畢業(yè)論文--糧庫溫度自動(dòng)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　糧庫溫度自動(dòng)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)方法。溫度信號(hào)由溫度芯片DS18B20采集，并以數(shù)字信號(hào)的方式傳送給單片機(jī)。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測電路、溫度控制電路、PC機(jī)與單片機(jī)串口通訊電路和一些接口電路 。單片機(jī)

2、通過對信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制的目的。文中還著重介紹了軟件設(shè)計(jì)部分，在這里采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要模塊有：數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號(hào)處理程序、繼電器控制程序、超溫報(bào)警程序。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89S51單片機(jī) DS18B20溫度芯片 溫度控制</p><p>　　DESIGN OF GRAIN DEPOT TEMPERATURE AUTOMATIC

3、 TEST SYSTEM</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design take at89S51 monolithic integrated circuit as core temperature control system's principle of work and design method. Th

4、e temperature signal by the temperature chip DS18B20 gathering, and transmits by digital signal's way for the monolithic integrated circuit. In the article introduced this control system's hardware part, includin

5、g: Temperature examination electric circuit, temperature-control circuit, PC machine and monolithic integrated circuit serial port communication channel and </p><p>　　Keywords：AT89S51 Monolithic Integrated C

6、ircuit ；DS18B20 Temperature Chip；Temperature Control；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一張 緒論1</b></p><p><b>　　1.1背景1</b></p><p>　　

7、1.2國內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域研究成果1</p><p>　　1.2.1 糧倉溫濕度檢測發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.2.2 單片機(jī)歷史2</p><p>　　1.3研究內(nèi)容和研究方法3</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的組成4</p>&l

8、t;p>　　2.2系統(tǒng)工作流程4</p><p>　　2.3系統(tǒng)的功能介紹5</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 AT89C51單片機(jī)功能介紹6</p><p>　　3.1.1 芯片簡介6</p><p>　　3.1.2 AT89C51各引腳在設(shè)計(jì)中的定義6<

9、;/p><p>　　3.1.3上電手動(dòng)復(fù)位電路8</p><p>　　3.1.4振蕩電路8</p><p>　　3.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器9</p><p>　　3.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇9</p><p>　　3.2.2 AD轉(zhuǎn)換器ICL7109的特點(diǎn)9</p><p>　　3.2.3 I CL

10、7109芯片引腳說明及外部連接10</p><p>　　3.2.4 ICL7109與89C51單片機(jī)的硬件接口設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.3溫度采集系統(tǒng)14</p><p>　　3.3.1 集成溫度傳感器的選擇14</p><p>　　3.3.2 AD590的性能特點(diǎn)15</p><p>　　3.3.3

11、 溫度采集電路15</p><p>　　3.4 濕度檢測16</p><p>　　3.4.1 濕度傳感器的選擇16</p><p>　　3.4.2 HS1101的性能特點(diǎn)17</p><p>　　3.4.3 濕度測量電路18</p><p>　　3.5 鍵盤及顯示接口擴(kuò)展19</p><

12、;p>　　3.5.1 芯片的選擇19</p><p>　　3.5.2 YM19264的引腳功能介紹20</p><p>　　3.5.3 YM19264與AT89C51的連接21</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1 程序開發(fā)環(huán)境及設(shè)計(jì)原則22</p><p>　　4

13、.2 本設(shè)計(jì)程序功能及流程22</p><p><b>　　結(jié) 論26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p>　　附錄A?。ㄓ⑽奈墨I(xiàn)）29</p><p>

14、;　　附錄B?。ㄖ形淖g文）36</p><p>　　附錄C?。ǔ绦颍?1</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1背景</b></p><p>　　由古至今，糧倉糧食的存儲(chǔ)是否得當(dāng)對國家的經(jīng)濟(jì)能否正常合理的運(yùn)行有很大的影響。但是在以前的經(jīng)濟(jì)和科技水平有

15、限，所以我國糧食的存儲(chǔ)的環(huán)境很差，管理落后。糧庫管理的重點(diǎn)之一就是要合理布置測溫點(diǎn)，經(jīng)常檢查溫度變化，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)糧食的發(fā)熱點(diǎn)，減少糧食的損失。然而，糧堆的熱傳遞又是那樣的緩慢，使人感知極差，需要管理人員經(jīng)常進(jìn)入悶熱、嗆人的倉房內(nèi)觀察溫、濕度，不斷進(jìn)行翻倉、通風(fēng)，這種繁重的體力勞動(dòng)，不僅對人體有極大地傷害，而且不科學(xué)、不及時(shí)。所以，糧食蟲蛀、霉變的情況時(shí)有發(fā)生。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域

16、研究成果</p><p>　　1.2.1糧倉溫濕度檢測發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，使監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，因此，糧情檢測技術(shù)糧情檢測屬監(jiān)控系統(tǒng)范疇，近年來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和的研究在軟、硬件等方面都有了一定的進(jìn)展。</p><p>　　早期糧情監(jiān)測主要采用溫度計(jì)測量法，它是將溫度計(jì)放入特制的插桿中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)插在

