一種基于SOC的高精度紅外測溫系統的設計

　　3．系統軟件設計

　　紅外線(xiàn)溫度檢測系統的軟件設計主要有如下幾個(gè)主要模塊：初始化模塊﹑I/O口查詢(xún)模塊﹑AD轉化模塊﹑數據處理模塊﹑數據糾正模塊﹑顯示驅動(dòng)模塊等。另外還一個(gè)中斷程序處理模塊：0外部中斷，主要用于參數設定。

　　軟件設計流程如圖 3所示。

　　整個(gè)程序采用 c51編寫(xiě)，初始化模塊主要是初始化各路報警信號，將發(fā)射率等參數設定成默認的值并顯示。主程序不斷通過(guò) I/O口查詢(xún)模塊掃描 AD轉換模塊送過(guò)來(lái)的 12位數字信號，本程序中采用的是 SPI總線(xiàn)的通信方式，串行的接口方式節約了大量 IO口。接受過(guò)來(lái)的數字信號通過(guò)數據處理模塊處理之后按查表的方式得出溫度值，把該溫度值經(jīng)過(guò)數據糾正模塊糾正后送顯示模塊顯示，并將數據傳給上位機界面進(jìn)行顯示，從而完成了一路溫度測量。在程序的運行過(guò)程中，隨時(shí)可以對發(fā)射率，報警值等參數進(jìn)行設定。當功能鍵按下的時(shí)候觸發(fā)單片機的 0外部中斷，在中斷程序中對參數設定按鍵進(jìn)行掃描，并將結果存儲起來(lái)。每路測溫結束后系統通過(guò) RS485將溫度值傳送給上位機，在 VB界面上顯示。

　　1 實(shí)驗數據處理及發(fā)射率整定

　　2 實(shí)驗數據的最小二乘法擬合

　　對于一個(gè)測量系統，其精度和準確度是非常重要的。雖然本設計選用 12位AD，給本設計的高精度奠定了基礎，但是由于傳感器，AD等電子器件自身不可避免的誤差和外界的干擾，測量結果難免會(huì )有些偏差。因此和研究其他儀器儀表一樣，在本設計中，也進(jìn)行了大量實(shí)驗，通過(guò)對實(shí)驗數據的處理，進(jìn)一步提高了準確度。采用的主要方法是曲線(xiàn)擬合的最小二乘法?，F將其原理介紹如下：

　　在函數的最佳平方逼近中,函數 f(x)∈C[a,b]，如果 f(x)只在一組離散點(diǎn)集{xi，i=0,1,…,m}上給定，那么我們就需要對實(shí)驗數據{（xi，yi），i=0,1,…,m}進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，其中，yi= f(xi)。若要求函數 y="S" （(*)x）與所給數據{（xi，yi），i=0,1,…,m}擬合，則誤差δi= S *（x）-yi。設Φ 1（x），Φ2（x），…, Φn（x）是C[a,b]上線(xiàn)性無(wú)關(guān)函數族，在Φ =span{Φ1（x），Φ2（x），…, Φ n（x）}中找一函數S （(*)x），使其誤差平方和最小即可。因為實(shí)驗數據量很大，故在實(shí)際運算中，可以借助MATLAB等數學(xué)工具，通過(guò)調用或者編寫(xiě)相關(guān)函數來(lái)完成曲線(xiàn)擬合，最后選擇適當的結果輸出。