬件原理图 6 2.3 系统开发方法及开发工具.......................................………………………….7 2.3.1 硬件开发工具介绍........................................…………………………..7 2.3.2 软件开发工具介绍....................................................................................82.4 元器件方案选择 92.4.1 单片机芯片选择........................................................................................92.4.2红外温度传感器 92.4.3ADC芯片选择102.4.4 显示器件选择...........................................................................................113、系统硬件设计 123.1 系统的模块设计 123.1.1 信号采集模块 123.1.2 ADC模块 183.1.3单片机控制模块 213.1.4 显示模块 253.2 系统改良设计 273.2.1 时钟显示功能 273.2.2 超温报警功能 294、系统软件设计 304.1软件实现304.1.1 程序设计方法..............................................4.1.2 程序设计语言选择..........................................4.1.3 系统流程图................................................4.2程序模块分析 324.2.1 AD转化模块程序分析................................................................................324.2.2 时钟显示模块程序分析.............................................................................344.2.3 主程序分析 ...............................................................................................384.3 软件仿真 314.3.1 Proteus仿真软件介绍..............................................................................314.3.2 仿真过程...................................................................................................315、硬件制作与调试 415.1所用仪器 415.2 PCB板画图、焊接与调试过程 41完毕语………………………………………………………………………………..43参考文献 44辞46附录一 47附录二 48附录三 49附录四..........................................................................................................................50引 言体温生理参数是人体最重要、最根本的生命指标,对危重病人进展生命指标参数的监测是医务工作者及时了解病情状况的重要手段之一，对于日常护理和病情检测都是非常重要的。
现有体温计大概分为三种类型：一种是常见的玻璃水银体温计；一种是电子体温计；另一种是红外体温计水银体温计虽然价格廉价，但是有诸多弊端：首先，水银体温计遇热或安置不当，体温计同一脾破裂其次，人体接触水银后会中毒，中毒病症是恶心、头痛、腹泻、脱发等，严重者会造成血液凝固因为水银有剧毒，一旦它污染了水源或者事物，可以对人的肾脏、肺等造成极大的伤害，水银也能加速人神经系统退变最后，采用水银体温计测温需要相当长的时间〔5min-10min〕，使用不便没过一些城市和医院已开场制止使用水银体温计电子体温计是采用热敏电阻测量温度的，采用电子体温计测温也需要较长的时间，同样使用不便红外体温计是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定它的外表温度它用的红外传感器只是吸收人体辐射的红外线而不向人体发射任何涉嫌，采用的是被动式且非接触式的测量方式，因此红外体温计不会对人体产生辐射伤害比起前两种测温方法，红外体温计有着响应时间快、使用平安及使用寿命长等优点近20年来，外体温计在技术上得到迅速开展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用围也不断扩大本设计要介绍的就是一个基于单片机的无线电子体温计，利用红外测温技术，实现快速，平安的测量温度。
运用理论根底和软件平台对本次设计进展了仿真设计和硬件制作1 绪论1.1、 红外测温技术简介红外测温原理:一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的外表温度有着十分密切的关系因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的外表温度，这就是红外辐射测温所依据的客观根底在2003年全国防"非典〞斗争中，我国对红外技术应用于非接触式测温进展了深入研究，在短时间开发成功了"非接触式红外测温仪〞，翻开了国"非接触式测温〞新篇章在国外，非接触式红外测温仪已经非常先进了，自1999年就有许多国家致力于这方面的开发研究，到现在为止很多国家的铲平已经到达国际先进水平，并已广泛应用于各个领域比方：美国早在2001年就公布了有关红外测温仪的计量标准，美国雷泰公司生产的ST系列红外测温仪已到达世界领先水平由于红外测温仪测量温度围宽，除了用于人体温度检测外，还可用于电器的红外测温、供暖的红外测温、运输/汽车维修时的红外测温等各个领域因此，它具有广泛的开发前景！目前国开发的红外体温计主要有华中科技大学研制的"慧眼：HW一05〞人体温度红外热图像仪．其分辨率高达0．06℃；中科院物理研究所研制的红外测温仪和大学合华技术应用开发中心开发的LHW—I型红外线测温仪。
