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正文內(nèi)容

基于單片機倉庫溫濕度的檢測系統(tǒng)(文件)

2025-07-15 19:12 上一頁面

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【正文】 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器,各成為SFR中的一個,因此CPU數(shù)據(jù)從并行I/O口輸出時可以得到鎖存,數(shù)據(jù)輸入時可以得到緩沖,但他們在功能和用途上的差異很大,P0和P2口內(nèi)部均有個受控制器控制的二選一選擇電路,故它們除可以用做通用I/O口以外還具有特殊的功能,P0口通常用做通用I/O口為CPU傳送數(shù)據(jù),P2口除了可以用做通用口以外,還具有第一功能,除P0口以外其余三個都是準(zhǔn)雙向口。當(dāng)外接程序存儲器的時候,單片機通過P2口和P0口輸出16位的地址,即可尋址的外部程序存儲器單元的地址,使用ALE作為低8位地址鎖存器信號,再由P0口讀回指令的代碼,用PSEN非作為外部程序存儲器的選通信號。000BH單元:定時器0溢出中斷入口地址。使用時常在這些入口外安放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令,使程序跳轉(zhuǎn)到擁護安排的中斷處理程序的起始地址,或從0000H外執(zhí)行一跳轉(zhuǎn)指令,跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計的初始程序入口。此時單片機通過P2口和P0口選出6位地址,使用ALE作低8位的鎖存信號,再由P0口寫入或讀出數(shù)據(jù)。通常時鐘由于兩種形式:內(nèi)部時鐘和外部時鐘。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的NPO電容,采用的晶振頻率為12MHZ。應(yīng)用8031的串行口方式0的輸出方式,在串行口外接移位寄存器74LS164,構(gòu)成鍵盤/顯示器接口,其硬件接口電路如圖320所示:圖320 鍵盤及顯示與主機的硬件接口圖中下邊的8個74LS164:74LS164(0)~74LS164(7)作為8位段碼輸出口,74LS138的Y0作為鍵輸入線,Y2作為同步脈沖輸出控制線。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或記過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波,標(biāo)度變換之后,與該參數(shù)上下限給定值進行比較,如果高于上限值(或低于下限值)則進行報警,否則就作為采樣的正常值,進行顯示和控制。在圖中。通常,符合上述功能的溫度控制程序由主程序和T0中斷服務(wù)程序兩部分組成。機械工業(yè)出版社, 20 于微波、林曉梅、 21 。感謝所有在論文期間幫助過我的老師和同學(xué)。圖321是一個簡單的使用三極管驅(qū)動的峰鳴音報警電路:圖321 三極管驅(qū)動的峰鳴音報警電路本設(shè)計是為在溫濕度測量中對溫濕度的上下限超出是的提示報警,但溫濕度過限時,本系統(tǒng)開始工作。峰鳴音報警接口電路的設(shè)計只需購買市售的壓電式蜂鳴器,然后通過MCS51的1根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。靜態(tài)顯示的優(yōu)點是CPU不必頻繁的為顯示服務(wù),因而主程序可不必掃描顯示器,軟件設(shè)計比較簡單,從而使單片機有更多的時間處理其他事務(wù)。本設(shè)計是利用8031的串行口實現(xiàn)鍵盤/顯示器接口。8031內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器,該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XTAL2,它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容,便構(gòu)成了一個自激勵振蕩器電路中的CC2的選擇在30PF左右,但電容太小會影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。3. 2. 3數(shù)據(jù)存儲器的掉電保護單片機系統(tǒng)內(nèi)的RAM數(shù)據(jù)是非常容易丟失的,特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù),一旦丟失后果不堪設(shè)想,因此掉電保護是必須要做的,一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象,在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動保護RAM中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運行狀態(tài),當(dāng)電源恢復(fù)正常供電后能恢復(fù)到掉電前的工作狀態(tài)。片內(nèi)的128B的RAM地址為00H~7FH,供用戶做RAM用,但是在這中間的前32單元,00H~1FH即引用地址尋址做用戶RAM用,常常做工作寄存器區(qū),分做四組,每組由8個單元組成通用寄存器R0~R7,任何時候都由其中一組作為當(dāng)前工作寄存器,通過RS0,RS1的內(nèi)容來決定選擇哪一個工作寄存器。