【正文】 頻域以及試驗(yàn)分析的方法確定，其動(dòng)態(tài)特性參數(shù)如 :最大超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、頻率響應(yīng)范圍、臨界頻率等。 （ 5） 測量結(jié)果以 9 位數(shù)字量方式串行傳送 。低溫度系數(shù)振蕩器是一個(gè)振蕩頻率隨溫度變化很小的振蕩器，為計(jì)數(shù)器 1提供一 頻率穩(wěn)定的計(jì)數(shù)脈沖。在計(jì)數(shù)器 2停止計(jì)數(shù)后，比較器將計(jì)數(shù)器 1中的計(jì)數(shù)剩余值轉(zhuǎn)換為溫度值后與 025℃ 進(jìn)行比較，若低于 ℃ ，溫度寄存器的最低位就置 0， 若高于 ℃ ，就置 1，若高于 ℃ ，溫度寄存器的最低位就進(jìn)位后置 0。測量結(jié)果存入溫度寄存 器中。 DS18B20 有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時(shí) VDD 接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時(shí)從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，完成溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長。 基于單片機(jī)的溫濕度檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 15 圖 34 濕度傳感器 HIH3610 外觀圖 主要特性 （ 1）熱固性聚合物電容傳感器，帶集成信號(hào)處理電路； （ 2） 3 針可焊塑封； （ 3）寬量程： 0~100%RH 非凝結(jié)，寬工作溫度范圍 –40~85℃ ； （ 4）高精度： 177。 RH 傳感器可用在二引線間有間距的配量中，它是一個(gè)熱固塑料型電容傳感元件，其芯片內(nèi)具有信號(hào)處理功能。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 八位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器，使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在 Flash 編程時(shí)，P0 口也用 來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。對(duì) P2 端口寫 “ 1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 表 34 P3 口引腳的第二功能 引 腳號(hào) 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） 0INT （外部中斷 0） 1INT （外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。這一位置 “ 1” ，引腳號(hào) 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 基于單片機(jī)的溫濕度檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時(shí)有效。 在 Flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。RS232C 接口 (又稱 EIARS232C)是目前最常用的一種串行通訊接口。即要求接收器能識(shí)別低至 +3V 的信號(hào)作為邏輯 “ 0” ，高到 3V 的信號(hào)作為邏輯 “ 1” 。 在檢測系統(tǒng) 中，下位機(jī)處理過的數(shù)據(jù)通常都需要不斷地傳給上位機(jī)，而上位機(jī)也要不斷往下位機(jī)發(fā)送命令，控制下位機(jī)的工作進(jìn)程。 8 段數(shù)碼管又稱為 8 字型數(shù)碼管，分為 8 段 ： A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 P10 根管腳，每一段有一根管腳。如檢測到的溫度與濕度發(fā)生變化時(shí)，數(shù)碼管即會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，起到實(shí)時(shí)顯示功能，電路如圖 42。在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。電路連接圖如圖 44所示。 溫度和濕度采集模塊 DS18B20 溫度傳感器與單片機(jī)的連接 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，可以直 接將被測溫度轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理，通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9 位的溫度讀數(shù)。數(shù)碼管常用的有另外兩根管腳為一個(gè)數(shù)碼管的公共端，兩根之間相互連通。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，電腦的串口是 RS232 電平的，而單片機(jī)的串口是 TTL 電平的，兩 者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，可以采用專用芯片 MAX232 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所以采用 DB9 的 9 芯插頭座。 RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn)采用 25 個(gè)引腳的連接器 (D 型插座 )。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。在方位外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高八位地址。 P1 口：具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使其為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活的解決方案。 單片機(jī) AT89S52 單片機(jī)有 4 個(gè) I/O 端口，每個(gè)端口都是 8 位雙向口，共占 32 根引腳。A 驅(qū)動(dòng)電流； （ 7）激光修正互換性； （ 8）快速響應(yīng) 5 秒 慢流動(dòng)的空氣中； （ 9）穩(wěn)定性好 ,低溫飄 ,抗化學(xué)腐蝕性能。另一種是外部供電方式 (VDD 接 +5V)，完成溫度測量的時(shí)間較短。 表 31 溫度和數(shù)字量的關(guān)系 變量 輸出的二進(jìn)制碼 對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制碼 +125 000000011111010 00FAH +25 000000000110010 0032H +1/2 000000000000001 0001H 0 000000000000000 0000H 1/2 111111111111111 FFFFH 25 111111111001110 FFCEH 55 111111110010010 FF92H 單線總線，即 1wire 技術(shù)是 DS18B20 的一個(gè)特點(diǎn)。 溫度寄存器中的溫度值以 9位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號(hào)位其余 8位以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式表示溫度值。 初始時(shí)，溫度寄存器被預(yù)置成 55℃ ，每當(dāng)計(jì)數(shù)器 1從預(yù)置數(shù)開始減計(jì)數(shù)到 0時(shí)，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加 1℃ ，這個(gè)過重復(fù)進(jìn)行直到計(jì)數(shù)器 2計(jì)數(shù)到 0時(shí)便停止。 VDD： 接電源引腳，電源供電 ~。并且多個(gè) DS18B20可以并接到多個(gè)地址線上與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。 傳感器的靜態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指當(dāng)被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)下，傳感器的輸入與輸出值之間的關(guān)系。