17、糧堆的多個(gè)測溫點(diǎn)，管理人員定期拔出讀數(shù)，確定糧溫的高、低，決定是否倒糧。這種方法對儲(chǔ)糧有一定的作用，但由于溫度計(jì)精度、人工讀數(shù)的人為因素等原因，溫度檢測不僅速度慢，而且精度低，抽樣不徹底，局部糧溫過高不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致因局部糧食發(fā)霉變質(zhì)引起大面積壞糧的情況時(shí)有發(fā)生。隨著科技的發(fā)展，從 1978 年開始，采用電阻式溫度傳感器、采樣器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、報(bào)警器等組成的儲(chǔ)糧監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)，它可對各糧庫的各個(gè)測溫點(diǎn)進(jìn)行巡回檢測，檢測速度、精度大大提高

18、，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，但由于電阻傳感器的靈敏度低，致檢測精度、系統(tǒng)可靠性還不夠理想。至 1990 年，糧情檢測系統(tǒng)有了很大的改善和提高，系統(tǒng)在布線上采用矩陣式布線技術(shù)，簡化了數(shù)據(jù)采集部分的線路，在傳感器方面應(yīng)用了半導(dǎo)體、熱電偶等器件；在線路傳輸上采用了串行傳輸方式，從而減少了傳輸線根數(shù)；采用單板機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并采用各種手段提高數(shù)據(jù)傳輸及檢測速度，通過軟硬件技術(shù)的結(jié)合，檢測精度和可靠性較前有很大提高。但溫度傳感器的線性度差，系統(tǒng)的檢測精度仍

19、不理想，無法大面積推廣。近年來，隨著單片機(jī)功</p><p>　　1.2.1單片機(jī)歷史</p><p>　　單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的

20、時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成）。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域

21、已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易</p><p>　　1.3研究內(nèi)容和研究方法</p><p>　　本課題需要研究的內(nèi)容主要有以下幾方面：</

22、p><p>　?。?）根據(jù)系統(tǒng)功能要求并且考慮系統(tǒng)的實(shí)用性和可操作性，進(jìn)行系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)。該方案采用模塊化設(shè)計(jì)方法，以方便系統(tǒng)調(diào)試和用戶的使用。</p><p>　?。?）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括芯片的選擇、芯片的功能介紹、芯片外圍電路的設(shè)計(jì)等。</p><p>　?。?）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。主要包括系統(tǒng)主程序，記數(shù)程序，采樣子程序，讀顯示子程序，寫顯示RAM子程序。&

23、lt;/p><p>　　本設(shè)計(jì)以實(shí)用為出發(fā)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)原理簡單，開發(fā)成本低，易于實(shí)現(xiàn)。器件選擇上，也考慮到實(shí)際應(yīng)用的具體情況。單片機(jī)控制可靠性高，溫濕度傳感器采集信號(hào)誤差小，穩(wěn)定度高，整個(gè)系統(tǒng)使用簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，有很強(qiáng)實(shí)用性。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本章從系統(tǒng)組成、工作原理、工作范圍等方面作了系統(tǒng)介紹。</p>&

24、lt;p><b>　　2.1系統(tǒng)的組成</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)總體功能，將其劃分為以下幾個(gè)功能模塊：微處理器CPU、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、溫度傳感器、濕度傳感器、鍵盤、數(shù)碼顯示組成，整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖所示。</p><p>　　圖2.1溫濕度控制系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)工作流程</b>

25、;</p><p>　　整個(gè)檢測系統(tǒng)的核心器件是單片機(jī)，它是整 個(gè)系統(tǒng)的“心臟”由它來接收溫濕信號(hào)并控制協(xié)調(diào)各功能模塊的正常工作。一方面AD590集成傳感器采集溫度信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過整理放大后送ICL7109A/D轉(zhuǎn)換器，由此將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)后送至CPU進(jìn)行運(yùn)算處理，另一方面濕度傳感器HS1101將采集的濕度信號(hào)通過以555定時(shí)器為主的單穩(wěn)態(tài)電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)直接送至89C51進(jìn)行處理，在單片機(jī)內(nèi)部，CPU根

26、據(jù)模擬量與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系，把收到的數(shù)字量與溫濕度值一一對照，找出合適的溫濕度值進(jìn)行顯示，達(dá)到測溫測濕的目的。顯示部分由液晶芯片YM19264輔助單片機(jī)來完成，并可通過鍵盤輸入指令進(jìn)行控制，充分提高了單片機(jī)的工作效率。</p><p>　　因89C51內(nèi)含4KB的EEPROM，不需外擴(kuò)展存儲(chǔ)器，可使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡單。</p><p>　　2.3系統(tǒng)的功能介紹</p><

27、p>　　本系統(tǒng)可對溫濕度值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，測溫范圍可為-55～+150。C，根據(jù)糧倉內(nèi)實(shí)際溫度變化情況，將測溫范圍設(shè)定為0-70。C。可測濕度測量范圍是（0-100）%RH，這也足以滿足對濕度的測量要求。所測溫濕度值通過YM19264鍵盤顯示芯片顯示。整個(gè)系統(tǒng)測量精度高、穩(wěn)定性好，性能上能夠達(dá)到遠(yuǎn)距離測量溫濕度的要求，適于安置在糧倉內(nèi)進(jìn)行檢測。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p>

28、<p>　　本章從器件選擇、性能特點(diǎn)、電路分析等方面對硬件系統(tǒng)進(jìn)行了討論。</p><p>　　3.1 AT89C51單片機(jī)功能介紹</p><p>　　3.1.1 芯片簡介</p><p>　　AT9C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（R

