畢業(yè)設(shè)計(jì)-----基于gsm的糧倉溫濕度無線監(jiān)控系統(tǒng)

1、<p>　　糧倉的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著單片機(jī)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，單片機(jī)測控技術(shù)已得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。這種單片機(jī)的測試技術(shù)為工業(yè)控制、家用電器和儀器儀表智能化的應(yīng)用提供了一種全新的、有效的測試方法，并具有很大的實(shí)用意義和前景。</p><p>　　本文

2、根據(jù)糧倉環(huán)境測試的特點(diǎn)，應(yīng)用現(xiàn)代檢測理論，對(duì)溫室的溫度、濕度等環(huán)境因子進(jìn)行自動(dòng)檢測，完成了整個(gè)監(jiān)測檢測系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。</p><p>　　第一章對(duì)糧倉自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展背景及現(xiàn)狀作一簡單介紹，并確定了本論文的設(shè)計(jì)方向;;第二章介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì);第三章介紹了系統(tǒng)軟件的模塊化設(shè)計(jì);最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的改進(jìn)提出幾點(diǎn)建議。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 糧倉；現(xiàn)代檢測技術(shù)；單片機(jī)；微處理器

3、 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the continuous development of the microprocessor technology and industry automation level,the technology of microprocessor test has been wi

4、dely spread and applied.This technology was based on modern test theory and provided a kind of fire-new and effective control method in application of industry control, household appliances and instrument intelligence, i

5、t has prodigious practical use and prospect.</p><p>　　In this paper, according to the character of environment test in graindepot, we applied modern theory to realize auto-test to temperature and humidity.

6、We accomplished the software and hardware design of the whole test system finally.</p><p>　　In the first chapter, the paper introduced simply the background and development condition of auto-test system in

7、 grand put in graindepot forward the research subject. In the second chapter, this paper introduced hardware design of system. In the third chapter,, the paper introduced software design of system. Finally, several piece

8、s of suggestions were put to improve the whole system.</p><p>　　keywords: Graindepot ;Modern test technology; Microprocessor</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要Ⅰ<

9、;/b></p><p>　　AbstractⅡ</p><p><b>　　目錄IV</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1研究的背景和意義1</p><p>　　1.2溫度傳感器技術(shù)的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)……………

10、……………...1</p><p>　　1.3濕度傳感器技術(shù)的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)…………………………...2</p><p>　　1.4 本課題的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容……………………………….2</p><p>　　第二章 器件簡介………………………………………………………</p><p>　　2.1 AD590簡介……………………………………

11、…………………</p><p>　　2.2 ADC0809 簡介…………………………………………………</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).....................................3</p><p>　　3.1總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………4</p><p>　　3.2信號(hào)采樣電

12、路設(shè)計(jì)………………………………………………5</p><p>　　3.2.1溫度采樣電路設(shè)計(jì)…………………………………………….6 </p><p>　　3.2.2濕度采樣電路設(shè)計(jì)…………………………………………….9</p><p>　　3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………..12</p><p>　　3.3.1單片機(jī)系

13、統(tǒng)及外圍電路……………………………..12</p><p>　　3.3.2系統(tǒng)電源模塊……………………………………………..13</p><p>　　3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路.........................................15</p><p>　　3.4.1 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)……………………………….17</p>

14、<p>　　3.4.2 ADC0809與8031的接口電路……………………………...20</p><p>　　3.5鍵盤/顯示器接口電路設(shè)計(jì)..............................21</p><p>　　3.5.1鍵盤接口設(shè)計(jì)…………………………………………………21</p><p>　　3.6執(zhí)行及報(bào)警電路設(shè)計(jì)……………………

15、………………………25</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).....................................26</p><p>　　3.1 軟件系統(tǒng)框圖及地址分配……………………………………..26</p><p>　　3.2主程序設(shè)計(jì)……………………………………...............27</p><p

16、>　　3.3鍵盤程序設(shè)計(jì)…………………………………………………...28</p><p>　　3.4濾波程序設(shè)計(jì)…………………………………………………...30</p><p>　　第五章 總結(jié)………--………………………………………………...33</p><p>　　第六章 致謝…………………………………………………………..34</p>

17、<p>　　參考文獻(xiàn)..................................................35</p><p>　　附錄1 溫濕度控制系統(tǒng)電路圖…………………………………………</p><p>　　附錄2 ADC0809與8031的接口電路……………………………………</p><p>　　附錄3 鍵盤/顯示器接口電路…………

18、………………………………</p><p>　　附錄4 執(zhí)行及報(bào)警電路………………………………………………</p><p>　　附錄5 主程序…………………………………………………………</p><p>　　附錄6 濾波程序………………………………………………………</p><p><b>　　第一章 緒論</b><

19、;/p><p>　　1.1研究的背景和意義</p><p>　　糧食儲(chǔ)藏是國家為防備戰(zhàn)爭、災(zāi)荒及其它突發(fā)性事件而采取的有效措施，因此，糧食的安全儲(chǔ)藏具有重要意義。目前，我國地方及墾區(qū)的各種大型糧庫都還存在著程度不同的糧食儲(chǔ)存變質(zhì)問題。根據(jù)國家糧食保護(hù)法規(guī)定，必須定期抽樣檢查糧庫各點(diǎn)的糧食溫度和濕度，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施。但大部分糧庫目前還是采取人工測量溫度和濕度的方法，這不僅使糧庫工作人員工