国外产品有德国博郎集团开发的只需1秒即可测出体温的红外体温计；日本欧姆龙研制的几款非接触式红外体温计和BJ40型非接触式医用红外线体温计(精度为±O．2℃)，其主要器件是红外温度传感器1.2、 单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器〔Microcontroller Unit〕，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域单片机由芯片仅有CPU的专用处理器开展而来最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的开展便分道扬镳 早期的单片机都是8位或4位的其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评此后在8031上开展出了MCS51系列单片机系统基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用随着工业控制领域要求的提高，开场出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用90年代后随着消费电子产品大开展，单片机技术得到了巨大提高随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上而在作为掌上电脑和核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linu*操作系统 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用事实上单片机是世界上数量最多的计算机现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作汽车一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多 单片机又称单片微控制器,它不是完成*一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统到一个芯片上相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格廉价、为学习、应用和开发提供了便利条件同时，学习使用单片机是了解计算机原理与构造的最正确选择 单片机芯片可以说，二十世纪跨越了三个"电〞的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机它由主机、键盘、显示器等组成还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机〔亦称微控制器〕顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成芯片，即可进展简单运算和控制因为它体积小，通常都藏在被控机械的"肚子〞里它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的成效，常在产品名称前冠以形容词——"智能型〞，如智能洗衣机等现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的*些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上2 整体方案设计2.1、整体设计方案的实现2.1.1、设计原理本设计是利用红外线测体温的原理：物体因其自身的温度不同，便会发射出不同波长的红外线辐射能力，这个值是相对稳定的。
将被测物体发射的红外线具有的辐射能转变为电信号，红外线辐射能量的大小与物体本身的温度是相关的，根据转变成的电信号的大小，就可以确定物体的温度本设计利用这个原理，通过红外传感器进展体温测量，红外传感器将收集到的被测人员的红外线转换成电信号，电信号被放大后再经A/D转换器转换为数字信号，并将数字信号送入单片机，单片机将承受到的信号送显示电路显示此外，本设计还增加了超温报警功能，当被测人体温超过38度时，LED灯亮报警；体温超过39度时，LED灯亮的同时蜂鸣器蜂鸣报警 2.1.2、系统框图本次红外测温仪的设计主要由红外传感器、放大电路、A/D转换电路、时钟电路、单片机控制电路、显示电路、报警电路等局部构成2.2、系统总方案2.2.1、系统工作原理本课题设计了一个基于单片机的无线电子体温计，通过按键控制数码管显示当测温键按下时，系统利用红外温度传感器检测到被测物体温度，并将其转换为微弱电信号，通过A/D转换电路将电信号转换为数字信号，并将之送入单片机控制电路，这样单片机便可以对信号进展比拟系统的处理，这些处理时通过对单片机的编程来实现的，然后，单片机将处理结果输入到显示电路中，显示模块便能准确显示人体温度。
当被测人体温超过38度时，LED灯亮报警；体温超过39度时，LED灯亮的同时蜂鸣器蜂鸣报警在测温键没有按下时，系统在时钟电路作用下显示当前时间2.2.2、系统总硬件原理图2.3 系统开发方法及开发工具2.3.1 硬件开发工具介绍Protel 是由始建于1985年的Protel Technonology公司开发的、功能强大的电子电路设计软件本设计主要用Protel电子设计软件进展电子线路的设计，电路原理图见附录二Protel电子线路设计软件是在TANGO根底上改良的电路CAD软件，它在原理图文件格式、印制板文件格式、原理图器件库文件格式、印制板封装库文件格式、原理图编译和网络表转换与检查等方面保持了与TANGO版本一致或兼容的前提下，对原TANGO版本做了一些改动Protel电子线路设计软件由原理图编辑、印制板设计、原理图输出、印制板输出、原理图器件库编辑和其他应用程序组成电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步，也是非常重要的一步电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作首先，原理图的正确性是最根本的要求，因为在一个错误的根底上所进展的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量防止出错，也便于读图、便于查找和纠正错误；最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。
