【正文】 P0口輸入，引腳 、 和、 的電平設置見表 6， PSEB 為低電平， RST保持高電平， EA/Vpp 引 腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓， ALE/PROG引腳輸入編程脈沖（負脈沖）。 10 Pf，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40Pf177。 PSEN：程序存儲允許輸出是外部程序存儲器的讀選通型號，當 89C51 由外部存儲 器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 P3 口： P3 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸 出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 Flash 編程和程序校驗期間， P1 接受低 8 位地址。 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復用。系統(tǒng)的類型和應用需求決定了能夠在設備上執(zhí)行的測試類型。由于這些決定性應用，市場需要一種可靠的具有低干擾潛伏響應的費用 效能控制器，服務大量時間和事件驅動的在實時應用需要的集成外圍的能力，具有在單一程序包中高出平均處理功率的中央處理器。對于 AT89C51 單片機的應用系統(tǒng)來說， MC14433 可以直接和其 P1 口或擴展 I/O 口8155/8255 相連。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。 C0 C02： 外界補償電容端，電容取值約 。 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 15 多 路 選 擇 開 關鎖 存 器個 位 十 位 百 位 千 位極 性判 別溢 出控 制 電 路 C M O S 線 性 電 路時 鐘 / O R 過 量 程V R 基 準 電 壓V A G 模 擬 地V X 被 測 電 壓D UE O C R 1R 1 / C 1C 1C 0 1C 0 2Q 0 ～ Q 3 D S 1 ～ D S 4實 時 顯 示 轉 換 周 期 圖 311 MC14433A/D轉換器的內(nèi)部邏輯框圖 圖 312 MC14433引腳圖 MC14433 的框圖（圖 311）和引腳（圖 312）功能說明 各引腳的功能如下： 電源及共地端 VDD： 主工作電源 +5V。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，可輸入多路模擬量。 圖 310 CD4051的內(nèi)部原理框圖 圖中功能如下： 通道線 IN/OUT（ 1 1 1 13）：該組引腳作為輸入時，可實現(xiàn) 8選 1 功能，作為輸出時，可實現(xiàn) 1分 8功能。 表 31 空氣濕度與電壓頻率的典型值 07 3 5 16 06 6 0 01 07 2 2 47 06 4 6 82 07 1 0 0 8 06 3 3 03 06 9 7 69 06 1 6 84 06 8 5 3 1 0 0 6 0 3 35 0 6 7 2 8頻 率濕 度頻 率濕 度% R HH Z% R H H Z 三、多路檢測信號的實現(xiàn) 本設計系統(tǒng)為八路的濕度信號采集，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 39所示 圖 39 兩 路分時的模擬量信號采集電路硬件接口 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 13 多路開關 多路開關，有稱“多路模擬轉換器”。 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 11 1 0 07 55 02 50 2 002 0 4 04 06 08 01 0 0溫 度 /℃長 期 穩(wěn) 定正常工作區(qū)區(qū)非正常區(qū) 02 0 4 06 08 01 7 01 6 01 8 01 9 02 0 0相 對 濕 度/ % R H 圖 37a 濕敏電容工作的溫 、 濕度范圍 圖 37b 濕度 電容響應曲線 二、濕度測量電路 HS1100/HS1101 電容傳感器，在電路構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。電容式 、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(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)生變化而進行濕度測量的。但這樣調(diào)整只保證在 0℃或 25℃附近有較高的精度。該電路的設計使得 T9， T10， T11 三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個電路總電流 I的 1／ 3。 圖 34 AD590內(nèi)部電路 圖 34 所示是 AD590 的內(nèi)部電路，圖中的 T1～ T4 相當于圖 33 中的 T T2，而T9， T11 相當于圖 33 中的 T T4。 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。 AD590 的測溫范圍 55℃ +150℃。 （一） 信號采集 由 AD590、 HS1100 及多路開關 CD4051 組成； （二） 信號分析 由 A/D轉換器 MC1443單片機 AT89C51 基本系統(tǒng)組成； （三） 信號處理 由串行口 LED 顯示器和報警系統(tǒng)等組成。 方案二、采用多路分時的模擬量輸入通道，如圖 22。 綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。這種傳感器原是用于開關的傳感崔亞平：基于單片機倉庫溫濕度的監(jiān)測系統(tǒng)的設計 4 器，不能在寬頻帶范 圍內(nèi)檢測濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。它只需直流電源就能工作，而且，無需進行線性校正，所以使用也非常方便，借口也很簡單。（ ℃ + |t|）。 溫度傳感器的選擇 方案一：采用熱電阻溫度傳感器。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。 同時 傳感器技術作為新技術革命和信息社會的重要技術基礎，是現(xiàn)代科技的開路先鋒，也是當代科學技術發(fā)展的一個重要標志。因此我們需要一種造價低廉、使用方便且測量準確的溫濕度測量儀。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。 與傳統(tǒng)的溫濕度測量儀器相比，該設計的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫精確，數(shù)字顯示，適用范圍寬等特點。 