29、AM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51提供了高性價(jià)比的解決方案。AT89C51有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合

30、在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　3.1.2 AT89C51各引腳在設(shè)計(jì)中的定義</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)引腳功能定義如下，如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 AT89C51在本設(shè)計(jì)中的引腳</p><p>　　89C51各管腳說明如下：</p>&

31、lt;p>　　Vcc：電源引腳，接+5V電源。 </p><p><b>　　Vss：接地。</b></p><p>　　RST/Vpd：RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。Vpd為備用電源輸入端。</p><p>　　XTAL1，XTAL2：時(shí)鐘引腳。兩引腳間外接晶體與片內(nèi)反相放大器構(gòu)成一個(gè)振蕩器，為單片機(jī)提供時(shí)鐘控制信號(hào)。本設(shè)計(jì)根據(jù)需

32、要外接6MHZ晶體。</p><p>　?。和獠恐袛?輸入，本設(shè)計(jì)中與ICL7109的STATUS相連接受中斷請求信號(hào)。</p><p><b>　　：外部中斷1輸入。</b></p><p>　　T1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1外部輸入。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中將濕度檢測電路產(chǎn)生的頻率輸入T1口，用T1計(jì)數(shù)。同時(shí)用T0設(shè)

33、置1S的定時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。</p><p>　　：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖輸入線。</p><p>　?。和獠繑?shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖輸入線。設(shè)計(jì)中7109的片選端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫。</p><p>　　ALE/：地址鎖存允許信號(hào)輸出端，設(shè)計(jì)中此端接到74LS373地址鎖存器的鎖存允許端實(shí)現(xiàn)鎖存功能。</p><p>　　/Vpp：程序存儲(chǔ)器地址允許

34、輸入端。當(dāng)為高電平時(shí)，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令，當(dāng)為低電平時(shí)，CPU只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的指令。本設(shè)計(jì)不用外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器，固此腳接高電平。</p><p>　　P3口為多功能口，每一位都可以分別被定義為復(fù)用的輸入功能或復(fù)用的輸出功能。當(dāng)P3口某一位的鎖存器被置1后，輸出端可由復(fù)用的輸出功能信號(hào)控制，作復(fù)用的輸出功能的輸出線使用。而實(shí)際上，如果把復(fù)用輸出功能控制端置1，則P3.x端可實(shí)現(xiàn)復(fù)用的輸入功能。<

35、/p><p>　　P2口是一個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口，它有兩種使用功能：一種是作普通的I/O口使用；另一種是作系統(tǒng)擴(kuò)展的地址總線口，輸出高8位的地址。當(dāng)口電路中的多路開關(guān)接通鎖存器的Q端輸出時(shí)，P2口作普通輸入輸出使用，當(dāng)開關(guān)接通地址時(shí)，作地址總線口使用，P2口的引腳狀態(tài)由所輸出的地址確定。本系統(tǒng)中用P2.4和P2.5對ICL7109的高低位數(shù)據(jù)輸出進(jìn)行控制。</p><p>　　P0口為雙向I/O口

36、，它的結(jié)構(gòu)與P2口相似，可作輸入/輸出口使用，也可作系統(tǒng)擴(kuò)展的地址/數(shù)據(jù)總線口。P0口作地址/數(shù)據(jù)總線口使用時(shí)，由控制線控制將電子開關(guān)接通至地址/數(shù)據(jù)端，分時(shí)輸出擴(kuò)展外存的低8位地址。</p><p>　　3.1.3上電手動(dòng)復(fù)位電路</p><p>　　AT89C51單片機(jī)復(fù)位信號(hào)是高電平有效的，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使復(fù)位引腳

37、保持10ms以上的高電平。圖中RESET按鍵未按下時(shí)，單片機(jī)剛接通電源，就進(jìn)入了上電復(fù)位狀態(tài)，在單片機(jī)開始工作了以后，如按下RESET，由兩電阻組成的串聯(lián)分壓電路使RST得到一個(gè)高電平，從而使單片機(jī)重新復(fù)位；松開按鍵，復(fù)位信號(hào)消失，單片機(jī)可開始正常工作。</p><p>　　圖3.2 上電手動(dòng)復(fù)位電路</p><p><b>　　3.1.4振蕩電路</b></p

38、><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)需要，AT89C51的振蕩電路由一個(gè)6MHZ 和兩個(gè)20PF的電容組成。這個(gè)電路是一個(gè)典型的單片振蕩電路。</p><p><b>　　圖3.3 振蕩電路</b></p><p>　　。3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器</p><p>　　3.2.1模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇</p><p>　　即A

39、/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對于參考信號(hào)的大小。模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度，通常用輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信

40、號(hào)的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號(hào)的能力越強(qiáng)，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。例如：對于一個(gè)2位的電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器，如果將參考設(shè)為1V，那么輸出的信號(hào)有00、01、10、11四種可能，分別代表輸入電壓在0V-0.25V, 0.25V-0.5V, 0.5V-0.75V, 0.75V-1V時(shí)的對應(yīng)輸入。當(dāng)一個(gè)0.8V的信號(hào)輸入時(shí)，轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)為11。 </p><p>　　AD轉(zhuǎn)換器ICL7109的特點(diǎn)</