电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤：1、设置电路图纸参数及相关信息根据电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息，为以后的设计工作建立一个适宜的工作平面2、装入所需要的元件库将所需的元件库装入设计系统中，以便从中查找和选定所需的元器件3、设置元件将选定的元件放置到已建立好的工作平面上，并对元件在工作平面上的位置进展调整，对元件的序号、封装形式、显示状态等进展定义和设置，以便为下一步的布线工作打好根底4、电路图布线利用Protel所提供的各种工具、命令进展画图工作，将事先放置好的元器件用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来，布线完毕后，一完整的电路原理图根本完成5、调整、检查和修改利用Protel所提供的各种工具对前面所绘制的原理图做进一步的调整和修改6、补充完善对原理图做一些相应的说明、标注和修饰，增加可读性和可观性7、保存和打印输出这局部工作主要是对设计完成的原理图进展保存，包括存盘、打印输出等，以供以后的工作中使用2.3.2 软件开发工具介绍单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件随着单片机开发技术的不断开展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机开发软件也在不断开展，Keil软件是目前最流行的单片机开发的软件。
Keil C51 uVision2 集成开发环境是美国Keil Software 公司开发的基于80C51核的微处理器软件开发平台，嵌多种复合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面到达了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型工程时非常理想Keil C51 uVision2集成开发环境的主要功能有以下几点：1、 Keil C51 uVision2：是一个集成开发环境，它将工程管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中；2、 C51国际际准化C穿插编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块；3、 A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块；4、 BL51器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块；5、 LIB库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件；6、 OH51目标文件至HE*格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel He* 文件；7、 RT*-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件工程的设计。
2.4、元器件方案选择2.4.1 单片机芯片选择方案一：选用AT89C52芯片AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器〔RAM〕，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用方案二：选用AT89S52芯片与AT89C52相比，AT89S52新增加了高可靠性、平安性的功能，所以能防止因外部环境恶劣而引起的信号失真、电磁干扰等现象的发生因此，用它作为系统的控制器可以满足检测与控制的要求而且，从经济性的方面来看，AT89S52不但硬件构造简单，而且价格低、功能强、性价比高，符合本设计的要求 综上所述，本设计采用AT89S52作为单片机控制芯片2.4.2、红外温度传感器选择方案一：采用红外温度传感器ML*90615ESG-DAA，ML*90615在信号调节芯片中使用了先进的低噪音放大器，一枚16-bit ADC以及功能强大的DSP元件温度计能适应从-40°C到85°C的广泛工作温度围，目标的体表可操作温度为-40°C至115°C。
但是从设计角度而言，由于该传感器输出的是精准的且与温度大小线性相关的数字信号，简化了设计难度而且价格不菲，易于损坏故不选用此方案方案二：采用红外线温度传感器IRTPIRTP系列红外测温系统是一种集成专用信号处理电路以及环境温度补偿电路的多用途红外温度测量系统，它属于工业测温传感器不能用作人体测温，故不选用此方案方案三：采用热释电红外线传感器D203S热释电红外线传感器是80年代开展器起来的一种新型高灵敏度探测元件它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路热释电红外线传感器本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉综上所述，本设计采用热释电红外传感器2.4.2、ADC芯片选择目前业界专用ADC芯片，外围电路构造越来越简单、精度越来越高，可靠性与稳定性都要远远高于ARM处理器集成的A/D转换器并参考表一各自优缺点在设计中选用专用A/D芯片完成模拟量采集表一 A/D采集方案比照A/D采集位数优点缺点ARM处理器集成A/D12位无需外加IC，电路简单可靠性不高，采样频率低专用A/D芯片16-32位不占用CPU资源，精度高。
