【正文】 電路正負(fù)輸入端預(yù)留的頂調(diào)最后在預(yù)留的測試點上測得正負(fù)輸入端的電壓大致相等，隨后測試前兩級運放的電壓放大性能都順利通過，最后將整個模塊連通后得到了預(yù)期的效果，但是可能是由于傳感器易受干擾導(dǎo)致信號檢測電路工作不是很穩(wěn)定。 。調(diào)試了各模塊之后，接下來的工作就是將各源程序段連接起來，進(jìn)行綜合調(diào)試了，綜合調(diào)試需要我們特別注意細(xì)節(jié)部分，這樣 才能盡可能的減少錯誤的產(chǎn)生。 正弦波震蕩發(fā)生電路主要是調(diào)節(jié)集成運放外圍預(yù)留的頂調(diào)電阻 ，當(dāng)震蕩電路調(diào)試結(jié)束后還需要調(diào)節(jié)濕敏電阻輸出直接對應(yīng)的橋式整流電路，檢測震蕩信號經(jīng)過整流電路以后是否能達(dá)到整流量對應(yīng)的指標(biāo)，在調(diào)節(jié)過程中發(fā)現(xiàn)整流出來的直流量不能穩(wěn)定的被轉(zhuǎn)換成數(shù)字量于是在整流后續(xù)電路加了電容濾波則問題得以解決。最后查閱了相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)串口的公頭和木頭對應(yīng)錯誤，將對應(yīng)的通信線改焊后問題得以解決了 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 調(diào)試 PCF8951 芯片， 將編寫好的 A/D 轉(zhuǎn)換調(diào)試程序下載到單片機(jī) ，運行，觀察現(xiàn)象。 根據(jù)所查閱資料，了解各個組件的工作原理，開始著手調(diào)試芯片。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 第 4章 硬件調(diào)試方案 硬件電路的調(diào)試 調(diào)試 是整個設(shè)計完成過程中耗時最長也是花費心血最多卻又是所需要講述的最少的，大多數(shù)情況下都不是理論性的大問題但卻很讓人費解并且經(jīng)過反復(fù)的測試才得以解決。 其程序流程圖見圖 。本設(shè)計采用的是 C 語言的編程，溫度控制主程序的設(shè)計應(yīng)考慮以下問題：（ 1）溫濕度采樣、濾波， 人體紅外檢測（ 2）溫濕度模擬電信號轉(zhuǎn)換， 紅外信號處理。 為了實現(xiàn)本設(shè)計的功能，將程序的設(shè)計進(jìn)行模塊化編程。送顯示程序顯示，并將數(shù) 值返回給主函數(shù)。 軟件的編譯過程 本系統(tǒng)單片機(jī)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)以 STC89C52為控制核心， 先在 Keil C51集成開發(fā)環(huán)境下將編好的程序進(jìn)行編譯、調(diào)試 ,調(diào)試通過后會生成 .HEX文件。多任務(wù)，中斷或非中斷的代碼要求必須具備可再入功能。連接定位器支持的代碼區(qū)可達(dá)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 32個，這就允許用戶在原有 64K ROM的 8015基礎(chǔ)上擴(kuò)展程序。 C51編譯器可以實現(xiàn)對 8051系列所有資源的操作。 B、 信號函數(shù)：模擬產(chǎn)生 CPU的模擬信號和脈沖信號 (simulate analog and digital inputs to CPU)。斷點可設(shè)置為條件表達(dá)式，變量或存儲器訪問，斷點被觸發(fā)后，調(diào)試器命令或調(diào)試功能即可執(zhí)行。彩色語法顯像和文件辯識都對 C源代碼進(jìn)行和優(yōu)化。 uVision2包含一個器件數(shù)據(jù)庫 (device database)，可以自動設(shè)置匯編器、編譯器、連接定位器及調(diào)試器選項，來滿足用戶充分利用特定微控制器的要求。 C51已被完全集成到 uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調(diào)試器。 最新版支持非常豐富仿真元件共 7000 多種，還有很多第三方模型。 Proteus組合了高級原理布圖、混合模式 SPICE仿真 ， PCB設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。實際環(huán)境 中要求安全可靠的運行，最重要的就是滿足人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍憷囊?，因此有必要對器件的選取和系統(tǒng)的設(shè)計做嚴(yán)格的定位 。 123R E 2 00 BR247 k C10. 01 uFR110 KA1V C C+ 12 1 2R347 KC547 uFC310 uFR510 KR430 0KC2 0. 1u FA2R710 KR830 KC722 uFR912 0K+ 12+ 12+ 12 1 2C60. 