{dy}章 绪 论
1.1课题研究的背景
随着人类知识的积累和工业生产技术的发展，人类对自然的控制与加工能力越来越强。在人类社会的各个领域，从工业、农业、商业、国防、通信、交通运输、科学技术直到文化娱乐、教育、医疗乃至家庭生活的每一个角落，自动化设备、智能仪器仪表正延展着人们的感官，xx地执行人的命令，实现着人们过去可望而不可及的愿望。
由于微处理器生产成本的下降，目前各种自动化设备和智能仪器仪表的核心部件通常是由专用的微处理器构成。这些专用的微处理器在我国一般称为单片机，国外称为微控制器。单片机广泛用于自动化控制设备、消费电子产品、智能仪器仪表等领域，尤其是在新型智能化小产品开发方面，几乎是单片机一统天下。
单片机是一类特殊的微处理器，它内部的硬件结构与一般为微处理器相同的是都有控制器、运算器和各种专用寄存器。控制器将时钟振荡器产生的方波脉冲按固定的时间顺序分配给芯片内的各个部件，即产生节拍。在节拍的作用下控制器按程序计数器中的地址从程序存储器中取回指令进行译码，运算器和各种专用寄存器则根据译码在控制器的控制下有条不紊地进行数据的传递和运算处理。
单片机的应用，打破了人们的传统设计思想。原来需要使用模拟电路、脉冲数字电路等部件来实现的功能，在应用了单片机以后，无需使用诸多的硬件，可以通过软件来解决问题。目前单片机已经成为科技、自控等领域的先进控制手段，在人类日常生活中的应用也非常广泛。
(1)工业过程控制中的应用。
   单片机的I/O口线多，操作指令丰富，逻辑操作功能强大，特别适用于工业过程控制。单片机可作主机控制，也可作分布或控制系统的前端机。单片机具有丰富的逻辑判断和位操作指令，因此广泛应用于开关量控制、顺序控制以及逻辑控制。
(2)家用、民用电器中的应用
   单片机价格低廉、体积小巧、使用方便，广泛应用在人类生活中的诸多场合，如洗衣机、电冰箱、空调器等。
(3)智能化仪器、仪表中的应用
   单片机可应用于各类仪器、仪表和设备中，大大地提高了测试的自动化程度与精度，如智能化的示波器、计价器、电表、水表等。
(4)计算机网络、外设及通信技术中的应用
   单片机中集成了通信接口，因而能在计算机网络以及通信设备中广泛应用。如Intel公司的8044，它由8051单片机与SDLC通信接口组合而成，用高性能的串行接口单元SIU代替传统的UART,其传送距离可达1200米，传送速率为2.4Mbit/s。此外，单片机还在小型背负式通信机、自动拨号无线电话网、串行自动呼叫应答设备、程控电话、无线遥控等方面均有广泛的应用。

红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：
一. 辐射计，用于辐射和光谱测量；
二．搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；
三．热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；
四．红外测距和通信系统；
五．混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
红外传感器工作原理：
（1）待测目标。根据待测目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
　 （2）大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和                                         各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰              减。                                                                       
（3）光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。
　 （4）辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。
　　（5）红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。
　　（6）探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。
　　（7）信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，{zh1}输送到控制设备或者显示器中。
　　（8）显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
依照上面的流程，红外系统就可以完成相应的物理量的测量。红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。
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