外围电路构造较复杂专用A/D芯片选择方案：方案一：选用ADC0809ADC0809是8路8位逐次逼近式A/D转换器，具有三态数据总线，可以直接和MCU接口0809由8路模拟开关、通路地址锁存器、8位A/D转换器和三态锁存器缓冲器等组成，但它适用于精度要求不高〔分辨率1/256〕的多路A/D转换，故不选用此方案方案二：选用AD574AD574是具有三态输出总线的高速〔10-35us〕高精度〔0.05%〕A/D转换器，可以直接和MCU接口AD574部含有12位逐次逼近式A/D转换器、时钟电路、基准电源电路、三态数据锁存器缓冲器等AD574精度高，但与8位的单片机接口较复杂，且价格昂贵，考虑到体温计是对温度的测量，其响应时间的要求不高，故不选用此方案方案三：选用ADC0832ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器，能分别对两路模拟信号实现模—数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作8位的分辨率〔最高分辨可达256级〕，可以适应一般的模拟量转换要求它体积小，兼容性，性价比高，符合本设计的要求综上所述，本设计采用ADC0832作为A/D转换器2.4.4 显示器件选择方案一：选用LCD液晶显示器。
LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面虽然显示效果颇佳，但是价钱较其贵由于该设计显示数字较少故不选用此方案方案二：选用LED数码管LED数码管是一种半导体发光器件，其根本单元是发光二极管LED数码管是一类显示屏通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮从而显示出数字 数码管能够显示时间、日期、温度、等所有可用数字表示的参数而且工作电低，显示简单明了综上所述，本设计采用LED数码管显示器3 系统的硬件设计3.1、系统的模块设计3.1.1、信号采集模块在介绍整个模块前，先简要介绍几个相关概念〔一〕黑体辐射定律红外体温计的测温原理是基于黑体辐射定律在任何温度下都能全部吸收投射到其外表的任何波长的辐射能量的物体称为黑体黑体的单色辐射出度是描述在*一波长辐射源单位面积上发出的辐射通量黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其外表的发射率为1应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择适宜的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。
物体发射率对辐射测温的影响：自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及外表状态和环境条件等因素有关因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及外表状态有关的比例系数，即发射率该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于1的数值之间根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性影响发射率的主要因纱在：材料种类、外表粗糙度、理化构造和材料厚度等当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段围的红外辐射量，然后由测温仪计算出被测目标的温度，用公式可表达为：E=δε〔T4-T04〕E是辐射出射度．单位是W／m3；δ是斯蒂芬一波尔兹曼常数，5．67*10-8W／〔m2·K4〕；ε是物体的辐射率；T是物体的温度〔K〕；To是物体周围的环境温度〔K〕人体主要辐射波长在9~10 μm的红外线，通过对人体自身辐射红外能量的测量，便能准确地测定人体外表温度由于该波长围的光线不被空气所吸收，因而可利用人体辐射的红外能量准确地测量人体外表温度，便能准确地测定人体外表温度。
红外温度测量技术的最大优点是测试速度快，1秒钟以可测试完毕由于它只接收人体对外发射的红外辐射，没有任何其它物理和化学因素作用于人体，所以对人体无任何害〔二〕菲涅尔透镜简介：菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔〔Augustin.Fresnel)创造的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜菲涅尔透镜(Fresnel Lense)是一种微细构造的光学元件，从正面看其象一个飞镖盘，由一环一环的同心园组成菲涅尔透镜 (Fresnel lens) 多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片外表一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干预及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是外表光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但本钱比普通的凸透镜低很多多用于对精度要求不是很高的场合，如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等菲涅尔透镜作用有两个：一是聚用，即将热释红外信号折射〔反射〕在PIR上，第二个作用是将探测区域分为假设干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。
〔三〕D203S简介红外传感器是红外体温计的关键部件，在本设计中红外温度传感器我们选用D203SD203S是通用双元热释电红外线感测器，它是利用温度变化的特征来探测红外线的辐射，采用双灵敏元互补的方法抑制温度变化产生的干扰，提高了感测器的工作稳定性D203S应用非常广泛，例如：保险装置、防盗报警器、感应门、自动灯具、智能玩具等D203S规格尺寸如下：D203S的引脚图如图a所示，等效电路如图b所示图a D203S引脚图 图b D203S等效电路热释电红外传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器它由瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个外表做成电极，当传感器监测围温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱电压ΔV传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口滤光片为6mm多层膜干预滤光片，对太和荧光灯光的短波长〔约5mm以下〕可很好滤除热释电元件PZT将波长在8mm～12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。
