【正文】 路開關(guān)組成。 溫度傳感器電路集成溫度傳感器AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流型溫度傳感器。一、AD590主要特性AD590是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。AD590主要特性l 流過器件的電流（μA）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度（開爾文）度數(shù)，即： ()式中：IT—— 流過器件（AD590）的電流，單位μA。T——熱力學溫度，單位K。l AD590的測溫范圍55℃～ +150℃；l AD590的電源電壓范圍為4V～30V；l 電源電壓可在4V6V范圍變化，電流變化，相當于溫度變化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損壞。l 輸出電阻為710MΩ；l 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)，非線形誤差177?！?。AD590的工作原理在被測溫度一定時，AD590相當于一個恒流源，把它和5～30V的直流電源相連并在輸出端串接一個1kΩ的恒值電阻，那么，此電阻上流過的電流將和被測溫度成正比，此時電阻兩端將會有1mV／K的電壓信號。二、攝氏溫度測量電路。 AD590構(gòu)成溫度測量電路電位器R2用于調(diào)整零點，R4用于調(diào)整運放LF355的增益。調(diào)整方法如下：在0℃時調(diào)整R2，使輸出V0=0，然后在100℃時調(diào)整R4使V0=100mV。如此反復調(diào)整多次，直至0℃時，V0=0mV，100℃時V0=100mV為止。最后在室溫下進行校驗。例如，若室溫為25℃，那么V0應為25mV。冰水混合物是0℃環(huán)境，沸水為100℃環(huán)境。 濕度傳感器濕度傳感器采用HS1100/HS1101。一、HS1100/HS1101特點HS1100/HS1101電容傳感器，是不需校準的完全互換性、高可靠性和長期穩(wěn)定性、快速響應時間，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插件和自動裝配過程等。相對濕度在1%100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于177。2%RH；響應時間小于5S； pF/℃?？梢娋仁禽^高的。二、濕度測量電路HS1100/HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。將電容的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運方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經(jīng)整流、直流放大、再A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；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)為與之成反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集。 頻率輸出的555振蕩電路集成定時器555芯片外接電阻RR2與濕敏電容C，構(gòu)成了對C的充電回路。7端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路又構(gòu)成了對C的放電回路，并將引腳6端相連引入到片內(nèi)比較器，便成為一個典型的多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。另外，R3是防止輸出短路的保護電阻，R1用于平衡溫度系數(shù)。該振蕩電路兩個暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下：首先電源Vs通過RR2 向C充電，經(jīng)t充電時間后，Uc達到芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，此時輸出引腳3端由高電平突降為低電平，然后通過R2放電，經(jīng)t放電時間后，Uc下降到比較器的低觸發(fā)電平?？諝鉂穸韧ㄟ^555測量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號。 空氣濕度與電壓頻率的典型值溫度頻率溫度頻率%RHHZ%RHHZ073516066001072247064682071008063303069769061684068531006033506728 多路開關(guān)本系統(tǒng)設計的溫度信號采集和濕度信號采集為八路，而A/D轉(zhuǎn)換僅為一路輸入，因此需要采用由CD4051組成的多路分時的模擬信號采集電路。CD4051多路開關(guān)，它是一種單片、COMS8通道開關(guān)。該芯片由DTL/TTLCOMS電平轉(zhuǎn)換器，帶有禁止端的8選1譯碼器輸入，分別加上控制的8個COMS模擬開關(guān)TG組成。一、溫度多路檢測信號的實現(xiàn)電路。