01 uFR61MD1R 1112 0K+ 12A3D2+ 12 1 2L E DR 1210 0KR 131KR 1010 0K1J11J31J2P C F 85 91 I N 圖 紅外采集模塊設(shè)計原理圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 單片機(jī)處理模塊 本模塊選用市場上安全性較強(qiáng)性價比較高的 STC89C52 單片機(jī)處理溫度、濕度、紅外模塊采集的電信號。第三級為電壓比較器，在同向輸入端和反向輸入端分別接入了 4007 起 到電壓鉗位作用，同時在正反輸入端分別設(shè)計了頂調(diào)和測試點便于電路焊接完成后的測試和調(diào)試 。 整體電路 經(jīng)過三級處理，前 兩級運放用以放大 RE200B 輸出的模擬電信號，其中第一級運放反向輸入端和地之間用 47K 的電阻和 47181。 表 0～ 60176。 A1R15. 1K 1 2+ 12R210 KR310 0kD1D2C110 4P FR516 KR420 K C210 4P F12C H R 0 1R610 0k1234B r i d geC3 22 uFC4 0. 1u FR751 0L E DVoP C F 85 91 I N 圖 濕度采集模塊設(shè)計原理圖 此外驅(qū)動濕敏電阻工作的 交流電信號采用 LM741設(shè)計了一個正弦波震蕩發(fā)生電路，理論上 發(fā)生頻率為 2K的正弦波，但由于實際硬件參數(shù)和干擾等原因只發(fā)生了 1K的正弦波。鑒于濕敏電阻器的電阻值與相對濕度大多近指數(shù)特性，取擬合直線為半對數(shù)坐標(biāo)下的直線；所論及的問題僅與整個濕度量程內(nèi)各點的偏差有關(guān)，與占滿量程的比例無關(guān)，為便于討論，用擬合電阻 HI與實際電阻 H 之差來表示線性度： f=R180。參考文獻(xiàn)指出，對于選定的材料，可控制感濕體氣孔率及孔徑的分布獲得較好的線性度?！?。與其他類型的溫度傳感器相比 , AD590有精度高、價格低、不需輔助電源、線性性好等優(yōu)點 .它的主要特性如下： AD590 的測溫范圍為 55℃ ～ +150℃ 。數(shù)值為 ，由 I=V/R，即得 AD590上的電流值。伏特表測量電阻兩端的電壓。它使用方便，并且電流型比電壓型的測量精度高。溫敏晶體管在管子的集電極電流恒定時，其基極發(fā)射極電壓與溫度成線性關(guān)系，為克服溫敏晶體管 vb電壓產(chǎn)生時的離散性，采用了特殊的差分電路。12V雙電源供電、 AD590為 +12V電源供電 。 熱釋電紅外線傳感器探測范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。 被動紅外穿透力羞，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探。當(dāng)有人從透鏡前走過時， 人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從 “盲區(qū) ”進(jìn)人 “高靈敏區(qū) ”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。 在濃霧環(huán)境或者干擾傳感器接收紅外線的環(huán)境中。此傳感器工作茬 7～ 14urn的紅外光譜之間。增益 177。 表 CHR01的電特性參數(shù) 表 工作電壓 1V AC（ 50Hz ～ 2 K Hz） 檢測范圍 20%～ 90% RH 檢測精度 177。由于全部選擇通用元器件，因此成本低廉，易于推廣應(yīng)用。本設(shè)計利用濕敏電阻及相應(yīng)的外圍電路設(shè)計而成的相對濕度測量器。 AD590的工作原理： 在被測溫度一定時， AD590相當(dāng)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 5 此時電阻兩端將會有 1mA/K的電壓信號。C； 保存溫度： 65～ +175176。A以下作微小變化。實際上，中國也開發(fā)出了同類型的產(chǎn)品 SG590。 A/D與 D/A的最大轉(zhuǎn)換速率由 I2C總線的最大傳輸速率決定。 串口通信圖見圖 。用戶主應(yīng)用程序由用戶自己編的 ISP程序下載。 不要用通用編程器編程，否則有可能將單片機(jī)內(nèi)部已固化的 ISP 系統(tǒng)引導(dǎo)程序擦除，造成無法使用 STC提供的 ISP軟件下載用戶的程序代碼。 p1 .01p1 .12p1 .23p1 .34p1 .45p1 .56p1 .67p1 .78R S T9p3 .0 / R X D10P 3. 1 / T X D11P 3. 2 / I N T O12P 3. 3 / I N T 113P 3. 4 / T O14P 3. 5 / T 115P 3. 6 / W R16P 3. 7 / R D17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2. 0 / A 621P 2. 1 / A 922P 2. 2 / A 1023P 2. 