D203S热释电红外传感器能无接触地检测人体运动时辐射出的红外线并转换成电信号输出人体的体温约为3 7℃，辐射最多红外线的波长是10μm左右，而D203S对5～14μm围波长比拟灵敏，他采用了2个热释电元件PZT板，PZT板外表吸收红外线，并在受光面的外各自安装取出电荷的一对电极，能敏感的捕捉到被测物体或光源，具有很高的灵敏度D203S红外感测器的放置方向和器件平面图的尺寸，结合菲涅尔透镜的焦点可以获得一种最正确的光学设计菲涅尔透镜用于感测器的探测方位：〔四〕 LM324简介LM324系列器件为价格廉价的带有真差动输入的四运算放大器与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著的优点该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流大致为MC1741的静态电流的五分之一〔对每一个放大器而言〕共模输入围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性输出电压围也包含负电源电压功能特性如下：短路保护输出；真差动输入级；单电源工作：3.0伏至32伏；低输入偏置电流：最大100纳安；每一封装四个放大器；部补偿；共模围扩展到负电源；行业标准引脚输出；在输入端的静电放电箔位增加可靠性而不影响器件的工作。
管脚图如以下列图所示：引脚功能如下表所示：引脚功能电压〔V〕引脚功能电压〔V〕1输出13.08输出33.02反向输入12.79反向输入32.43正向输入12.810正向输入32.84电源5.111地05正向输入22.812正向输入42.86反向输入21.013反向输入42.27输出23.014输出43.0由于LM324四运放电路具有电源电压围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等特点，因此它被非常广泛的应用在各种电路中〔五〕信号采集模块电路图本单元电路主要由菲涅尔透镜、热释电红外传感器、信号放大器几个局部组成，电路如以下列图所示该局部的作用采集人体红外线信号并进展放大在放大之前加了一个射级跟随器，作用是提高输入阻抗其中后端LM324的输出接A/D转换电路的输入端信号采集模块电路图如下：在该局部设计中，要在传感器正前方适当位置放置菲涅尔透镜运动的人体一旦出现在透镜的前方，人体辐射出的红外线通过透镜后在传感器上形成不断交替变化的阴影区〔盲区〕和明亮区〔可见区〕，使传感器外表的温度不断发生变化，从而输出电信号菲涅尔透镜不仅可以形成可见区和盲区，还有聚用，其焦点一般为5厘米左右，实际应用时，一般把透镜固定在传感器正前方1-5厘米的地方。
其工作原理示意图如以下列图所示3.1.2、ADC模块〔一〕ADC0832简介本设计中的A/D转换器采用ADC0832芯片ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器，能分别对两路模拟信号实现模—数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作ADC0832采用串行通信方式，通过DI 数据输入端进展通道选择、数据采集及数据传送8位的分辨率〔最高分辨可达256级〕，可以适应一般的模拟量转换要求其部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便它的特性如下：8位分辨率；双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在0~5V之间；工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；一般功耗仅为15mW；8P、14P—DIP〔双列直插〕、PICC 多种封装；商用级芯片温宽为0°C to +70°C，工业级芯片温宽为-40°C to +85°C；ADC0832管脚图如以下列图所示：各引脚功能如下：· CS_ 片选使能，低电平芯片使能· CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。
· CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用· GND 芯片参考零电位〔地〕· DI 数据信号输入，选择通道控制· DO 数据信号输出，转换数据输出· CLK 芯片时钟输入· Vcc/REF 电源输入及参考电压输入〔复用〕ADC0832的工作原理：正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在I/O口资源紧时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意当要进展A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全完毕此时芯片开场转换工作，同时由处理器向芯片时钟〔CLK〕输入端输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能ADC0832的工作时序:当cs由高变低时，选中ADC0832在时钟的上升沿，DI端的数据移入ADC0832部的多路地址移位存放器。