20、作量增大，且工作效率低，尤其是大型糧庫的溫度和濕度檢測任務(wù)如不能及時(shí)徹底完成，則有可能會(huì)造成糧食大面積變質(zhì)。</p><p>　　影響糧食安全儲(chǔ)藏的主要參數(shù)是糧食的溫度和濕度，這兩者之間又是互相關(guān)聯(lián)的。糧食在正常儲(chǔ)藏過程中，含水量一般在12%以下(為安全狀態(tài))，不會(huì)產(chǎn)生溫度突變，一旦糧庫進(jìn)水、結(jié)露等使糧食的含水量達(dá)到20%以上時(shí)，由于糧粒受潮，胚芽萌發(fā)，新陳代謝加快而產(chǎn)生呼吸熱，使局部糧食溫度突然升高，必然引起糧

21、食“發(fā)燒”和霉變，并可能形成連鎖反應(yīng)，從而造成不可挽回的損失。因此設(shè)計(jì)出一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的糧庫糧情溫濕度智能檢測系統(tǒng)是非常有必要的。</p><p>　　1.2 溫度傳感器技術(shù)的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)</p><p><b>　　一、熱敏電阻</b></p><p>　　以溫度變化導(dǎo)致阻值的變化為工作原理的熱敏電阻，因其具有成本低、體積小、簡單、可靠、響應(yīng)

22、速度快、容易使用等特點(diǎn)，在多項(xiàng)溫度測量應(yīng)用中受到廣泛歡迎，也是國內(nèi)糧情測控系統(tǒng)中采用最多的溫度傳感器.熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)較高，因此其自身發(fā)熱較小，信號(hào)調(diào)節(jié)較為簡單。熱敏電阻的缺點(diǎn)是互換性差，溫度與輸出阻值之間呈非線性關(guān)系IZ1。熱敏電阻分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩種，但在溫度測量應(yīng)用中，正溫度系數(shù)熱敏電阻較少得到采用，更多采用的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。</p><p>　　二、數(shù)字式溫度傳感器&

23、lt;/p><p>　　數(shù)字式溫度傳感器的種類也不少，但用于糧情測控系統(tǒng)的溫度傳感器主要是Dallas的DS 18x20系列溫度傳感器，其溫度檢測范圍為-55℃~+125 C，檢測精度為士0.5 ℃。 DS 18x20采用1-WireTM接口，封裝形式有PR-35和SSOP-16兩種，糧情測控系統(tǒng)中采用的是PR-35封裝.DS 18x20采用9個(gè)位表示測溫點(diǎn)的溫度值，每個(gè)DS 18x20內(nèi)部都設(shè)置有一個(gè)單一的序列號(hào)，

24、因此可以使多個(gè)DS 18x20共存于同一根數(shù)據(jù)傳輸線上.DS 18x20內(nèi)部分為4個(gè)部分:1,64位序列號(hào);2、保存臨時(shí)數(shù)據(jù)的8字節(jié)片內(nèi)RAM;3、保存永久數(shù)據(jù)的2字節(jié)EEPROM: 4、溫度傳感器</p><p><b>　　三、光纖傳感器</b></p><p>　　光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展的新技術(shù)，也是工業(yè)中用的最多的光纖傳感器之一。目前研究的光纖溫度傳感器主

25、要有輻射式溫度傳感器、半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器、光纖熱色傳感器等.光纖溫度傳感器的精度更高，但成本較貴。</p><p>　　1.3 濕度傳感器技術(shù)的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)</p><p>　　近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步.濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度崛度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。</

26、p><p><b>　　一、濕敏元件</b></p><p>　　濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化物濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，

27、主要缺點(diǎn)是線性度和產(chǎn)品的互換性差。</p><p><b>　　二、集成濕度傳感器</b></p><p>　　目前，國外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為Honeywe”公司((H1H-3602, HIH-3605, HIH-3610型)，Humirel公司(HM 1500, HM 1520, HF3223 , HTF3223型)，Sensiron公司(S

28、HT11,SHT15型)。這些產(chǎn)品可分成以下三種類型:</p><p>　　1、線性電壓輸出式集成濕度傳感器</p><p>　　典型產(chǎn)品有HIH3605/3610, HM1500/ 1520。其主要特點(diǎn)是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對(duì)濕度成比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強(qiáng)。</p><p>　　2、線性頻率輸出式集成濕度傳感器

29、</p><p>　　典型產(chǎn)品為HF3223型，它采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在55% RH時(shí)的輸出頻率為8750Hz(典型值)，當(dāng)相對(duì)濕度從10%變化到95%時(shí)，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hze這種傳感器具有線性度好、抗干擾能力強(qiáng)、便于配數(shù)字電路或單片機(jī)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　3、頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器</p><p