采集到的濕度信號(hào) 經(jīng)過555 振蕩電路后 ，送至單片機(jī) 口 ，實(shí)現(xiàn)濕度的顯示與控制。并行顯示方式占用硬件資源多，八個(gè)筆 劃段和幾個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)控制端都要接到單片機(jī)的 I/O 引腳，但顯示刷新速度快；串行顯示方式占用硬件資源少，僅數(shù)據(jù)鎖存控制端、時(shí)鐘端、數(shù)據(jù)端三個(gè)端口要接到單片機(jī)的 I/O 引腳上，顯示刷新速度較并行顯示方式慢。 （ 3） HM1500 濕度傳感器是法國 Humirel 公司采用 Humirel 專利濕敏電容 HS1101 設(shè)計(jì)制造的相對(duì)濕度傳感器。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。選擇集成濕度傳感器應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：感濕性能好、靈敏度高、響應(yīng)速度快、測量范圍寬，要有較好的一致性、可重復(fù)性，線性度要好、濕滯小，較高的穩(wěn)定性和可靠性，有較強(qiáng)的抗污染能力、使用壽命長。為了避免多個(gè)傳感器同時(shí)測溫時(shí)有重疊的現(xiàn)象MAX6575 提供了 “ L” 和 “ H” 兩種型號(hào)的傳感器 ,它們的使用方法相同 ,而且每一種型號(hào)的傳感器 又可以通過時(shí)間選擇引腳。LM74 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器為 12 位外加符號(hào)位，因此在其有效工作范圍內(nèi)可達(dá) ℃ 的分辨率，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 425ms。測溫范圍為 55℃ ~+125℃ ，具有 10 位數(shù)字輸出溫度值，分辨率為 ℃ ，精度為 177。而 AT89S52 含有在系統(tǒng)可編程的 Flash存儲(chǔ)器，片內(nèi)有 8K 閃存， RAM 的容量也較 AT89C51 大 ，為 256 字節(jié)。 （ 1） 可靠性 高可靠性是單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的前提，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都應(yīng)該將可靠 性作為首要的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 （ 2） 實(shí)現(xiàn)超限數(shù)據(jù)的及時(shí)報(bào)警。 第三章是對(duì) 檢測 系統(tǒng)的硬件電路功能描述 ，包括溫度信號(hào)采集模塊、 濕度采集模塊、單片機(jī)、溫度報(bào)警模塊等。 與傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn) ： （ 1） 傳感器設(shè)計(jì)成智能型，可以增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速度，減輕監(jiān)控計(jì)算機(jī) 的負(fù)擔(dān)。為了使傳感器與計(jì)算機(jī)直接接口，致力于數(shù)字式傳感器研究是很重要的。很多測試場合要求傳感器具有盡可能小的尺寸。近幾年，國外濕度傳感器有了較大的發(fā)展，特別是電阻式濕度傳感器發(fā)展更快，人們不僅在電阻式陶瓷濕度傳感器特性方面做了大量工作，而且在高分子電阻式濕度傳感器上做出可喜的研究成果，這種傳感器穩(wěn)定性好、精度高、響應(yīng)特性優(yōu)，這是應(yīng)當(dāng)引以重視的技術(shù)動(dòng)向。目前，數(shù)字式溫度傳感器的總線技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，主要有單線（ 1Wire）總線、總線、 SMBus 總線和 SPI 總線。1 ℃ 以內(nèi)，測溫范圍可以從絕對(duì) 0~+2020℃ 。該類熱電偶最高測量溫度可達(dá) +3000℃ ，是目前冶煉不可缺少的儀器設(shè)備。可是它的缺點(diǎn)是只能近距離觀測，而且有毒。本系統(tǒng)還通過 RS232 和上位機(jī)相連，可以設(shè)置每隔一定的時(shí)間進(jìn)行溫度和濕度的采集，上傳到上位機(jī)，以供查詢。s living and production levels continue to improve, Living environment and production environment for the requirements of most importance to people. Temperature and humidity control is a typical example, the temperature and humidity detection system came into being of modern production and life of a smart, fast, convenient and reliable detection systems, particularly in the industrial production will occur if the test was not precise Many industrial accidents. Such as chemical production in the detection of improper temperature can cause reduced productivity and product quality decline. And now the temperature and humidity detection system used is usually an accuracy of ℃ or 1 ℃ mercury, kerosene or alcohol thermometer for temperature measurement and the use of traditional methods of physical analog humidity testing. The total scale of temperature and humidity testing is usually very close intervals, not easy to accurately distinguish, reading diffic ulties, and their relatively large heat capacity, the time required to reach thermal equilibrium longer, making it difficult to read accurate, and very inconvenient to use. Work for modern, scientific research and to provide better and more convenient facilities need to start from a single chip technology, all toward the digital control, intelligent control direction. The design is based on microcontroller (AT89S52) as the core, with the temperature sensor (DS18B20) and the humidity sensor (HIH3610), and related peripheral circuits of the detection system, can receive the measured signal is temperature and humidity environment, inspectors can through the digital display of data, realtime monitoring the environment temperature and humidity conditions. All of the measurement operation can be achieved by the host control software, temperature and humidity sensors are measuring the signal, the circuit is converted to ele