3 / A 1124P 2. 4 / A 1225P 2. 5 / A 1326P 2. 6 / A 1427P 2. 7 / A 1528P S E N29A L E30EA31P 0. 7 / A D 732P 0. 6 / A D 633P 0. 5 / A D 534P 0. 4 / A D 435P 0. 3 / A D 336P 0. 2 / A D 237P 0. 1 / A D 138P 0. 0 / A D 039V C C40S T C 89 C 5 2+5X1X2R S TR110 k+C110 uFS W P B+5R S T11 .0 59 2MC230 pFC330 pFX1X2123456789R P 1 KD0D1D2D3D4D5D6D7 圖 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 STC89系列單片機(jī)大部分具有在系統(tǒng)可編程（ ISP）特性， ISP 的好處是：省去購買通用編程器，單片機(jī)在用戶系統(tǒng)上即可下載 /燒錄用戶程序，而無須將單片機(jī)從已生產(chǎn)好的產(chǎn)品上拆下，再用通用編程器將程序代碼燒錄進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部。 程序擦除為扇區(qū)擦除，沒有字節(jié)擦除，只有扇區(qū)擦除， 512字節(jié) /扇區(qū) ,每個扇區(qū)建議只用 。在此電壓以下，此時再用 ISP/IAP 功能，編程 / 擦除 Flash，不能保證能達(dá)到要求 。 如果 address=400H，則總是訪問物理上外部擴(kuò)展 RAM或 I/O空 間 （ 400HFFFFH） 。 loop_counter = 128。如 STC89LE516AD/X2 系列 MOVX A, Ri / MOVX Ri, A 指令只能固定訪問內(nèi)部擴(kuò)展的 EXTRAM, MOVX A, DPTR / MOVX DPTR, A 指令固定訪問外部RAM。 ALE腳輸出固定的 1/6晶振頻率信號在 12時鐘模式時 ,在 6時鐘模式時輸出固定的1/3晶振頻率信號 。 特殊功能寄存器 SFR 和高 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM 是通過尋址方式來區(qū)分的 ,傳統(tǒng)的 8051 系 列單片機(jī)只有 128256 字節(jié) RAM 供用戶使用，在此情況下 STC 公司響應(yīng)廣大用戶的呼聲，在一些單片機(jī)內(nèi)部增加了 RAM。用 STC 提供的 工具將您原有的代碼下載進(jìn) STC 相關(guān)的單片機(jī)即可 ,或用通用 編程器編程。此傳感器工作在 7—14urn的 紅外光譜之間，正常工作周圍環(huán)境溫度范圍 300～ 700，儲存溫度 400～ 800。 RE200B 采用 To 一 5 封裝形式， 正常工作直流電壓 3～ 10v， 信號輸出電壓最小值 ， 典型值 4V。 表 濕敏電阻 CHR01電性能參數(shù) 工作電壓 1V AC（ 50Hz ～ 2 K Hz） 檢測范圍 20%～ 90% RH 檢測精度 177。 數(shù)碼管驅(qū)動芯片74HC573功能見表 . 表 數(shù)碼管驅(qū)動芯片 74HC573功能表 輸入 輸出 輸出使能 鎖存使能 D Q L H H H L H L L L L X 不變 H X X Z 注： X=不用關(guān)心 ， Z＝高阻抗 。 輸出能直接接到 CMOS，NMOS 和 TTL 接口上 操作 電壓范圍： ～ 低輸入電流： CMOS 器件的高噪聲抵抗特性 當(dāng)鎖存使能端為高時，這種 器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。 圖 AD 轉(zhuǎn)換芯片 PCF8591 引腳 圖 （ 6） 數(shù)碼管驅(qū)動 芯片：用 74HC573驅(qū)動數(shù)碼管 ， 74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。 （ 3） 四路采樣溫度信號采樣簡單平均處理，溫度保存為整數(shù)。 數(shù)據(jù)存儲片內(nèi)設(shè)有 128B，外部有 8279 的 256B，而由于存入的數(shù)據(jù)是隨時更新的且不計小數(shù)位，存入 8 個 16 進(jìn)制數(shù)字，其總共需要的容量只有 16B，已經(jīng)夠用。 硬件中包括一個開關(guān)，為復(fù)位開關(guān)。 目前行業(yè)應(yīng)用角度講大多都還在采用人工測量，這種測量方法勞動強(qiáng)度大，而且實時性喝精確度都遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)自動化生產(chǎn)以及快節(jié)奏工作生活的需求，為了迎合技 術(shù)發(fā)展的要求特采用低功耗，工作穩(wěn)定 安全性高，抗干擾能力強(qiáng)的 STC 單片機(jī)以及工業(yè)級傳感器設(shè)計此系統(tǒng)。