图 3.3 红外人体测温仪电路
3.2 温度传感器
本设计的探头使用的是红外线传感器，它能接收人体发射出的红外线并使之转换成电压信号。设计选用的是PM611单元热释电传感器，这种传感器虽是单灵敏元，由于他采用一个接收元和二个并联的补偿元串接的结构，故也能有效地补偿环境温度起伏，振动等干扰影响。他的工作温度是-20℃——+70 ℃，特别适合测量人体的温度。而且PM611各项指数都比较好，因此选用了他做温度仪的探头。如图3.4所示：
图3.4 传感器的内部典型连接电路
3.3 放大电路的设计
由于传感器探测到的人体红外线信号较弱，当转化为电压后需要通过放大器放大电压信号。因为探测器测到的信号可能掺杂了外界环境的某些因素，所以放大电路中要加入低通滤波电路把多余的杂信号过滤掉。如图3.5所示：
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图3.5 放大部分电路
传感器输出的信号经47 μF电容耦合到第一个同相放大器，它的闭环增益为23～24之间。同时第一个放大器还兼做高通滤波器，其截止频率为0.3 Hz。第二个放大器是一个低通滤波器，其闭环增益约为1，截止频率为7 Hz。第一个，第二个放大器分别把低于0.3Hz和高于7 Hz的信号滤掉，使输出的信号仅是经过调制器调制的1 Hz红外辐射信号。通过第二章的原理可知由信号转换为电压再转化成温度才显示出来的，那么这个过程将在第三个放大器中完成。通过放大滤波的信号就输入到模数转换器的Vin（+）端，模数转换器会把收到的信号进行模数转换。
调试：在实验中通过调节放大器1输出端的10KΩ变阻器，使第三个放大器的输出信号大小发生改变，当最后一个也就是第三个信号放大器的输出小于5V时，可以适应下面系列的处理，因此第三个放大器的两个电位器用来调节最后信号输出的大小，确保在高温时不超过5V。 3.4 模数转换部分电路
由于传感器探测到红外线后被放大的是模拟信号，然而需要在LCD液显上显示出来，所以本设计利用模数转换器来实现这个功能。因为只用到了一个输入信号，所以为了节省不必要的累赘，采用ADC0804把有用的模拟信号转换成数字信号，最后显示出来。
ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型模数转换芯片。分辨率8位，输入电压范围是0~5V, 增加一些外部电路后，输入模拟电压为±5V。此芯片内有输出锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，不用再加接口电路。ADC0804芯片的外引脚图如3.6所示，引脚名称及意义如下：
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图3.6 ADC0804引脚图
Vin（+）、Vin（-）：芯片的两个模拟信号输出端，用来接收单极性、双极性和差模输入信号；
D0~D7：AD转换器的数据输出端； AGND：接模拟信号地； DGND：接数字信号地端；
CLK IN：外电路提供时钟脉冲输入端；
CLK R：内部时钟发生器外接电阻端，与CLK IN端配合可由芯片自身产生时钟脉冲，频率为1/1.1RC；
CS：片选信号输入端，低电平有效，一旦使用低电平，表示转换器被选中，则开始工作。
WR：写信号输入，低电平有效。当CS、WR同时为低电平时，启动转换。 RD：读信号输入，低电平有效，当CS、RD同时为低电平时，可以读取转换输出的数据。
INTR：转换结束输出信号，低电平有效。如果输出低电平表示此次转换已经完成。
本设计采用了CLK R端口和CLK IN端口配合，芯片本身产生时钟脉冲的方法，A/D转换器Vin（+）端口接收到经处理过的模拟信号在内部进行模数转换，片选端口CS和WR写信号输入端口同为低电平时启动转换，因为0804内部有输出锁存器，转换后的数字信号存在锁存器里，当CS、RD同为低电平时，可以读取转换输出的数字信号，由A/D模数转换器的D0~D7端输出，接入AT89C51单片机的P1口的P1.7~P1.0,经过程序烧制显示到液晶显示屏上。A/D模数转换电路连接图如下图3.7：
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图3.7 ADC0804模数转换电路
3.5 LCD1602显示电路
液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。在本设计采用的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里以常用的2行16个字的1602液晶模块来介绍它的编程方法。1602采用标准的16脚接口，其中：
第3脚：VEE为液晶显示器对比度调整端；
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；
第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线； 第15～16脚：空脚。
液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，表2是DM-162的内部显示地址。
表2 1602的内部显示地址
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 104040404040404040404104104104104104104序号 第一行 第二行 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。 在软件中设置温度的代码是：30.0℃（00110011B，00110000B，00101110B， 00110000B，01000011B）；37.0℃（00110011B，00110111B，00101110B，00110000B， 01000011B）；60℃（00110110B，00110000B，01000011B）。
在液显电路连接上，LCD1602显示模块可以直接和单片机AT89C51直接接口，液晶显示的D0~D7八个双向端口接AT89C51单片机的P0口的P0.0~P0.7，单片机的P0口可以作为通用的输入，输出端口使用，此时，若要驱动NMOS或其他拉电流负载时，需外接上拉电阻，才能使该位高电平有效，所以中间接10K的排阻，来决定显示器高低点位，是否要显示。
由于VEE端接电源时接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，对比度过低会使屏幕模糊不清，所以使用时可以通过一个10K的电位器来调整它的对比度。LCD1602的RS寄存器选择端口接单片机的P2.1口，通过软件程序中对此端口的设置来决定选择的寄存器。液显的RW端口直接接单片机的P2.2口，高电平时进行对输入的数字信号进行读数。使能E端接单片机的P2.3口，使能端由高电平到低电平时开始执行命令，把读数显示出来。下图3.8是LC D1602显示电路的连接图：
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