30、>　　典型產(chǎn)品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信號(hào)輸出端，利用負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻作為溫度傳感器。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，其電阻值也相應(yīng)改變并且從NTC端引出，配上二次儀表即可測量出溫度值[f}l0</p><p>　　1.4 本課題的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容</p><p>　　1.4.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)溫室溫、濕度的自動(dòng)監(jiān)測。</p>&

31、lt;p>　　1.4.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　1.設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)采集電路、執(zhí)行電路等硬件電路;</p><p>　　2.實(shí)現(xiàn)各環(huán)境要素的自動(dòng)監(jiān)測;</p><p>　　3.通過單片機(jī)匯編語言編制數(shù)據(jù)采集、分析處理、顯示、修改、參數(shù)設(shè)置、控制等程序功能模塊;</p><p>　　4.研究裝置的軟硬件抗干擾措施，提高系統(tǒng)工作的可靠

32、性和穩(wěn)定性。</p><p><b>　　第二章 器件簡介</b></p><p>　　2.1 AD590簡介</p><p>　　AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：</p><p>　　1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中： —

33、流過器件（AD590）的電流，單位為mA； T—熱力學(xué)溫度，單位為K。</p><p>　　2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。</p><p>　　3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流 變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。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>

34、;　　4、輸出電阻為710MW。</p><p>　　5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。</p><p>　　2.2 ADC0809 簡介</p><p>　　ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通

35、道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片</p><p>　　本系統(tǒng)采用ADC0809大規(guī)模集成電路芯片，它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，輸出的數(shù)字信號(hào)有二態(tài)緩沖器，可以和單片機(jī)直接接口。</p><p>　　ADC0809的主要技術(shù)指標(biāo)為:</p><p>　　1）8路輸入通道

36、，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 </p><p>　　2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 </p><p>　　3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）　 </p><p>　　4）單個(gè)+5V電源供電 </p><p>　　5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 </p>

37、<p>　　6）工作溫度范圍為-40～+85攝氏度 </p><p>　　7）低功耗，約15mW。</p><p><b>　　2.2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13．22所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近

38、寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。</p><p>　　2.2.2 ADC0809管腳功能及定義</p><p>　　ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的管腳定義如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的管腳</p><p>　　2．2.3 外部特性（引腳功能）</p><p>　　ADC0809芯

39、片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，下面說明各引腳功能。 </p><p>　　IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 </p><p>　　2-1～2-8：8位數(shù)字量輸出端。 </p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 </p><p>　　ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 &l

40、t;/p><p>　　START： A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。 </p><p>　　EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 </p><p>　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸

41、入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 </p><p>　　CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 </p><p>　　REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 </p><p>　　Vcc：電源，單一+5V。 </p><p><b>　　GND：地。 </b></p><

42、;p>　　ADC0809的工作過程</p><p>　　首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果

43、的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 </p><p>　　轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。 </p><p>　?。?）定時(shí)傳送方式 </p><p>　　對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換其來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如ADC08

44、09轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μs，相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 </p><p><b>　　（2）查詢方式 </b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC

45、的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 </p><p><b>　　（3）中斷方式 </b></p><p>　　把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 </p><p>　　不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)，OE信號(hào)即有效，把

46、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　總的設(shè)計(jì)思想是通過溫、濕度傳感器將溫度、濕度值轉(zhuǎn)換為電量輸出，由A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，被數(shù)字化的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)處理后，送顯示器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成溫、濕度聲光報(bào)警的功能，總體設(shè)計(jì)框圖如

47、圖3-1所示。</p><p>　　本系統(tǒng)完成以下功能:可對(duì)溫、濕度進(jìn)行多點(diǎn)自動(dòng)檢測、顯示、報(bào)警。當(dāng)溫、濕度超過上、下限設(shè)定值時(shí)，可自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，報(bào)警的上下限值可通過鍵盤隨時(shí)設(shè)定。為實(shí)現(xiàn)以上功能需安排以下五個(gè)部分組成整個(gè)控制系統(tǒng)如圖3-2所示。系統(tǒng)的硬件組成:</p><p>　　(1)信號(hào)采樣電路 (2)單片機(jī)基本系統(tǒng)(8031)</p><p>　　(3

48、) A/D轉(zhuǎn)換電路 (4)鍵盤和顯示電路 (5)執(zhí)行電路</p><p>　　3.2信號(hào)采樣電路設(shè)計(jì)</p><p>　　采樣電路在整個(gè)控制裝置中占據(jù)著十分重要的地位，采樣值是8031主要處理的數(shù)據(jù)，是實(shí)施控制的依據(jù)，所以保證采樣電路的準(zhǔn)確是進(jìn)行良好控制的基礎(chǔ)。</p><p>　　3.2.1溫度采樣電路設(shè)計(jì)</p><p>　　溫度

49、采樣電路的設(shè)計(jì)只要在于選擇好溫度傳感器，溫度傳感器的種類很多，根據(jù)溫室使用條件，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅黝愋筒拍鼙ＷC測量的準(zhǔn)確可靠，并同時(shí)達(dá)到增加使用壽命和降低成本的目的。根據(jù)溫室溫度控制的特點(diǎn)，本系統(tǒng)中溫度傳感器選用 AD590集成溫度傳感器。</p><p>　　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的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測： 式中，K