每路溫度檢測電路的輸出接入模擬開關(guān)CD4051的S0~S7，而模擬開關(guān)CD4051的選通地址A、B、～，而CD4051的片選信號 INH由單片機8031 。二、濕度多路檢測信號的實現(xiàn)電路。每路溫度檢測電路的輸出接入模擬開關(guān)CD4051的S0~S7，而模擬開關(guān)CD4051的選通地址A、B、～。 信號分析電路信號分析電路由A/D轉(zhuǎn)換器和單片機的基本系統(tǒng)組成 A/D轉(zhuǎn)換電路為了把溫度、濕度檢測電路測出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送CPU處理，本系統(tǒng)選用了雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，它精度高，分辨率達1/1999。由于MC14433只有一路輸入，而本系統(tǒng)檢測的多路溫度與濕度信號輸入，故選用多路選擇電子開關(guān)，可輸入多路模擬量。一、MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器特點MC14433是三位半雙積分型的A/D轉(zhuǎn)換器，具有精度高，抗干擾性能好的優(yōu)點，其缺點是轉(zhuǎn)換速率低，約1—10次/秒。在不要求高速轉(zhuǎn)換的場合，例如，在低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被廣泛采用。MC14433A/。轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)以BCD碼的形式分四次送出。 MC14433各引腳的功能管腳號名稱功能24VDD主工作電源+5V12VEE模擬部分的負電源端，接5V1VAG模擬地端13VSS數(shù)字地端2VR基準電壓4R1積分電阻輸入端6C1積分電容輸入端8C0C02外界補償電容端，5R1/C1R1與C1的公共端11CLKI、CLKO外界振蕩器時鐘14EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，正脈沖有效9DU啟動新的轉(zhuǎn)換15/OR過量程信號輸出端1619DS1DS4選擇個、十、百、千位，正脈沖有效2023Q0Q3BCD碼輸出線DS1對應千位，DS4對應個位。每個選通脈沖寬度為18個時鐘周期，兩個相應脈沖之間間隔為2個時鐘周期。 MC14433選通脈沖時序圖Q0Q3中Q0為最低位，Q3 為最高位。當DSDS3和DS4選通期間，輸出三位完整的BCD碼數(shù)，但在DS1選通期間，輸出端Q0Q3 除了表示個位的0或1外，還表示了轉(zhuǎn)化值的正負極性和欠量程還是過量程其含意見表32 DS1選通時Q3～Q0表示的結(jié)果Q3Q2Q1Q0表示結(jié)果10千位數(shù)為000千位數(shù)為110結(jié)果為正00結(jié)果為負01輸入過量程11輸入欠：l Q3表示1/2位，Q3=“0”對應1，反之對應0；l Q2表示極性，Q2=“1”為正極性，反之為負極性；l Q0=“1”表示超量程：當Q3=“0”時，表示過量程；l 當Q3=“1”時，表示欠量程。二、MC14433與8031單片機的接口電路由于MC14433的A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果是動態(tài)分時輸出的BCD碼，Q0~Q3和DS1~DS4不是總線式的，因此MCS51系列的單片機只能通過并行I/O接口或者擴展I/O接口與其相連。對8031單片機應用系統(tǒng)來說，MC14433可以直接和其P1口或者擴展I/O口8155/8255相連。經(jīng)分析，本系統(tǒng)中MC14433與單片機8031的P1口直接相連。 MC14433與8031單片機的接口電路 單片機8031基本電路本系統(tǒng)采用了8031單片機作為控制芯片，在前向通道中是一個非電信號的電量采集過程。它由傳感器采集非電信號，從傳感器出來經(jīng)過放大過程，使信號放大，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為計算機能識別的數(shù)字信號，再送入計算機系統(tǒng)的相應端口。一、8031的概述8031是有8個部件組成，即CPU、時鐘電路、數(shù)據(jù)存儲器、并行口（P0～P3）、串行口、定時計數(shù)器和中斷系統(tǒng)，它們均由單一總線連接并被集成在一塊半導體芯片上，即組成了單片微型計算機。8031就是MCS51系列單片機中的一種。 8031基本組成 8031引腳圖各引腳說明如下：l VCC（40引腳）：正常運行時提供電源。l VSS（20引腳）：接地。l XTAL1（19引腳）：在單片機內(nèi)部，它是一個反向放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)的震蕩器，可以提供單片機的時鐘信號，該引腳也是可以接外部的晶振的一個引腳，如采用外部振蕩器時，對于8031而言此引腳應該接地。l XTAL2（18引腳）：在內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸入端，當采用外部振蕩器時，對MCS51系列該引腳接收外部震蕩信號，即把該信號直接接到內(nèi)部時鐘的輸入端。l RST/VPD（9引腳）：在振蕩器運行時，在此引腳加上兩個機器周期的電平將