在第一个时钟期间，Dl为高，表示启动位，紧接着输入两位配置位当输入启动位和配置位后，选通输入模拟通道，转换开场转换开场后，经过一个时钟周期延迟，以使选定的通道稳定ADC0832接着在第4个时钟下降沿输出转换数据数据输出时先输出最高位(D7~DO)；输出完转换结果后，又以最低位开场重新输出一遍数据(D7～DO)，两次发送的最低位共用当片选cS为高时，部所有存放器清0，输出变为高阻态如果要再进展一次模傲转换，片选cs必须再次从高向低跳变，后面再输入启动位和配置位〔二〕AD转换电路图AD转换电路图如下：ADC0832的CH1作为红外电信号的输入，DO输出至单片机其中CLK连接单片机的P1.2，DIDO连接单片机的P1.3，CS连接单片机的P1.5ADC0832将承受到的人体红外电信号转换为二进制数字信号输入给单片机3.1.3、单片机控制模块〔一〕AT89S52单片机简介本系统选用美国Atmel公司AT89S52单片机，AT89S52单片机是AT89S系列单片机中的一种，它是在现已广泛应用于工业控制等各领域的AT89C52系列单片机的换代产品它具有89C52的全部功能，是80C51的增强型并且指令完全兼容，AT89S52新增加的功能有特殊功能存放器完成，信心日后他将更广泛地应用与工业控制、汽车控制、智能仪器仪表及电极控制等应用领域。
1、主要功能特性：1〕、兼容MCS51单片机；2〕、8k字节FLASH村租期支持在系统编程ISP1000次擦写周期3〕、32个可编程I/O口；4〕、256字节部RAM；5〕、3个16位定时器/计数器；6〕、全静态时钟0Hz-33MHz；7〕、全双工UART串行通道；8〕、8个中断源；9〕、3级加密程序存储器；10〕、低功耗空闲和掉电模式，掉电后中断可唤醒；11〕、双数据指针；此外，与AT89C52相比，AT89S52新增加了许多功能，这将使单片机在工作过程中具备更高的稳定性和电磁抗干扰性AT89S52部增加了片看门狗定时器，这将有利于稳固用户应用系统，提高系统可靠性；AT89S52独有的双数据指针使数据操作更加快捷方便；再次，AT89S52运行速度更高，最高晶振可到达33MHz；最后，AT89S52支持ISP下载功能AT89S52中ISP应缴共有4个：RST、MOSI、MISO和SCK用户可以直接替换应用系统中的AT89C52，而软硬件均不需做任何修改，带来了很多方便 正因为AT89S52单片机增加了高可靠性、平安性的功能，所以能防止因外部环境恶劣而引起的信号失真、电磁干扰等现象的发生。
因此，用它作为系统的控制器可以满足检测与控制的要求而且，从经济性的家督来看，AT89S52不但硬件构造简单，而且价格低、功能强、性价比高，符合本设计的要求2、引脚介绍：P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写"1〞时，可作为高阻抗输入端用在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址〔低8 位〕和数据总线复用，在访问期间激活部上拉电阻在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻P1 口：P1 是一个带部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动〔吸收或输出电流〕4 个TTL 逻辑门电路对端口写"1〞，通过部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口作输入口使用时，因为部存在上拉电阻，*个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)此外，P1.0 和P1.2 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入〔P1.0/T2〕和输定时器/计数器2的触发输入Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址 P2 口：P2 是一个带有部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动〔吸收或输出电流〕4 个TTL 逻辑门电路。
对端口P2 写"1〞，通过部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为部存在上拉电阻，*个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器〔例如执行MOV* DPTR 指令〕时，P2 口送出高8 位地址数据在访问8 位地址的外部数据存储器〔如执行MOV* RI 指令〕时，P2 口输出P2 锁存器的容Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号P3 口：P3 口是一组带有部上拉电阻的8 位双向I/O 口P3 口输出缓冲级可驱动〔吸收或输出电流〕4 个TTL 逻辑门电路对P3 口写入"1〞时，它们被部上拉电阻拉高并可作为输入端口此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流〔IIL〕P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能，P3 口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号RST：复位输入当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE〔地址锁存允许〕输出脉冲用于锁存地址的低8 位字 节。
一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲〔PROG〕如有必要，可通过对特殊功能存放器〔SFR〕区中的8EH 单元的D0 位置位，可制止ALE 操作该位置位后，只有一条MOV* 和MOVC指令才能将ALE 激活此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 制止位无效PSEN：程序储存允许〔PSEN〕输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52 由外部程序存储器取指令〔或数据〕时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号EA/VPP：外部访问允许欲使CPU 仅访问外部程序存储器〔地址为0000H—FFFFH〕，EA 端必须保持低电平〔接地〕需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时部会锁存EA端状态如EA端为高电平〔接Vcc端〕，CPU 则执行部程序存储器中的指令Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。