50、—波爾茲常數(shù)；q—電子電荷絕對(duì)值。</p><p>　　集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時(shí)輸出為0，溫度25℃時(shí)輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。 </p><p>　　3.2.1.1 AD590的應(yīng)用電路</p&

51、gt;<p><b>　　1、基本應(yīng)用電路</b></p><p>　　圖1（a）是AD590的封裝形式，圖1（b）是AD590用于測量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kW時(shí)，輸出電壓VO隨溫度的變化為1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把AD590

52、放于冰水混合物中，調(diào)整電位器R2，使VO=273.2mV。或在室溫下(25℃)條件下調(diào)整電位器,VO=273.2+25=298.2（mV）。但這樣調(diào)整只可保證在0℃或25℃附近有較高精度。</p><p>　　2、攝氏溫度測量電路</p><p>　　圖2所示，電位器R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。調(diào)整方法如下：在0℃時(shí)調(diào)整R2，使輸出VO=0，然后在100℃時(shí)調(diào)整R4

53、使VO=100mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至0℃時(shí)，VO=0mV，100℃時(shí)VO=100mV為止。最后在室溫下進(jìn)行校驗(yàn)。例如，若室溫為25℃，那么VO應(yīng)為25mV。冰水混合物是0℃環(huán)境，沸水為100℃環(huán)境。要使圖2中的輸出為200mV/℃，可通過增大反饋電阻（圖中反饋電阻由R3與電位器R4串聯(lián)而成）來實(shí)現(xiàn)。另外，測量華氏溫度（符號(hào)為℉）時(shí)，因華氏溫度等于熱力學(xué)溫度減去255.4再乘以9/5，故若要求輸出為1mV/℉，則調(diào)整反饋電阻約為18

54、0kW，使得溫度為0℃時(shí)， VO=17.8mV；溫度為100℃時(shí)，VO=197.8mV。AD581是高精度集成穩(wěn)壓器，輸入電壓最大為40V，輸出10V。</p><p>　　3、溫差測量電路及其應(yīng)用</p><p>　　(1). 電路與原理分析</p><p>　　圖3是利用兩個(gè)AD590測量兩點(diǎn)溫度差的電路。在反饋電阻為100kW的情況下，設(shè)1#和2# AD59

55、0處的溫度分別為 （℃）和 （℃），則輸出電壓為 。圖中電位器R2用于調(diào)零。電位器R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。</p><p>　　由基爾霍夫電流定律：               （1）</p><p>　　由運(yùn)算放大器的特性知：   

56、0;                           （2）</p><p><b>　?。?）</b></p>&

57、lt;p>　　調(diào)節(jié)調(diào)零電位器R2使：             （4）</p><p>　　由（1）、（2）、（4）可得： </p><p><b>　　設(shè)：R4=90kW</b></p><p><b>　　則有： =

58、</b></p><p>　　=                （5）</p><p>　　其中， 為溫度差，單位為℃。</p><p>　　由式（5）知，改變 的值可以改變VO的大小。</p>

59、<p>　　3.2.1.2 溫度檢測電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　在設(shè)計(jì)測溫電路時(shí)，首先應(yīng)將電流轉(zhuǎn)換成電壓。因?yàn)榱鬟^AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器RP1的電阻之和為10k時(shí)，輸出電壓隨溫度的變化為l0mV/K。但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。為了使此電阻精確(0.1%)，可用一個(gè)9.6k的電阻與一個(gè)1 k電位器串聯(lián)，然后通過調(diào)節(jié)電位器來獲得

60、精確的l0k的電阻。溫度檢測電路如圖3-3所示，其中運(yùn)算放大器A1被接成電壓跟隨器形式，以增加信號(hào)的輸入阻抗。而運(yùn)放A2的作用是把絕對(duì)溫標(biāo)轉(zhuǎn)換成攝氏溫標(biāo)，給A2的同相輸入端輸入一個(gè)恒定的電壓，然后將此電壓放大到2.732V。這樣，A1與A2輸出端之間的電壓即為轉(zhuǎn)換成的攝氏溫標(biāo)。</p><p>　　將AD590放入0 ℃的冰水混合溶液中，A1同相輸入端的電壓應(yīng)為2.732V同樣使A2的輸出電壓也為2.732V，因

61、此A1與A2兩輸出端之間的電壓為0V,即對(duì)應(yīng)于0℃。 AD590溫度與電流的關(guān)系如表3-1所示。</p><p>　　3.2.2濕度采樣電路設(shè)計(jì)</p><p>　　濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。 </p><p>　　濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生

62、變化，利用這一特性即可測量濕度。 </p><p>　　濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。 </p><p>　　電子式濕敏傳感器的準(zhǔn)確度可達(dá)2-3%RH，這比干濕球測濕精度高。 </p><p>　　濕敏元

63、件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。</p><p>　　3.2.2.1 氧化鋁濕度計(jì) </p><p>　　氧化鋁傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是，體積可以非常?。ɡ缬糜谔娇諆x的濕敏元件僅90μm厚、12mg重），靈敏度高（測量下限達(dá)-110℃露點(diǎn)），響應(yīng)速度快（一般在 0.3s 到 3s 之間），測量信號(hào)直接以電參量