41、p><p>　　ICL7109主要有如下特性：</p><p>　　(1) 高精度(精確到1/212=1/4096)，低漂移(<1μV/。C)；</p><p>　　(2) 低噪聲(典型值為15μVP-P)，低功耗(<20mw)；</p><p>　　(3) 高輸入阻抗(典型值1012歐姆)；</p><p>

42、　　(4) 轉(zhuǎn)換速度最快達(dá)30次/秒，當(dāng)采用3.58MHz晶振作振源時(shí)，速度為7.5次/秒；</p><p>　　(5) 片內(nèi)帶有振蕩器，外部可接晶振或RC電路以組成不同頻率的時(shí)鐘電路；</p><p>　　(6) 12位二進(jìn)制輸出，同時(shí)還有一位極性位和一位溢出位輸出； </p><p>　　(7) 輸出與TTL兼容，以字節(jié)方式(分高低字節(jié))三態(tài)輸出，并且具有VAR

43、T掛鉤方式，可以用簡單的并行或串行口接到微處理系統(tǒng)；</p><p>　　(8) 可用RVN/（運(yùn)行/保持）STATUS(狀態(tài))信號(hào)監(jiān)視和控制轉(zhuǎn)換定時(shí)；</p><p>　　(9) 所有輸入端都有抗靜電保護(hù)電路。 </p><p>　　(10) ICL7109工作電壓為雙電源±5V，基準(zhǔn)電壓典型值為外部分壓輸入的2.8V[3]</p>

44、<p>　　3.2.3 ICL7109芯片引腳說明及外部連接</p><p>　　圖3.4 ICL7109引腳圖</p><p>　　ICL7109的引腳功能如下：</p><p>　　GND：數(shù)字地,0V。 </p><p>　　V-：負(fù)電源，接-5V。 </p><p>　　V+：正電源，

45、接+5V。</p><p>　　STATUS：狀態(tài)輸出，ICL7109轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，該腳發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。</p><p>　　POL：極性輸出，高電平表示ICL7109的輸入信號(hào)為正。</p><p>　　OR：過量程狀態(tài)輸出，高電平表示過量程。</p><p>　　B1~B12：三態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出，B12為最高位，B1為最低位。</p&

46、gt;<p>　　TEST：此引腳僅用于測試芯片，接高電平時(shí)為正常操作，接低電平時(shí)則強(qiáng)迫所</p><p>　　有位B1~B12輸出為高電平。</p><p>　　：低字節(jié)使能端。當(dāng)MODE和CE/LOAD均為低電平時(shí)，此信號(hào)將作為低位字節(jié)（B1~B8）輸出的輔助選通信號(hào)；當(dāng)MODE為高電平時(shí)，此信號(hào)將作為低位字節(jié)輸出。</p><p>　　：高字節(jié)使

47、能端。當(dāng)MODE和CE/LOAD均為低電平時(shí)，此信號(hào)將作為低電平時(shí)，此信號(hào)將作為高位字節(jié)（B8~B12）以及POL、OR輸出的輔助的選通信號(hào)；當(dāng)MODE為高電平時(shí)，此信號(hào)將作為高位字節(jié)輸出而用于信號(hào)交換方式。</p><p>　　：片選端。當(dāng)MODE為低電平時(shí)，它是數(shù)據(jù)輸出的主選通信號(hào)，當(dāng)本腳為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)正常輸出；當(dāng)本腳為高電平時(shí)，則所有數(shù)據(jù)輸出端（B1~B12，POL、OR）均處于高阻狀態(tài)。</p&g

48、t;<p>　　MODE：方式選擇。當(dāng)輸入低電平信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)換器為直接輸出工作方式。此時(shí)，可在片選和數(shù)據(jù)使能的控制下直接讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入高電平脈沖時(shí)，轉(zhuǎn)換器處于UART方式，并在輸出的兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，返回到直接輸出方式。當(dāng)輸入高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器將在信號(hào)交換方式的每一轉(zhuǎn)換周期的結(jié)尾輸出數(shù)據(jù)。</p><p>　　OSC IN、OSC OUT：振蕩器輸入、輸出端。</p><p>

49、　　OSC SEL：振蕩器選擇。輸入高電平時(shí)，采用RC振蕩器；當(dāng)輸入低電平時(shí)采用晶體振蕩器。</p><p>　　BUF OSC OUT：緩沖振蕩器輸出。</p><p>　　RUN/：運(yùn)行/保持輸入。輸入高電平時(shí)，每經(jīng)8192個(gè)時(shí)鐘脈沖均完成一次轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器將立即結(jié)束消除積分階段并跳至自動(dòng)調(diào)零階段，從而縮短了消除積分階段的時(shí)間，提高了轉(zhuǎn)換速度。</p>&l

50、t;p>　　SEND：是輸入信號(hào)。用于數(shù)據(jù)信號(hào)傳送時(shí)的信號(hào)交換方式，以指示外部器件能夠接受數(shù)據(jù)的能力。</p><p>　　REF OUT：基準(zhǔn)電壓輸出，一般為+2.8V。 </p><p>　　BUF：緩沖器輸出。</p><p>　　AZ：自動(dòng)調(diào)零電容CAZ連接端。</p><p>　　INT：積分電容CINT連接端。<

51、;/p><p>　　COMMON：公共模擬端。</p><p>　　INLO、INHI：差分輸入低端、高端。</p><p>　　REFIN+、REFIN-：正、負(fù)差分基準(zhǔn)輸入端。</p><p>　　REFCAP+：正差分電容連接端。</p><p>　　REFCAP-：負(fù)差分電容連接端。</p><

