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mlx-90614的应用单片机课程设计论文 PAGE 1 非接触式温度计 PAGE I 目录 TOC \o "1-3" \h \u 摘要 I 目录 II 一、系统方案设计 1 二、硬件电路设计 2 2.1 单片机最小系统电路设计 2 2.1.1最小系统电路 2 2.1.2 晶振和复位电路 2 2.2 传感器电路设计 4 2.2.1 MLX90614红外测温传感器介绍 4 2.2.2 MLX90614传感器电路 5 2.3 液晶显示电路设计 5 2.3.1 LCD液晶显示介绍 5 三、 系统软件设计 7 3.1 红外测温模块设计 7 四、整体电路原理图 9 五、程序设计 9 PAGE 1 一、系统方案设计 本系统采用51单片机为核心，用红外温度传感器MLX90614数据采集，数据经单片机处理后送LCD显示。该设计主要有三大模块组成、红外温度采集模块、单片机最小系统模块、LCD显示模块。系统整体框图如1.1： 图1.1 系统整体框图 PAGE 2 二、硬件电路设计 2.1 单片机最小系统电路设计 2.1.1最小系统电路 该系统是以AT89C51单片机为核心器件，其模块的工作原理是：加载相应程序的AT89C51单片机把红外测温模块传来的数据LCD液晶显示。单片机需要一定的外接电路才能正常工作即单片机最小系统，电路如图2.1所示，其主要包括AT89C51单片机、复位电路和时钟电路。 图2.1 单片机最小系统 2.1.2 晶振和复位电路 晶振是给单片机提供工作信号脉冲的，这个脉冲就是单片机的工作速度。晶振电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格 PAGE 10 地工作。通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，如图3.3中Y2、C11、C12。可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的石英晶体。而单片机工作速度是每秒 11.0592M，即此次晶振选择12M，补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电容。晶振电路如图2.2 所示。 图2.2 晶振电路 复位的条件：RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作。上电瞬间RST引脚获得高电平，随着电容的充电电流的减小，RST引脚的电位逐渐下降。当需要复位是，按下按键，利用电容放电使RST引脚为高电平，单片机复位。 上电与按键均有效的复位电路不仅在上电时可以自动复位，而且在单片机运行期间，利用按键也可以完成复位操作。复位电路如图2.3 所示。 图2.3 复位电路 2.2 传感器电路设计 2.2.1 MLX90614红外测温传感器介绍 由红外温度传感器、低噪声放大器、A／D转换器、DSP单元、脉宽调制电路及逻辑控制电路构成，热电堆输出的温度信号经过内部高性能、低噪声的运算放大器放大后，送给模数转换器（ADC），ADC输出的17位数字经过可编程FIR和IIR低通滤波器（即框图2.4中的DSP）处理后输出，该输出作为测量结果保存在MLX90614内部RAM存储单元中，可以通过SMBus读取；同时测量结果送到后级数子式脉冲宽度调制电路，将测量结果以PWM的方式输出。 图2.4 MLX90614内部的结构框图 MLX90614采用4脚罐形封装（TO239），顶端引脚分布视图如图2.5所示，具体的引脚功能如下： 图2.5 MLX90614的顶端引脚分布视图 VDD：外部电源输入； VSS：地，和外壳相连； SCL/Vz：当MLX90614为SMBUS模式时SCL为串行输入，为PWM模式时Vz为由外部电路置高电平； SDA/PWM：当MLX90614为SMBUS模式时串行数据输入输出接口，为PWM模式时做为PWM波输出接口。 2.2.2 MLX90614传感器电路 MLX90614硬件电路连接如图2.6所示，传感器的SCL/VZ 、PWM/SDA管脚直接连接单片机的普通I/O口，即单片机上的P1.0和P1.1并通过这两个I/O口实现单片机与传感器相互之间的数据的传输。VDD为电源引脚接+5V，VSS为地端。由于MLX90614的输入输出接口是漏级开路（OD）结构，需要加上拉电阻即图3.6中的R4和R5（10K）。 图2.6 MLX90914红外传感器电路设计 2.3