3.3.4　單片機主要數據處理內容

由基本測溫原理可知，單片機系統主要數據處理內容有線性化處理、輻射率修正和環溫補償。這些通過列溫度值表和ε修正值表，然后，由查表程序查得實際溫度，送顯示器顯示。

3.4　D/A轉換器

D/A轉換器使用DACO832芯片，它與微處理器完全兼容，分辨率為8位。通過兩級LM324運算放大器轉換成0.8～4V電壓，再經V-I變換電路得到4～20mA標準電流輸出。

3.5　輸入 輸出接口電路

接口電路包括LCD顯示器、鍵盤、串行通訊、打印機。四位液晶顯示器LCD(ED-S805型)用來顯示0～500℃溫度值，顯示分辨率0.1℃。4個顯示驅動器選擇4544，具有自行消隱無效零的特殊功能。

鍵盤設16個鍵：輻射率補償鍵ε，距離選擇鍵L，打印鍵PRT，執行鍵MON，數字鍵0～9，小數點鍵。4×4鍵盤為非編碼式的，80C31的P1口作為與4×4鍵盤的并行接口，當80C31對鍵盤采用定時掃描方式時，T0每隔10ms產生一次中斷，CPU響應T0的溢出中斷請求，對鍵盤進行掃描。

80C31片內含有一個全雙工串行口，為TTL電平，而微機是RS-232C標準接口，經電平轉換后，80C31可將測溫數據發送給微機，微機將這些數據形象地顯示于CRT或打印成各種報表。

4　軟件設計

單片機檢測系統的軟件設計全部使用匯編語言編程(個別輔助計算用BASIC語言，但不涉及編程部分)，以提高系統的快速性和實時性。軟件采用模塊化設計方法，有利于修改和調式。程序主要分4部分：①主程序；②中斷服務程序；③監控程序；④處理程序。

4.1　主程序設計

主程序是軟件設計的核心部分，能完成測溫的主要處理內容。主程序設計流程圖如圖3所示。

圖3　主程序設計流程圖

主程序一開始對系統進行初始化，包括對80C31和80C55初始化以及設置 4051通道，以便自動選擇放大倍數。開中斷后，由于采樣為高級中斷，所以先判一次A/D轉換結束否，未結束，繼續轉換；結束，進行碼制轉換和數字濾波，然后進行測溫的主要數據處理，即線性化處理，輻射率修正和環溫補償，所得溫度數字量一方面送D/A轉換，另一方面送串行通訊，最后判一下是否工作在監控狀態下，再將溫度值送顯示或轉鍵處理程序。

4.2　中斷服務程序

中斷服務程序為采樣程序和鍵輸入程序。INT0中斷時，轉入采樣中斷服務程序，執行把模擬電壓量轉換為數字量，送單片機計算，T0溢出中斷時，轉入鍵輸入中斷服務程序，使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理。INT0為高級中斷，T0溢出中斷為低級中斷。

4.3　監控程序

監控程序指鍵處理子程序和顯示子程序。鍵處理子程序是對鍵入的16個鍵作相應處理；顯示子程序使四位液晶顯示器顯示指定內容，如顯示溫度測量值、ε字型等。

4.4　處理程序

處理程序是軟件設計的主要部分，能完成測溫的主要任務，包括數字濾波、線性化處理、輻射率修正值查取、環溫檢測、輻射率修正、環溫補償、碼制轉換、D/A轉換和串行通訊。

軟件設計的突出特點是較好地解決了過去用模擬電路實現的線性化處理、輻射率修正和環溫補償問題。運用這些硬件軟件化手段，不但顯著降低了成本，提高了精度，而且有效地解決了輻射測溫中必須解決的重要技術問題，效果頗佳。

5　結束語

本測溫儀單片機檢測系統，以MCS-51系列中性能優越的CHMOS單片機為主設計。硬件電路結構簡單，功能較強；軟件設計靈活，速度快，實用性強。在抗干擾方面，采取了許多措施，包括防振、濾波、屏蔽、合理布線等硬件措施，以及雙積分A/D轉換、數字濾波等軟件措施。經仿真調試證明，系統的硬、軟件設計合理，功能完備，運行穩定、可靠。

6　參考文獻
　[1]周書銓.紅外輻射測量基礎.上海：上海交通大學出版社，1991：1～12
　[2]何立民.單片機應用系統設計.北京：北京航空航天大學出版社，1990
　[3]陳粵初等編著.單片機應用系統設計與實踐.北京航空航天大學出版社，1991：206～216