52、p>　　ICL7109外部電路連接元件參數(shù)選擇：</p><p>　　基準(zhǔn)電壓的供給：ICL7109片內(nèi)含有參考電壓源，由REFOUT(29端)輸出，一般為2.048V伏，經(jīng)電阻分壓輸出?；鶞?zhǔn)電壓輸入為差分輸入，分別從REFIN+(36端)、REFIN-(39 端)引入。一般來說對模擬輸入如果滿度輸出4096個(gè)數(shù)，則VIN =2VREF，即2.048V基準(zhǔn)電壓對應(yīng)于4.096滿度輸入模擬電壓，當(dāng)輸入模擬電壓

53、為5.0V，因此基準(zhǔn)電壓為2.5V，通過片內(nèi)參考電壓源經(jīng)電位器分壓得到。</p><p>　　時(shí)鐘電路的選擇：ICL7109時(shí)鐘電路選擇晶體振蕩器，為了使電路具有抗50Hz串模干擾能力，A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)選擇積分時(shí)間（2048個(gè)時(shí)鐘數(shù)）等于50Hz的整數(shù)倍，系統(tǒng)選擇3.58MHz晶振。本設(shè)計(jì)中，ICL7109接成晶體振蕩器時(shí)，內(nèi)部時(shí)鐘為58分頻后的振蕩器頻率。ICL7109每轉(zhuǎn)換一次所需的時(shí)間為8192個(gè)時(shí)鐘周期，轉(zhuǎn)換

54、時(shí)間的計(jì)算公式為：轉(zhuǎn)換時(shí)間=(8192×58)/晶振頻率。本系統(tǒng)中所用晶振頻率為3.58MHz，則轉(zhuǎn)換時(shí)間為133ms，即一秒轉(zhuǎn)換7.5次。</p><p>　　積分電容CINTZ選擇：積分電壓根據(jù)積分器給出的最大輸出擺幅電壓選擇。此電壓應(yīng)使積分器不飽和(大約低于電源0.3V)。對于ICL7109±5V電源，0.15uF比較合適。通常CINT=。</p><p>　　自

55、動(dòng)調(diào)零電容CAZ選擇：在模擬輸入信號(hào)較小時(shí)，如0～0.5伏時(shí)，自動(dòng)調(diào)零電容可選比積分電容CINT大一倍，以減小噪聲，CAZ的值越大，噪聲越小，如果CINT選為0.15μF，則CAZ=2CINT=0.33μF。當(dāng)傳感器傳來的微弱信號(hào)經(jīng)放大器放大后為0～5V，這時(shí)噪聲的影響不是主要的，可把積分電容CINT選大一些，使CINT=2CAZ，選CINT=0.33μF，CAZ=0.15μF，本系統(tǒng)正屬于這種情況。</p><p&

56、gt;　　積分電阻RINT選擇：緩沖放大器和積分器能夠提供20μA的推動(dòng)電流，積分電阻要選的足夠大。以保證在輸入電壓范圍內(nèi)的線性。積分電阻RINT等于滿度電壓時(shí)對應(yīng)的電阻值(當(dāng)電流為20μA、輸入電壓=4.096V時(shí)，RINT=200千歐)，此時(shí)基準(zhǔn)電壓V+RI和V-RI之間為2V，由電阻R1、R3和電位器R2分壓取得。 基準(zhǔn)電容CREF一般取值1uF 較好。如果存在一個(gè)大的共模電，要求電容值較大，以防止?jié)L動(dòng)誤差。</p&

57、gt;<p>　　3.2.4 ICL7109與89C51單片機(jī)的硬件接口設(shè)計(jì)</p><p>　　ICL7109內(nèi)部有一個(gè)14位(12位數(shù)據(jù)和一位極性、一位溢出)的鎖存器和一個(gè)14位的三態(tài)輸出寄存器，同時(shí)可以很方便地與各種微處理器直接連接，而無需外部加額外的鎖存器。ICL7109有兩種接口方式，一種是直接接口，另一種是掛鉤接口。在直接接口方式中，當(dāng)ICL7109轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，由STATUS發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束

58、指令到單片機(jī)，單片機(jī)對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)分高位字節(jié)和低位字節(jié)進(jìn)行讀數(shù)。在掛鉤接口方式時(shí)，ICL7109提供工業(yè)標(biāo)</p><p>　　圖3.5 ICL7109與89C51的接口電路</p><p>　　準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換模式，適用于遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[4]。本系統(tǒng)采用直接接口方式，7109的MODE端接地，使7109工作于直接輸出方式。</p><p>　　ICL7109與

59、AT89C51的連接如圖3.5所示，兩者間關(guān)系如下：</p><p>　　RUN/(運(yùn)行/保持)引腳接+5V，使A/D轉(zhuǎn)換連續(xù)進(jìn)行。</p><p>　　B1～B12輸出高低位數(shù)據(jù)，POL、OR輸出極性和溢出位，這些數(shù)據(jù)分時(shí)送至89C51的P0口。</p><p>　　將STATUS線與89C51的INT0相連，這樣每完成一次轉(zhuǎn)換便向89C51發(fā)一次中斷請求。<

