LG0023智能红外测温仪2.docx
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LG0023智能红外测温仪2
摘要
随着社会生活的越来越发展进步，人的健康也越来越重要，健康也渐渐成为时下最为流行的话题。
的确，健康是一切生活行动的首要前提，体温作为健康的一个重要指标显的十分重要，快速准确的测量人体的温度也成了一个重要的课题。
在本设计中，就围绕着如何建立一个快速准确测量人体温度系统来研究。
测量人体温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：
①传统的分立式温度传感器，②模拟集成温度传感器，③智能集成温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。
文章将使用AT89C51单片机，ISD2560语音芯片,选用非接触式红外温度传感器ZTP135S-R作为敏感元件，开发了带语音播报的温度测试仪。
本论文主要包括两部分的内容。
一是系统控制部分硬件设计和相应的软件实现，主要讲述了AT89C51单片机与温度传感器ZTP135S-R电路的连接，驱动电路的实现；二是主要介绍了ISD2560语音芯片的原理及分段应用，以及如何利用该芯片设计语音播报器。
关键词：
单片机，语音芯片，传感器，信号处理
目录
1引言1
1.1课题研究的目的和意义1
1.2温度传感器的国内外发展概况及发展趋势2
1.3课题的研究内容及主要工作2
1.4非接触式测温原理3
2方案论述4
2.1前言4
2.2总体设计方案4
2.3软件设计5
3主要元器件概述6
3.1单片机概述6
3.1.1振荡器特性7
3.1.2芯片擦除技术8
3.1.3CPU时序8
3.1.4时钟电路9
3.2非接触式传感器9
3.3模数转换器11
3.4语音芯片13
3.4.1ISD2560介绍13
3.4.2模式应用15
3.4.3 录音15
4 接口电路设计17
4.1传感器调理电路17
4.2A/D与AT89C51接口电路设计17
4.3语音芯片应用电路19
4.4显示电路20
4.5上位机接口21
5软件设计23
5.1 主程序23
5.2 模数转换子程序24
5.3 显示子程序25
5.4 录音/放音子程序26
6系统的调试27
6.1硬件调试27
6.2软件调试27
6.3样机调试27
6.4系统误差分析28
7结论29
致谢30
参考文献31
附录Ⅰ语音播报温度控制的程序实现32
附录Ⅱ硬件连接图40
2.2总体设计方案
在人体测温方面有很多的方法,在本方案中采用的非接触式测温方法,用红外传感器接受人体辐射的红外线,经由电路显示出人体的温度。
本方案由以下几部分组成:
红外接收部分,信号处理部分,语音播报部分。
框图如下：
图2-1系统框图
3主要元器件概述
3.1单片机概述
单片机是本系统的核心元件，这里采用的是AT89C51型单片机。
AT89C51单片机内部由CPU、4KB的ROM、128B的RAM、4个8位的I/O并行端口、一个串行口、两个16位定时/计数器等组成。
AT89C51单片机采用40脚双列直插式封装，由于为高性能单片机，受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有双重功能。
其管脚图如下：
图3-8ADC0809内部结构图
图3-9ADC0809管脚图
3.4语音芯片
美国ISD公司的2500芯片，按录放时间60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四个品种。
ISD2500系列和1400系列语音电路一样，具有抗断电、音质好，使用方便等优点。
它的最大特点在于片内E2PROM容量为480K（1400系列为128K），所以录放时间长；有10个地址输入端（1400系列仅为8个），寻址能力可达1024位；最多能分600段；设有OVF（溢出）端，便于多个器件级联。
ISD2500系列单片机语音录放电路，片内由时钟振荡器、微音放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、差动功率放大器等高品质语音录放系统所需的全部基本功能电路。
一个最小的录放系统仅由一个驻极体话筒、一个喇叭、两个按钮、一个电源和少量的电阻电容组成[14]。
3.4.1ISD2560介绍
ISD2560语音录放集成芯片，它具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用的开发系统等优点。
录音时间为60s，能重复录放达10万次。
芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了A/D、D/A转换器。
每个采样值直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。
内部原理框图及引脚排列如图3-9所示。
图3-102560内部结构图
ISD2560集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480K字节的E2PROM等。
图3-11DIP封装图
表3-1管脚说明图
引线端
名称
功能
1-7
A0/M0～A6/M6
地址
8-10
A7～A8
地址
11
AUXIN
辅助输入
12,13
VSSD、VSSA
数字和模拟地
14,15
SP+、SP-
扬声器输出
16,28
VCCA、VCCD
模拟、数字信号电源正极
17,18
MIC、MICREF
麦克风输入和输入参考端
19
AGC
自动增益控制
20,21
ANAIN、OUT
模拟信号输入和输出
22
OVF\
溢出
23
CE\
片选（低电平允许芯片工作）
24
PD
芯片低功耗状态控制
25
EOM\
录放音结束信号输出
26
XCLK
外部时钟
27
P/R\
录/放控制选择
3.4.2模式应用
当最高位地址（MSB）A8、A9都为高电平时，地址端就作为操作模式选择端（高电平有效）
表3-2操作模式
模式控制
功能
典型应用
A0/M0
信息检索
快速检索信息
A1/M1
删除EOM标志
在语音录放结束时，给出EOM标志
A2/M2
未用
当工作模式操作时，此端接低电平
A3/M3
循环放音
从0地址开始连续重复放音
A4/M4
连续寻址
可录放连续的多段信息
A5/M5
CE电平触发
允许信号中止
A6/M6
按钮控制
简化器件接口
附录Ⅱ硬件连接图
①.小系统板的硬件连接图
②.A/D转换的硬件连接图
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