64、的形式輸出，大大簡化了數(shù)據(jù)處理程序，等等。另外，它還適用于測量液體中的水分。如上特點(diǎn)正是工業(yè)和氣象中的某些測量領(lǐng)域所希望的。因此它被認(rèn)為是進(jìn)行高空大氣探測可供選擇的幾種合乎要求的傳感器之一。也正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)使人們對(duì)這種方法產(chǎn)生濃厚的興趣。然而，遺憾的是盡管許多國家的專業(yè)人員為改進(jìn)傳感器的性能進(jìn)行了不懈的努力，但是在探索生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品的工藝條件，以及提高性能穩(wěn)定性等與實(shí)用有關(guān)的重要問題. </p><p>　

65、　上始終未能取得重大的突破。因此，到目前為止，傳感器通常只能在特定的條件和有限的范圍內(nèi)使用</p><p>　　3.2.2.2 濕度檢測電路</p><p>　　濕度檢測電路由濕度傳感器型濕度傳感器、振蕩電路、整流電路、輸出放大電路等組成。濕度檢測電路如圖3-4所示。振蕩電路為RC橋式振蕩電路，傳感器特性的線形補(bǔ)償由R1, R2完成，D1, D2, D3用于輸入保護(hù)，A1, A2為

66、運(yùn)算放大器，A2接成電壓跟隨器。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，傳感器的電容量也隨著變化，這種變化反應(yīng)到由振蕩電路提供的正弦波信號(hào)，通過電壓跟隨器輸出電壓值。</p><p>　　3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路</p><p>　　單片機(jī)采用MSC-51或其兼容系列芯片，采用24MHZ或更高頻率晶振，以獲得較高的刷新頻率，時(shí)期顯

67、示更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動(dòng)器相連，用來顯示數(shù)據(jù)。P1口低4位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號(hào)；P1.5～P1.7口則用來發(fā)送控制信號(hào)。P0口和P2口空著，在有必要的時(shí)候可以擴(kuò)展系統(tǒng)的ROM和RAM,下圖給出的是AT89C51的最小系統(tǒng)圖。</p><p>　　圖3-5 MSC51單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　MSC51單片機(jī)管腳說明如下：</p><p>　　

68、VCC：供電電壓。 　　</p><p>　　GND：接地。 　　</p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 　　<

69、/p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 　　</p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流

70、，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 　　</p><p

71、>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 　　　</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 　　</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外

72、部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外

73、部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 　　</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 　　</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)

74、部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 　　</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 　　</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.3.2 系統(tǒng)電源模塊</p><p>　　

75、系統(tǒng)電源電路如圖3-6所示。AT89C51工作電壓VCC=5V,其EA引腳需接高電平,5V電源電路圖。</p><p>　　3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　AD7656是高集成度、6通道、16bit逐次逼近（SAR）型ADC，它具有每通道達(dá)250kSPS的采樣率，并且在片內(nèi)包含一個(gè)2.5V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)緩沖器。AD7656的電源包括AVCC、DVCC、VDD、VSS和

76、VDRIVE。AVCC和DVCC分別為模擬電源和數(shù)字電源，范圍為4.75~5.25 V。VDD/VSS為采集到的模擬信號(hào)部分的供電電源，范圍為+/-5V到+/-16.5V之間。AD7656允許的模擬輸入信號(hào)有兩種量程，一種是輸入信號(hào)為+/-5V之間，另外一種為+/-10V之間。為提高采樣的精度，采用輸入信號(hào)范圍為+/-10V之間的電路接法。因此VDD/VSS至少為+/-10V。RANGE口決定的模擬信號(hào)輸入的范圍，當(dāng)RANGE接地時(shí)，輸

77、入范圍為4倍的參考電壓（2.5V），當(dāng)RANGE接VDRIVE時(shí)，模擬輸入范圍為2倍的參考電壓，因此RANGE信號(hào)端接地。參考電壓采用的是內(nèi)部參考電壓。AD7656和DSP之間的通信采用并口方式。片選信號(hào)CS接地，始終保持接通。始終保持AD7656運(yùn)行，STBY直接接VDRIVE。AD與DSP之間采用的是16位并口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以SER</p><p>　　3.4.1 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)</p

78、><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有:分辨率、精度、量程、轉(zhuǎn)換時(shí)間等。</p><p>　　分辨率(Resolution)分辨率反映轉(zhuǎn)換器所能分辨的被測量的最小值。通常用輸出二進(jìn)制代碼的位數(shù)來表示。8位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位。</p><p>　　精度（Precision )精度指的是轉(zhuǎn)換的結(jié)果相對(duì)于實(shí)際的偏差，精度有兩種表示方法:絕對(duì)精度和相對(duì)精度。絕對(duì)精度

79、用最低位(LSB)的倍數(shù)來表示，如: 如1LSB ;相對(duì)精度用絕對(duì)精度除以滿量程值的百分?jǐn)?shù)來表示，如:士0.05%。同樣分辨率的轉(zhuǎn)換器其精度可能不同。</p><p>　　量程(滿刻度范圍一Full Scale Range)量程是指輸入模擬電壓的變化范圍。如:某轉(zhuǎn)換器具有10V的單極性范圍或一5一+5V的雙極性范圍，它們的量程都為10V。實(shí)際的A/D , D/A轉(zhuǎn)換器的最大輸入/輸出值總是比滿刻度值小。<