60、;/p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行時(shí)，STATUS引腳輸出高電平。當(dāng)一次AD結(jié)束時(shí)，STATUS引腳降為低電平，由P2.6輸出低電平信號(hào)到ICL7109的，讀高位數(shù)據(jù)、極性和溢出位；由P2.5輸出低電平信號(hào)到，讀低位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分時(shí)傳輸。這種方法可簡化設(shè)計(jì)，節(jié)省硬件和軟件。</p><p>　　為7109片選端，低電平時(shí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)正常輸出，接至89C51的讀選通端。</p>

61、<p>　　其中ICL7660是＋5V輸入－5V輸出的電源極性變換器，用來為ICL7109提供雙極性電壓。</p><p>　　3.3溫度采集系統(tǒng) </p><p>　　3.3.1 集成溫度傳感器的選擇</p><p>　

62、　集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測。集成溫度變換器把作為感溫元件的結(jié)型溫敏器件與外圍電路集成在同一芯片上, 實(shí)現(xiàn)了溫度變換器的小型化。由于附加了線性化電路, 因此變換器線性極好, 解決了溫敏器件非線性問題。集成溫敏變換器還具有高靈敏度、高電平輸出、穩(wěn)定性好, 易于與讀出電路和控制電路接口等優(yōu)點(diǎn)。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出

63、和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0。C時(shí)輸出為0，溫度25。C時(shí)輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1μA/ K。溫度檢測在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科研以及日常生活等領(lǐng)域占有重要地位。</p><p>　　AD590是AD公司利用PN結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。這種器件在被測溫度一定時(shí), 相當(dāng)于一個(gè)恒流源。該器件具有良好的線性和互換性,測量精度高, 測溫范圍寬而

64、且容易實(shí)現(xiàn)。并具有消除電源波動(dòng)的特性。即使電源在5～15V之間變化,其電流只是在1μA以下作微小變化。因?yàn)锳D590是恒流器件, 所以適合遠(yuǎn)距離傳送, 也容易實(shí)現(xiàn)智能數(shù)字化顯示。</p><p>　　AD590的性能特點(diǎn)</p><p>　　AD590是電流型溫度傳感器,一般用于精密溫度測量電路,其電路外形如圖3.6所示,它采用金屬殼3腳封裝, 其中1腳為電源正端V+；2腳為電流輸出端Io

65、；3腳為管殼,一般不用。集成溫度傳感器的電路符號(hào)如圖3.7所示</p><p>　　圖3.6 AD590 的外形電路 圖3.7 集成溫度傳感器電路符號(hào)</p><p>　　AD590的主要特性如下：</p><p>　　1、兩端器件：電壓輸入。 </p><p>　　2、靈敏度：1μA/ K。即電流輸出溫度

66、每增加1。C，它會(huì)增加1μA輸出電流。</p><p>　　3、較寬的檢測范圍：-55～+155。C。</p><p>　　4、較寬的工作電壓：+4～+30V。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。</p><p>　　5、輸出電阻為710MW。</p><p>　　6、精度高，線形好：AD590共有I、

67、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55。C～+150。C范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3。C。</p><p>　　3.3.3溫度采集電路</p><p>　　首先，我們根據(jù)AD590的特性，找出其輸出電流值與溫度值的關(guān)系。具體說明如下：AD590輸出電流是以絕對溫度零度(－273。C)為基準(zhǔn)，每增加1。C，它會(huì)增加1μA輸出電流，例如在室溫25。C時(shí)，其輸出電流Io=(27

68、3+25)=298μA。故AD590的輸出電流I=(273+T)μA(T為攝氏溫度)?！?lt;/p><p><b>　　溫度采集電路分析</b></p><p>　　圖3.8 AD590溫度采集放大電路</p><p>　　如圖3.8所示因此量測的電壓V為(273+T)μA×10K= (2.73+T/100)V。為了將電壓量測出來又需

69、使輸出電流I不分流出來,我們使用電壓跟隨器，其輸出電壓V2等于輸入電壓V。由于一般電源供應(yīng)較多零件之后，電源是帶雜訊的，因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓V1需調(diào)整至2.73V。接下來我們使用差動(dòng)放大器，其輸出Vo為(50K/10K)×(V2－V1)=T/20V。如果現(xiàn)在為攝氏100度，輸出電壓為5V。圖中用到兩個(gè)LM324集成運(yùn)算放大器，前一個(gè)起跟隨作用，防止測電壓時(shí)分流，第二個(gè)起放大作用，將

70、電壓信號(hào)放大5倍后送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器[2]，此電路的最終目的是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大并將輸出電壓與測量溫度的關(guān)系設(shè)定為V=。這樣輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓不會(huì)超過滿度電壓，同時(shí)所測溫度的范圍也滿足要求。本設(shè)計(jì)設(shè)定的測溫范圍是0。C～70。C，那么輸入ADC的模擬電壓范圍為0V～3.5V。</p><p><b>　　3.4 濕度檢測</b></p><p>　　3.4.1濕度傳感器的選

71、擇</p><p>　　測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣中吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，電容式、電阻式和濕漲式濕敏元件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測量的。</p><p>　　HS1101是一種高分子濕敏電容傳感器, 濕敏電容是一種在高分子薄膜上形成的電容，高分子薄膜上的電極是很薄的金屬微孔蒸發(fā)膜，水分子可通過