001BH單元:定時器溢出中斷入口地址。在程序存儲器中有六個單元有特定的含義:0000H單元:單片機復(fù)位后,PC=0000H即從此處開始執(zhí)行指令。8031的 串行發(fā)送和接收利用了P3口的第二功能,串行接口的電路結(jié)構(gòu)還包括了串行口控制寄存器SCON,電源及波特率選擇寄存器PCON和串行緩沖寄存器SBUF,他們都屬于SFR,PCON和SCON用于設(shè)置串行口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收,SBUF用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作用。/VPP(31引腳)當(dāng)保持高電平時,單片機訪問內(nèi)部存儲器,當(dāng)PC值超過0FFFH時,將自動轉(zhuǎn)向片外存儲器。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單片機復(fù)位。3. 2. 2. 2 8031的引腳圖315 8031引腳圖8031的制作工藝為HMOS,采用40管腳雙列直插DIP封裝,引腳說明如下:VCC(40引腳)正常運行時提供電源。定時/計數(shù)器:8031有兩個16位的定時/計數(shù)器,每個定時器/計數(shù)器都可以設(shè)置成定時的方式和計數(shù)的方式,但只能用其中的一個功能,以定時或計數(shù)結(jié)果對計算機進行控制。3. 2. 2. 1 8031的片內(nèi)結(jié)構(gòu)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(dǎo)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CPU中央處理器:中央處理器是8031的核心,它的功能是產(chǎn)生控制信號,把數(shù)據(jù)從存儲器或輸入口送到CPU或CPU數(shù)據(jù)寫入存儲器或送到輸出端口。對于8031單片機的應(yīng)用系統(tǒng)來說,MC14433可以直接和其P1口或擴展I/O口8155/8255相連。當(dāng)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(fù)極性和欠量程還是過量程其含意見表33表3DS1選通時Q3~Q0表示的結(jié)果Q3Q2Q1Q0表示結(jié)果1XX0千位數(shù)位00XX0千位數(shù)位1X1X0結(jié)果為正X0X0結(jié)果為負(fù)0XX1輸入過程量1XX1輸入欠由表可知Q3 表示1/2位,Q3=“0”對應(yīng)1,反之對應(yīng)0。DS1 對應(yīng)千位,DS4 對應(yīng)個位。轉(zhuǎn)換啟動/結(jié)束信號端EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端,正脈沖有效。C1 。VSS: 數(shù)字地端。轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)以BCD碼的形式分四次送出(最高位輸出內(nèi)容特殊,詳見表33)。二.MC14433A/D轉(zhuǎn)換器件簡介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。其它情況下,輸出端OUT/IN輸出端OUT/IN和各通道的接通關(guān)系如下輸入狀態(tài)接通通道 輸入狀態(tài)接通通道INH C B AINH C B A000000101500011011060010201117001131xxx均不顯示01004 信號分析與處理 A/D轉(zhuǎn)換一.A/D轉(zhuǎn)換器的特點為了把溫度、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。若INH為高電平,則為禁止各通道和輸出端OUT/IN接至;若INH為低電平,則允許各通道按表32關(guān)系和輸出段OUT/IN接通。CD4051的內(nèi)部原理框圖如圖39所示。因此,多路開關(guān)通常是一種具有雙向能力的器件。其中,充放電時間為 t充電=C(R4+R2)Ln2 t放電=CR2 Ln2因而,輸出的方波頻率為f=1/(t放電+t充電)=1/[ C(R4+R2)Ln2]可見,空氣濕度通過555測量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號,表31給出了其中的一組典型測試值。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。2%RH;響應(yīng)時間小于5S; pF/℃。圖37a為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。四 多路檢測信號的實現(xiàn) 本設(shè)計系統(tǒng)為八路的溫度信號采集,而MC14433僅為一路輸入,故采用CD4051組成多路分時的模擬量信號采集電路,其硬件接口如圖36所示圖36 為八路模擬量信號采集電路硬件接口 濕度傳感器測量空氣濕度的方式很多,其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化,間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的
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