80、/p><p>　　轉(zhuǎn)換時(shí)間(Conversion Time ) A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間是指:從啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開始，直至取得穩(wěn)定的數(shù)字量或模擬量所需的時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換器工作原理及其位數(shù)有關(guān)。同種工作原理的轉(zhuǎn)換器，通常位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換時(shí)間越長。</p><p>　　3.4.2 ADC0809與8031的接口電路</p><p>　　ADC0809有8個(gè)通道的模擬量輸

81、入，在程序控制下，可令任意通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并可得到相應(yīng)的8位二進(jìn)制數(shù)字量. ADC0809與8031單片機(jī)的連接如附錄2所示。</p><p>　　3.5鍵盤/顯示器接口電路設(shè)計(jì)</p><p>　　顯示器是最常用的輸出設(shè)備，特別是發(fā)光二極管顯示器(LED)和液晶顯示器(LCD)，由于結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便肩、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機(jī)系統(tǒng)中大量使用。本系統(tǒng)中8031通過并行接口(

82、8155芯片)與LED顯示器接口。</p><p>　　七段LED顯示器共有8個(gè)發(fā)光二極管。其中7個(gè)發(fā)光二極管用于構(gòu)成七筆字形，另一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。七段LED顯示器有共陰極和共陽極兩種接法，如圖3-10所示。共陰極接法，即將8個(gè)發(fā)光二極管的陰極連接在一起，高電平輸入有效(LED發(fā)光)。共陽極接法，即將8個(gè)發(fā)光二極管的陽極連接在一起，低電平輸入有效(LED發(fā)光)。七段LED顯示器顯示原理簡單，只要控制其中各

83、段LED的亮與火即可顯示出相應(yīng)的數(shù)字、字母或符號(hào)。</p><p>　　常用的顯示方法有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。這種顯示方式，每一位都需要有一個(gè)8位輸出口控制，所以占用硬件多，一般用于顯示器位數(shù)較少的場合。所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是單片機(jī)定時(shí)的對(duì)顯示模塊件掃描，顯示模塊件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示。但由于人視覺的暫留現(xiàn)象，所以仍感覺所有的

84、器件都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的最大優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，接口電路簡單，但它要求CPU頻繁的為顯示服務(wù)。本系統(tǒng)中將采用動(dòng)態(tài)掃描的方法。</p><p>　　3.5.1鍵盤接口設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤是常用的單片機(jī)輸入設(shè)備之一。一般鍵盤由若干個(gè)按鍵組成，操作人員通過鍵盤輸入命令和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的鍵盤有兩類:一類是編碼鍵盤，即鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專用硬件實(shí)現(xiàn)。另一類是非編碼鍵盤，

85、即鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由軟件實(shí)現(xiàn)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中為了降低成本，簡化硬件電路，大多數(shù)采用非編碼鍵盤。本系統(tǒng)中8031通過并行接口(8155芯片)與鍵盤接口。</p><p>　　3x3的鍵盤結(jié)構(gòu)如圖3-9所示，圖中列線通過電阻接+5 V。當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線斷開，列線y0~y2都呈高電平。當(dāng)鍵盤上某一個(gè)鍵閉合時(shí)，則該鍵所對(duì)應(yīng)的行線和列線短路。例如1號(hào)鍵閉合時(shí)，行線x0和列線y1短路，此時(shí)y1的電

86、平由行線x0的電位所決定。如果把列線接到微機(jī)的輸入口，行線接到微機(jī)的輸出口，則在微機(jī)的控制下，使行線x0為低電平，其余x1, x2都呈高電平，讀列線狀態(tài)。如果y0, y1, y2都為高電平，則x0這一行上沒有鍵閉合，如果讀出的列線狀態(tài)不全為高電平，則為低電平的列線與x0相交處的鍵處于閉合狀態(tài);這種逐行逐列的檢查鍵盤狀態(tài)的過程稱為對(duì)鍵盤的一次掃描。</p><p>　　CPU對(duì)鍵盤掃描可以采用定時(shí)控制方式，每隔一定

87、時(shí)間，CPU對(duì)鍵盤掃描一次，也可以采用中斷控制方式。每當(dāng)鍵盤上有鍵閉合時(shí)，向CPU請(qǐng)求中斷，CPU響應(yīng)鍵盤輸入中斷，對(duì)鍵盤掃描，以識(shí)別哪一個(gè)鍵處于閉合狀態(tài)，并對(duì)鍵輸入信息做出相應(yīng)處理。CPU對(duì)鍵盤上閉合鍵的鍵號(hào)確定，可以根據(jù)行線和列線的狀態(tài)</p><p><b>　　訓(xùn)一算求得。</b></p><p>　　鍵盤電路由8155PA口、PC口和2x8矩陣結(jié)構(gòu)形式的16