72、兩端的電極被高分子薄膜吸附或釋放，隨著這種水分子的吸附或釋放，高分子的介電系數(shù)將發(fā)生相應(yīng)的變化。由于介電系數(shù)隨空氣的相對濕度變化而變化。所以只要測定電容C值就可得相對濕度。其具有不需校準(zhǔn)的完全互換性、高可靠性和長期穩(wěn)定性，響應(yīng)時(shí)間快速。專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過程等。</p><p>　　3.4.2 HS1101的性能特點(diǎn)</p&

73、gt;<p>　　HS1101的主要性能特點(diǎn)如下：</p><p>　　(1) 相對濕度在0%～100%RH范圍內(nèi), 相對濕度為55%RH時(shí)的典型電容值約182pF溫度系數(shù)為0.04pF/。C可見精度是較高的，常溫使用無需溫度補(bǔ)償，無需校準(zhǔn)。相對濕度在(33～75) %RH 之間時(shí)平均靈敏度為0.34pF/%RH 。</p><p>　　(2) HS1101有響應(yīng)快(響應(yīng)時(shí)間

74、小于5S)、線性度高、高可靠性及長期穩(wěn)定性(年漂移量0.5 %RH/年)、常時(shí)間飽和下快速脫濕等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　(3) 供電電壓一般選+5V最高不超過+10V。+5V供電時(shí)間的漏電僅為1nA，工作溫度范圍為- 40。C～100。C。</p><p>　　(4) 產(chǎn)品具有良好的互換性。在標(biāo)準(zhǔn)條件下（10KHZ、+25。C），更換HS1101時(shí)不需要重新標(biāo)定。</p>

75、<p>　　濕度值與電容值的關(guān)系如下圖所示：</p><p>　　圖3.9 濕度- 電容響應(yīng)曲線</p><p>　　相對濕度為55 %RH時(shí)的典型電容值約182pF，相對濕度從0%變化到100%時(shí)，電容量由162pF變到200pF。</p><p>　　濕度傳感器工作范圍如下圖：</p><p>　　圖3.10 HS1101濕

76、敏電容工作的溫濕度范圍</p><p>　　HS1101的工作范圍包含三個(gè)區(qū)域，長期穩(wěn)定區(qū)，正常工作區(qū)和非正常區(qū)。在長期工作區(qū)可長期連續(xù)工作，正常穩(wěn)定區(qū)僅供短期測量使用。</p><p>　　3.4.3濕度測量電路</p><p>　　HS1101電容傳感器在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于

77、接受的信號(hào)，常用兩種方法：一是將該濕敏電容置于運(yùn)放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；另一種是將該濕敏電容置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集。本設(shè)計(jì)采用頻率輸出形式，采集電路如圖3.11所示。</p><p>　　圖3.11 濕度信號(hào)采集電路</p><p>　　通電后，電源沿著U

78、CC→R4→R2→C→地的途徑給C充電，經(jīng)過t1時(shí)間后濕敏電容的壓降UC就被充電到TLC555的高觸發(fā)電平(UH=0.67UCC)，使內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)，OUT端的輸出變成低電平。然后C開始放電，放電回路為C→R2→D端→內(nèi)部放電管→地。經(jīng)過t2時(shí)間，UC降至低觸發(fā)電平（UL=0.33UCC）,內(nèi)部比較器再次翻轉(zhuǎn)，使OUT端輸出高電平。這樣周而復(fù)始的進(jìn)行充、放電，就形成了震蕩。充電，放電時(shí)間分別為：</p><p>

79、　　輸出波形的頻率（f）和占空比（D）的計(jì)算機(jī)公式如下：</p><p>　　通常取R4<<R2,使D50%，輸出接近于方波。例如，取R2=576kΩ、R4=49.9kΩ時(shí)，D=52%。當(dāng)C=C0=181.5pF時(shí)，求出f=6668Hz,這與6660Hz非常接近。輸出方波頻率與相對濕度的數(shù)據(jù)對照見表3.1。</p><p>　　濕敏電容經(jīng)振蕩電路變換后的脈沖頻率信號(hào)，送入單片機(jī)

80、的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1，T1工作于方式1為16位計(jì)數(shù)器，同時(shí)用T0定時(shí)1S，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，記錄脈沖數(shù)并存入內(nèi)存緩沖區(qū)。</p><p>　　表3.1 輸出方波頻率與相對濕度的數(shù)據(jù)對照表</p><p>　　3.5 鍵盤及顯示接口擴(kuò)展</p><p>　　3.5.1芯片的選擇</p><p>　　鍵盤及顯示部分?jǐn)U展選擇YM19264液晶顯示，YM

81、19264是深圳市耀宇科技有限公司，單個(gè)芯片就能完成鍵盤輸入和LCD顯示控制兩種功能。由于它本身可提供掃描信號(hào)，因而可代替CPU完成鍵盤和顯示器的控制，從而減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，提高了運(yùn)算速度，而且接口方便、顯示穩(wěn)定、程序簡單、可靠性高、使用方便。</p><p>　　3.5.2 YM19264的引腳功能介紹</p><p>　?。?）VSS 0V 電源地（2）VDD 5.0V 電源電壓

82、 （3）VEE 5.0V~(-13V) 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 （4）D/I H/L D/I=“H”,表示DB7~DB0為顯示數(shù)據(jù)，D/I=“L”,表示DB7~DB0為顯示指令數(shù)據(jù) （5） R/W H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7~DB0 ，R/W=“L”,E=“H→L”, DB7~DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR （6）E H/L 使能信號(hào)：R/W=“L”,E信號(hào)下降沿鎖存DB7~DB0 ，R/W=“H”,E=“H