這些技術的發(fā)展也為倉庫的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展提供了科學依據(jù)。對于測量系統(tǒng)而言，如何準確獲得被測信號是其核心任務；而對測控系統(tǒng)來講，對被控對象狀態(tài)的測試和對控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)。缺點是價格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。 ℃。電容式 、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(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)生變化而進行濕度測量的。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?？傮w成本可以作得較低。 綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設計系統(tǒng)對于模擬量輸入的要求，比較其框圖，方案二更具備硬件簡單的突出優(yōu)點，所以選擇方案二作為 信號的輸入通道。集成溫度傳感器的電路符號如圖 32 所示。 精度高。因此，電流 I1 為： I1＝ ΔU BE／ R＝（ KT／ q）（ lnn）／ R 對于 AD590， n＝ 8，這樣，電路的總電流將與熱力學溫度 T成正比，將此電流引至負載電阻 RL上便可得到與 T 成正比的輸出電壓。 R1， R2 為發(fā)射極反饋電阻，可用于進一步提高阻抗。 二、 基本應用電路 圖 38是 AD590 用于測量熱力學溫度的基本應用電路。例如，若室溫為 25℃，那么 V0應為 25mV。 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。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)。 我選用的是 CD4051 多路開關，它是一種單片、 COMS、 8 通道開關。 VGG（ 7）；電平轉換器電源，通常接 +5V 或 5V。 MC14433A/D 轉換器與國內(nèi)產(chǎn)品 5G14433 完全相同，可以互換。 外界電阻及電容端 RI： 積分電阻輸入端， VX=2V 時， R1=470?； VX=200Mv 時， R1=27K?。 過量程信號輸出端 /OR ： 當 |Vx|?VR，過量程 /OR 輸出低電平。 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 17 表 33 DS1選通時 Q3～ Q0表示的結果 Q 2Q 1Q 0 01000011表 示 結 果千 位 數(shù) 為 0千 位 數(shù) 為 1結 果 為 正結 果 為 負輸 入 過 量 程輸 入 欠Q 31001 Q2 表示極性， Q2=“ 1”為正極性，反之為負極性。商業(yè)應用包括調(diào)制解調(diào)器，電動機控制系統(tǒng)，打印機，影印機，空調(diào)控制系統(tǒng)，磁盤驅動器和醫(yī)療設備。為了緩和這些問題，在最壞的環(huán)境和電壓條件下對這些單片機進行無論在部件級別還是系統(tǒng)級別上的綜合測試是必需的。 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 19 圖 315 AT89C51 方框圖 引腳功能說明 (如圖 316) P1 口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問外部程序存儲器或 16 位四肢的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)，在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。 RST：復位輸入。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩電路參見圖5。掉電模式： 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復 1— 5 步驟，知道全部文件編程結束。校驗時，P0 口必須接上 10k 左右的上拉電阻。 編程接口： 采用控制信號的正確組合可對 Flash 閃速存儲陣列中的每一代碼字節(jié)進行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時的，初始化后它將自動定時到操作完成。這種情況下，程序可稱為輸出程序，它監(jiān)督接口的操作并完成數(shù)字 模擬轉換器（ DAC）所需數(shù)字的標定。一旦 CPU 收集到數(shù)據(jù)信息和流程，它必須能夠改變外部領域的一部分，這些硬件設備稱作外圍設備，它們是 CPU 通往外部的窗口。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。 根據(jù)實際操作的經(jīng)驗，下面給出這兩種復位電路的電容、電阻參考值。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。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，標度變換之后，與該參數(shù)上安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 27 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。通常，符合上述功能的溫度控制程序由主程序和 T0中斷服務程序兩部分組成。對一般線性儀表來說，標度變換公式為： 式中： A0 為一次測量儀表的下限； Am 為一次測量儀表的上限； AX為實際測量值； N0為儀表下限所對應的數(shù)字量； Nm為儀表上限所對應的數(shù)字量； NX為測量所得數(shù)字量。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化測量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來檢測和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設備和系統(tǒng)正常運行在最佳狀態(tài)，從 而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。但傳統(tǒng)的方法是用濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計和濕度試紙等測試器材，通過人工進行檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進行通風、去濕和降溫等工作。沒有他們的支持和鼓勵， 我也不可能完成我 的學業(yè) 。 作者： 崔亞平