88、只鍵組成，其中10只數(shù)碼鍵、6只功能鍵。在鍵盤掃描電路中，8155的PA口用做控制鍵掃描的列線，是輸出口，也稱鍵掃描口。PC口用做輸入口，其中PCO,PC1接鍵盤的行線，稱鍵輸入口。閉合鍵的鍵值確定:根據(jù)該鍵所在的行、列值決定。例如:閉合鍵4，鍵4所在的行為第0行，其行首鍵號(hào)為0,第4列，閉合鍵值由下式計(jì)算得到:鍵值=行首鍵號(hào)+列號(hào)=0+4=4。其邏輯電路如附錄3所示。</p><p>　　顯示電路由8155的P

89、A口、PB口、8只LED顯示器等組成。LED選用共陰極的七段顯示器，并采用動(dòng)態(tài)顯示原理，即有低位到高位，一位一位顯示，對(duì)每一位顯示器來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。因此，控制顯示器公共陰極電位的I/O口只需一個(gè)，現(xiàn)選用PB口輸出位選碼，稱為掃描口。位選碼中為0的位是被選中的顯示位。此外，控制各位顯示器所顯示的字形也需一個(gè)I/O口，現(xiàn)選用PA口，PA口的輸出與LED相連完成段選功能。PA口的段選碼和PB口的位選碼相配合就可顯示相應(yīng)位的字碼了。

90、其邏輯電路如附圖3所示。</p><p>　　3.6執(zhí)行及報(bào)警電路設(shè)計(jì)</p><p>　　該執(zhí)行電路按要求直接控制風(fēng)機(jī)和電爐等設(shè)備，并對(duì)超過溫、濕度上下限給出聲光報(bào)警信號(hào)。以PI口的P1.0~1.4控制加濕器、風(fēng)扇等設(shè)備，P1.5~P1.7用于聲光報(bào)警。在控制電路中，為避免中間繼電器動(dòng)作對(duì)整個(gè)裝置產(chǎn)生干擾，采用光電耦合器隔離。執(zhí)行電路的硬件設(shè)計(jì)如附錄4所示。(圖中僅畫出一路輸出控制電路及

91、聲光報(bào)警電路)</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　本章在硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，全面闡述各部分軟件的設(shè)計(jì)思想和具體實(shí)現(xiàn)方法。整個(gè)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并利用匯編語言編制。整個(gè)程序由主程序、顯示、鍵盤掃描、A/D轉(zhuǎn)換、模糊控制、采樣濾波等子程序模塊組成。</p><p>　　4.1軟件系統(tǒng)框圖及地址分配</p><p

92、>　　本系統(tǒng)選用8031單片機(jī)為主機(jī)，由于其片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，所以擴(kuò)展8KB EPROM 2764作為程序存儲(chǔ)器，8KB RAM 6264作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，74LS373作為地址鎖存器，8位輸入A/D轉(zhuǎn)換器(ADC0809)和I/O接口芯片8155可編程并行I/O擴(kuò)展接口。通過8155支持下的8位LED顯示器、2x8鍵盤輸入，以實(shí)現(xiàn)</p><p>　　人機(jī)通信。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1所示。</p>

93、;<p>　　在單片機(jī)中，由于片內(nèi)、片外RAM, ROM以及I/O存儲(chǔ)空間的地址編制是統(tǒng)一的，根據(jù)軟件系統(tǒng)總體框圖，所有片選線由74LS138統(tǒng)一譯碼，地址分配</p><p><b>　　如下:</b></p><p>　　2764接YO，地址范圍為OOOOH~1FFFH;</p><p>　　6264接Y1，地址范圍為2000

94、H~3FFFH;</p><p>　　8155接Y2, IO/M接P2.0，命令狀態(tài)口為4100H;</p><p>　　A口:4101H; B口:4102H; C口:4103H;</p><p>　　ADC0809接Y3, ADD-A, B, C分別接P0.0, P0.1、P0.2</p><p>　　INO:

95、7FF8H IN1:7FF9H IN2:7FFAH IN3:7FFBH</p><p>　　IN4: 7FFCH INS:7FFDH IN6: 7FFEH IN7: 7FFFH</p><p><b>　　4.2主程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主程序框圖如圖4-2所示。程序初始化包括寄存器設(shè)置、堆棧設(shè)置

96、和相關(guān)單元清零設(shè)置等。主程序存放于EPROM 2764中，啟動(dòng)后循環(huán)執(zhí)行，不停地進(jìn)行采樣計(jì)算，得出實(shí)際溫、濕度值，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警信號(hào)，詳細(xì)程序見附錄4。</p><p><b>　　4.3鍵盤程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鍵盤子程序流程圖如圖4-3所示，詳細(xì)程序見附錄5。</p><p><b>　　4.5濾

97、波程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在溫室抓‘制系統(tǒng)中，由于被控對(duì)象的環(huán)境比較惡劣，干擾源比較多，為了減少對(duì)采樣值的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性，常常采用數(shù)字濾波的方法。所謂數(shù)字濾波，即通過一定的計(jì)算程序，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行平滑加工，提高其有用信號(hào)，消除或減少各種干擾和噪音，以保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)中采用平均值濾波的方法，其算法原理如下:連續(xù)采樣幾次，將其累加求和，同時(shí)找出其中的最大值和最小值，再從

