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基于51单片机红外测温的设计与实现 摘要：随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地日益广泛，同时也带动传统控制检测日新月异更新。在智能检测、控制系统中，往往使用单片机作为一个核心部件来使用，然后配合具体硬件设备，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。 传统的温度计多采用物理原理，根据水银等随温度升降的热胀冷缩的性质，通过读取刻度值来判断温度值，这种方法不太方便，而且耗时过长。本课题提供一种新的温度测量方案，采用具有SPI（series peripheral interface 串行外围接口）接口的TN系列红外温度传感器来测量温度信号，可以同时测量环境温度和目标温度，并将测量的数据送给51单片机处理，之后送数码管显示，同时利用单片机的蜂鸣器，当温度超过某一限定值时，发出警报。红外测温打破了传统的测温模式，它响应快，测量精度高，可靠性强，范围广，为非接触测量，因而不易损坏，该温度计以其准备快捷的测量功能，和清晰易懂的数字化显示方便了人们日常生活和工作以及科研领域领域的使用。本课题是“基于51单片机红外测温的设计与实现”。主要考核我们对单片机技术，编程能力等方面的情况。观察独立分析、设计单片机的能力，以及实际编程技能。 关键字：红外测温；51单片机；测温探头 1前言 1.1选题的目的和意义 体温是人体生命活动的基本特征，也是观察人体机能是否正常的重要标志之一。目前，人们使用最广泛的水银体温计是根据水银等随温度升降的热胀冷缩的性质，通过读取刻度值来判断温度值，它有诸多的缺陷：传统温度计在使用时要和被测量者接触，而且往往要等待较长的时间，以让其充分受热，当测量结束后还要将水银重新甩入水银泡中，由于水银泡是由很薄的玻璃制成的，极易破碎，而且其中的水银蒸汽对人体有极强的毒害作用，因此普通的温度计有非常严重的安全隐患。 红外测温为测量人体温度提供了快速，非接触测量手段，可广泛，有效的用于密集人群的体温测量。而且可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程变得直观，而且耗时短，往往在几秒钟之内就能测得结果，而且寿命长，是较为理想的测温仪器。 红外测温的设计，其内容包含了电子技术，检测技术，单片机等多方面的内容，红外测温技术是一门很实用和前沿的技术，做此课题，有利于理论联系实际，更好的掌握这一方面的知识体系，是对学习内容的升华，特别是对单片机控制技术知识的深入理解，对于自身综合素质与工程能力的培养也有重要意义。 2设计任务和要求 2.2设计任务和要求 2.2.1设计任务 利用单片机作为控制板，控制红外测温模组实现温度测量，并能实现温度的现实，完成一个完整的智能化红外温度计的设计。 2.2.2设计要求 1.通过I/O口控制启动测温，并能显示温度值： 2 .可以测量目标温度和环境温度： 3.测量结果表示的精度为个位十位。测量结果表示精度，并非是测量精度，测量精度以传感器的性能决定。 3概述 3.1红外测温概况 3.1.1红外测温的基础理论 红外线是电磁波谱的一个部分，这一波段位于可见光和微波之间，根据普朗克辐射定理，凡是绝对温度大于零度的物体都能辐射电磁能，物体的辐射强度与温度表面的辐射能力有关，辐射的光谱分布也与物体温度密切相关。在电磁波谱中，我们把人眼可直接感知的0.4~0.75微米破段称为可见光波段，而把波长从0.75至1000微米的电磁波称为红外波段，红外波段的短波段与可见光红光相邻，长波端与微波相接。可见光辐射主要来自高温辐射源，如太阳，高温燃烧气体，灼热金属等，而任何低温，室温或加热后的物体都有红外辐射。 生物波谱 生物波谱，又叫生物频谱，是生物自身发出的生物物理信息的光波或频率的综合称谓，它构成生物体周围的生物信息场。科学研究表明，生物体（包括人体）可产生温度场，电场和磁场等，统称为生物信息场，可以用物理学中的电磁波谱频率或波长，温度等物理因子来表述。 生物波谱的波长覆盖范围在电磁波谱中的紫外线到弱微波之间，人体的生物波谱则主要在红外线到弱微波区域，尤其集中在红外线波段范围。因此它遵循电磁波的一切特性。 生物波谱的这种物理信息的存在,变化是与生物体自身功能状态密切相关的，同样可以反应生物体的健康状态。 红外辐射的发射及其规律 先简单介绍一下黑体的红外辐射规律。所谓的黑体，简单讲就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等译1的物体，也就是说全吸收。显然，