83、” DRAM數(shù)據(jù)讀到DB7~DB0 （7 ）DB0 ~7 H/L 數(shù)據(jù)線 （8）CS1 L （19264A)，選擇IC1,即（左）64列 （9） RESET L 復(fù)位控制信號(hào)，RST=0有效 （10） CS2 L （19264A) 選擇IC2,即（中）64列 （11） CS3 L （19264A) 選擇IC3,即（右）64列 （12） V0 -9V Negative Voltage for LCD driv

84、ing （13） LED+ +5.0V The LED s</p><p>　　3.5.3 YM19264與AT89C51的連接</p><p>　　圖3.12 89C51與YM19264接口電路</p><p>　　YM19264是一個(gè)液晶顯示芯片，單片機(jī)利用數(shù)據(jù)與控制信號(hào)直接采用存儲(chǔ)器訪問形式來控制液晶模塊，單片機(jī)數(shù)據(jù)口P0口通過74HC245與液晶模塊數(shù)

85、據(jù)口相連，單片機(jī)的P1.1作為液晶模塊的讀寫控制信號(hào)，液晶模塊顯示在RES接上復(fù)位電路，RS、CS1、CS2、CS3、E信號(hào)分別接到單片機(jī)的P1.0到P1.5上。液晶模塊就相當(dāng)于單片機(jī)的外部存儲(chǔ)器一樣，單片機(jī)可以方便的控制數(shù)據(jù)與指令的輸入、輸出，當(dāng)E為高電平時(shí)選通液晶模塊，CS1、CS2和CS3將液晶的屏幕分成三個(gè)部分，高電平有效。RES必須接一個(gè)復(fù)位電路，低電平有效。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)&

86、lt;/p><p>　　4.1 程序開發(fā)環(huán)境及設(shè)計(jì)原則</p><p>　　基于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件開發(fā)，常用的有匯編語言，C語言等。考慮到要編寫的程序較小，且功能也簡單，采用C語言來編寫難度大，匯編語言基本保留了機(jī)器語言的靈活性。使用匯編語言能面向機(jī)器并較好地發(fā)揮機(jī)器的特性，得到質(zhì)量較高的程序。匯編語言像機(jī)器指令一樣，是硬件操作的控制信息。匯編語言用來編制系統(tǒng)軟件和過程控制軟件，其目標(biāo)程序

87、占用內(nèi)存空間少，運(yùn)行速度快，有著高級語言不可替代的用途。因此，采用匯編語言作為編程語言。</p><p>　　編制軟件最基本的要求是：</p><p>　?。?）軟件結(jié)構(gòu)清晰、簡捷、流程合理；</p><p>　　（2）名功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化。這樣便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修改；</p><p>　?。?） 程序存儲(chǔ)區(qū)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)規(guī)劃合理，既

88、節(jié)省空間，又便于操作；</p><p>　　本設(shè)計(jì)基于模塊化思想。編寫過程中，使用了子程序。主程序比較簡單,可讀性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)清晰，層次明確。</p><p>　　4.2 本設(shè)計(jì)程序功能及流程</p><p>　　本系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)了計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)信號(hào)采集、溫濕度值顯示等主要子程序。并列出了溫濕度顯示主程序及個(gè)子程序的流程圖。在程序設(shè)計(jì)中運(yùn)用了模塊化與結(jié)構(gòu)化相結(jié)合的

89、方法，低級模塊可以被高級模塊重復(fù)調(diào)用，提高了效率，節(jié)省了內(nèi)存，也方便了程序的調(diào)試和使用維護(hù)。下面介紹各個(gè)程序模塊的功能。</p><p>　　主程序：系統(tǒng)上電或復(fù)位后，即進(jìn)入主體模塊。具體功能是:初始化，為啟動(dòng)作準(zhǔn)備，連接各個(gè)子模塊并協(xié)調(diào)它們的工作。溫濕度顯示的主程序流程圖4.1及4.2所示。溫度數(shù)據(jù)采集子程序：本程序的作用是將ICL7109轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)量送如單片機(jī)中。因?yàn)?109為12位輸出，所以需分時(shí)調(diào)用輸出的

90、高位和低位，流程圖見圖4.3。計(jì)數(shù)子程序：T1工作于計(jì)數(shù)方式1，T0工作于定時(shí)方式1。通過T0定時(shí)1S來對輸入的頻率進(jìn)行記數(shù)。由于在此方式下，T0每次最多產(chǎn)生100ms的定時(shí)，所以要循環(huán)10次才能實(shí)現(xiàn)，本程序通過調(diào)用一個(gè)中斷子程序來完成此功能。預(yù)先設(shè)T0初值，TL0=B0H，TH0=3CH。流程圖見圖4.4。</p><p>　　圖4.1 溫度檢測顯示流程圖</p><p>　　圖4.2

91、濕度檢測顯示流程圖</p><p><b>　　存儲(chǔ)器分配：</b></p><p>　　20H：溫度值高位；</p><p>　　21H：溫度值低位；</p><p>　　22H：濕度值高位；</p><p>　　23H：濕度值低位；</p><p>　　24H：模數(shù)轉(zhuǎn)換