98、累加和中減去最大值和最小值，按N-2個(gè)采樣值求平均，即得有效采樣值。平均值濾波程序流程圖如圖4-4所示，詳細(xì)程序見附錄6。</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　總結(jié)本論文的工作，可得出以下結(jié)論:</p><p>　　1.本論文硬件設(shè)計(jì)采用8031單片機(jī)對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境溫濕度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理，使裝置具有先進(jìn)性和可靠

99、性，并具有成本低及操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，有著優(yōu)越的性能價(jià)格比。</p><p>　　2.通過不斷總結(jié)溫濕度測試的經(jīng)驗(yàn)，采用符合實(shí)際的規(guī)則，使室溫、濕度測試器發(fā)揮較好的測試效果。</p><p>　　3.采用軟件法實(shí)現(xiàn)測試控制器，既節(jié)約了成本，又方便以后對(duì)測試制器的完善工作，同時(shí)擴(kuò)大了測試器的適用范圍。</p><p><b>　　第六章 致謝</b>

100、</p><p>　　在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫過程中，得到了多位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。入學(xué)以來，各位老師一直以來的辛勤工作和教誨使我能順利地度過這難忘的四年，使我在綜合素質(zhì)提高、專業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐工作能力等各方面受益匪淺。</p><p>　　在此，衷心地感謝我的指導(dǎo)教師xx老師！ 感謝四年以來眾多同學(xué)和朋友的幫助，大家一起在緊張的學(xué)習(xí)之余度過了許多愉快的時(shí)光。感謝父母多年以來

101、默默的支持和關(guān)愛！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]  王福瑞.單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998,282-283.</p><p>　　[2]  王大海. 新型溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電子工程師, 2002,28(3):33-36.&

102、lt;/p><p>　　[3]  蔣敏蘭,胡生清,幸國全.AD590溫度傳感器的非線性補(bǔ)償及應(yīng)用[J].傳感器技術(shù),2001,20(10):54-55.</p><p>　　[4]  張志利,蔡偉. 基于AD590的溫度測控裝置研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表, 2001, (2):37-39.</p><p>　　[5] 何希才.傳感器及其應(yīng)用電路

103、[M].北京:電子工業(yè)出版社，2001, 3</p><p>　　[6] 王團(tuán)部.集成溫度傳感器ADS90及其應(yīng)用[M].國外電子元器件，2002,7:22-24</p><p>　　[7] 蔣敏蘭，胡生清，幸國全.AD590溫度傳感器的非線性補(bǔ)償及應(yīng)用[M].傳感器技術(shù)，2001, 20(10): 54-56</p><p>　　[8] 高鵬，安濤，寇懷成

104、.電路設(shè)計(jì)與制版Protel 99入門與提高[M].第一版.北京:人民郵電出版社，2000</p><p>　　[9] 謝淑如，鄭光欽等.Protel 99 SE電路板設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[10] 趙晶.電路設(shè)計(jì)與制板一Protel 99高級(jí)應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社，2000</p><p>　　[11] 先

105、鋒工作室.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京:清華大學(xué)出版社，2003:121一149</p><p>　　[12] 袁啟昌.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程[M].北京:科學(xué)出版社，2005.3</p><p>　　[13] 龔運(yùn)新，胡長勝.單片機(jī)實(shí)用技術(shù)教程[M].北京:北京師范大學(xué)出版社，2005.1</p><p>　　[14] Zhao Yongzhong etc.

106、 ZWB-2 intelligent multimeter, Intelligent Processing Systems, 1997. ICIPS '97. 1997 IEEE International Conference  ,1997,2:1470-1472. </p><p><b>　　附錄1</b></p><p>　　附錄2 ADC

107、0809與8031的接口電路</p><p><b>　　附錄3</b></p><p><b>　　附錄4</b></p><p><b>　　附錄5</b></p><p><b>　　主程序:</b></p><p>　　OR

108、G 0000H</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　ADO EQU7FF8H</p><p>　　PORT EQU 4100H</p><p>　　PORTA EQU

109、 4101H</p><p>　　PORT B EQU 4102H</p><p>　　PORTC EQU 4103H</p><p>　　MAIN: MOV SP, #60H ;設(shè)置堆棧</p><p>　　MOV DPTR, #PORT ；8155初

110、始化</p><p>　　MOV A,#03H ；8155A口、B口為輸出，C口為</p><p>　　MOV @DPTR,A；輸入方式</p><p>　　MOV 50H,#19H；溫度設(shè)定值存于50H單元，設(shè)定值25℃</p><p>　　MOV 51H,#46H；濕度設(shè)定值存于51H單元，設(shè)定值

111、70RH%</p><p>　　MOV R0,#30H；顯示緩沖區(qū)30H到37H清0</p><p>　　MOV A,#00H</p><p>　　ML0: MOV @R0,A</p><p>　　INC R0</p><p>　　CJNE R0,#38H,ML0

112、</p><p>　　ML1: ACALL KEY</p><p>　　CJNE 52H,#0EH,ML2；如果是A/D轉(zhuǎn)換鍵，則進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　ACALL AD</p><p>　　ACALL FILT</p><p>　　ACALL FUZZ