TAL1:振荡器反相放大器的及部时钟发生器的输入端TAL2:振荡器反相放大器的输出端3、时钟电路与复位电路：AT89S52钟有两种方式产生，即部方式和外部方式AT89S52中有一个构成部震荡器的高增益反向放大器，引脚*TAL1和*TAL2分别是该放大器的输入端和输出端这个放大器与作为反响元件的片外石英或瓷震荡器一起构成自激震荡器震荡电路如图外接石英晶体〔或瓷震荡器〕及电容C1、C2接在放大器的震荡回路中构成并联震荡电路对外接电容C1、C2虽然没有非常严格的要求，但电容的大小会轻微影响震荡频率的上下、震荡工作的稳定性、起震的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，推荐使用30pF±10pF，而如果使用瓷谐振器建议选择40pF±10pF用户还可以采用外部时钟在这种情况下，外部时钟脉冲接到*TAL1端，既部时钟发生器的输入端，*TAL2悬空由于外部时钟信号是通过一个2分频的触发器后作为部时钟信号的所以外部时钟的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续的时间和最大低电平持续的时间应符合产品技术条件的要求本次设计采用部震荡电路,瓷片电容采用30P,晶振采用12MHZ复位时单片机的初始化操作，其主要功能是PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开场执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行时出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为使单片机正常工作，也需要按复位键以重新启动RST引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间持续24个振荡脉冲周期〔即两个机器周期〕以上复位操作有上电自动复位、按键电平复位、外部脉冲复位和自动复位四种方式本设计中采用按键电平复位方式，使复位端经电阻与VCC电源接通而实现二) 单片机控制模块电路图单片机控制模块电路图如下：单片机的P1口用来承受A/D转换的数据，P0口控制显示电路，P3口控制报警和时钟显示电路3.1.4、显示模块〔一〕74LS164简介74LS164为8位移位存放器，管脚图如图3-11所示当去除端〔CLEAR〕为低电平时，输出端〔QA-QH〕均为低电平串行数据输入端〔A，B〕可控制数据当A、B任意一个为低电平时，则制止新数据输入，在时钟端〔CLOCK〕脉冲上升沿作用下Q0为低电平当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定Q0的状态74LS164引脚图：引脚功能：CLOCK：时钟输入端CLEAR:同步去除输入端〔低电平有效〕A,B：串行数据输入端QA—QH：输出端74LS164真值表InputsOutputsClearClockA BQA QB …. QH L H H H H*L * * * * H H L * * L L L …. L QA0 QB0 …. QH0 H QAn …. QGn L QAn .... QGn L QAn …. QGnH——高电平，L——低电平，*——任意电平， ——低到高电平跳变，QA0、QB0、QH0——规定的稳态条件建立前的电平，Qan、QGn——时钟最近的前的电平。
〔二〕 LED数码管为了能以十进制数码直观地显示数字系统的运行数据，目前广泛使用了七段字符显示器，或称做七段数码管这种字符显示器由七段可发光的线段拼合而成半导体数码管的每个线段都是一个发光二极管〔Light Emitting Diode，简称LED〕，因而也把它叫做LED数码管或LED七段显示器半导体数码管不仅具有工作电压低、体积小、寿命长、可靠性高等优点，而且响应时间短〔一般不超过0.1us〕，亮度也比拟高本设计我们采用四位共阳极的数码管来显示〔三〕显示模块电路图显示模块电路图如下：显示局部的数码管是通过1片74LS164来驱动的，用循环送显的方式，通过9012来选择要送显的数码管单片机的P0.5和P04.来控制74LS164的片选和CLK时钟端，74LS164的输出Q0-Q7分别接到数码管的a-h端口，从而实现单片机控制数码管显示的功能3.2、系统改良设计3.2.1 时钟显示模块在原有根底上参加时钟显示模块，使整个设计在按键的时候显示温度，不按键测温的时候显示时间〔一〕DS1302简介DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进展计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。
采用三线接口与CPU进展同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据DS1302部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM存放器DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进展涓细电流充电的能力引脚图如下：功能特色：◆ 时钟计数功能，能对秒、分钟、小时、月、星期、年的计数、年计数可到达2100年◆ 有31*8位的额外数据暂存存放器◆ 最少I/O引脚传输，通过三引脚控制◆ 工作电流小于320纳安◆ 读写时钟及岑琦或部RAM可以采用单字节模式和突发模式◆ 8-pinDIP封装或8-PinSOICs◆ 兼容TTL◆ 可选的工业级别，工作温度-40—85摄氏度DS1302可以用于数据记录，特别是对*些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此，只能记录数据而无确记录其出现的时间；假设采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查。