基于STM32单片机的红外测温仪的设计与实现
2.6 温度补偿单元
由于受到环境温度的影响，需要对系统进行温度补偿，本系统采用的是集成温度传感器AD592，是美国AD公司的一款高性能集成温度传感器，具有精度高、非线性的误差小、输入的范围宽等优点。系统中的可调电阻R2用来校准输出电压V2，当环境温度为0时输出电压V2为0;R5用来校准温度系数。经校准后，输出电压V2即为温度系数与环境温度的积，接到STM32的ADC端口PC0。
2.7 模拟/数字转换单元
STM32内置了3个12 bit的模拟/数字转换器(ADC),每个ADC共有多达21个外部通道，可以实现单次或扫描转换，在扫描模式下，自动进行在选定的一组模拟输入上的转换[5]。其A/D转换器测量范围为0~5 V，因为本系统的工作频率为150 Hz，每周期采样10次，所以ADC的转换速率设为1.5 kHz，系统中采用PC1端口对电压进行采样。
2.8 输入输出单元
STM32拥有多达80个多功能双向I/O口，因此设计键盘时可采用5个独立式按键，分别为开机、摄氏与华氏温度转换、辐射率修正和背光显示键，LCD显示器采用字符型液晶NT7502显示，微处理器通过8 bit串行接口向NT7502发送数据/命令,用GPIO实现LCD的读写控制时序以及数据信号，完成对LCD的操作控制，同时可用来显示环境温度的值。液晶显示器接口电路如图3所示。
3 系统的软件设计
系统的软件设计采用模块化的设计， 包括步进电机设计的控制程序、对目标温度的检测、按键的识别、LCD的驱动、对数据的采样以及对数据的处理算法等程序。整个测温过程的流程如图4 所示。
红外测温仪必须经标定才能正确显示出被测目标的温度，传统的查表方式和拟合曲线法等标定方式不仅要测量多个温度点，而且精度低、误差大。本系统在标定的过程中，采用了三层BP神经网络算法对测温数据进行标定，其具有自学习、自适应信息并行处理能力。在标定过程中，采用黑体炉模拟被测目标，采集不同温度下信号电压的大小。经过反复多次测量，在10℃~50℃的工作环境温度中，测温范围为800℃~1 500℃。并在中频真空感应熔炼炉上与铂铑热电偶进行对比实验，该系统精度可达±1‰，分辨率为0.5 ℃，响应时间小于50 ms，基本满足系统的最初设计要求。
本文研制的是一种基于比色测温原理的红外测温仪，与其他测温仪相比，能够抵消由于辐射率对测温精度的影响，使得测量结果更加接近待测物体表面真实温度，由于采用了32 bit的STM32作为处理芯片，与其他使用8 bit或16 bit处理器相比，使数据处理能力大大增强，测温性能得到很大提高，同时也减小了测温仪的体积，并具有结构简单、操作方便、可靠性好、价格低等优点。
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