【正文】 ，蜂鳴器停止發(fā)聲。這種鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是當(dāng)鍵的數(shù)量較多時(shí)占用的 I/O 線的數(shù)量較多。 HS1101的外部結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖210所示： 圖210 HS1101的符號(hào)及外部結(jié)構(gòu)基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)14HS1101電容式濕度傳感器，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(cè)空氣濕度的增大而增大。 圖28 為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。連續(xù)寫(xiě) 2位間的間隙應(yīng)大于1us。DS18B20溫度數(shù)據(jù)如表21所示： 表21 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT（Binary）DIGITAL OUTPUT(Hex)+125℃+85℃+℃+℃+℃0℃℃℃℃55℃0000 0111 1101 00000000 0101 0101 00000000 0001 1001 00010000 0000 1010 00100000 0000 0000 10000000 0000 0000 00001111 1111 1111 10001111 1111 0101 11101111 1110 0110 11111111 1100 1001 000007D0h0550h0191h00A2h0008h0000hFFF8hFF5EhFF6EhFC90H (3) DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM ，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。它工作在3V~，采用多種封裝形式，從而使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，設(shè)定分辨率及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存?？梢?jiàn)精度是較高的。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(jìn)行濕度測(cè)量的。在工業(yè)中用于50℃～180℃測(cè)溫?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其原理結(jié)構(gòu)圖如圖 11 所示：復(fù)位電路濕度傳感器處理電路溫度傳感器AT89S51單片機(jī)鍵盤(pán)顯示電路報(bào)警電路485 半雙工收發(fā)器圖 11 原理結(jié)構(gòu)圖基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6 首先充分考慮氣候、環(huán)境因素對(duì)植物的影響，并根據(jù)溫室大棚內(nèi)植物保持正常狀態(tài)所需的溫度和濕度，設(shè)計(jì)出溫濕度參考值預(yù)先存儲(chǔ)于單片機(jī)中。所以電子式濕度傳感器測(cè)濕方法更適合于在潔凈及常溫的場(chǎng)合使用。下面對(duì)這兩種方案進(jìn)行比較: 干濕球濕度計(jì)的特點(diǎn)：干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度只有 5％—7％RH。 在傳統(tǒng)的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,往往采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有性能好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度的測(cè)量、顯示、調(diào)節(jié)和報(bào)警功能。這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量中的切換誤差和信號(hào)調(diào)理電路的誤差等問(wèn)題。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測(cè)濕法不會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)信號(hào)的采集、分析、處理，然后輸出信號(hào)來(lái)使執(zhí)行部件進(jìn)行動(dòng)作，使溫室大棚達(dá)到所要求指標(biāo)。當(dāng)溫濕度值超過(guò)允許的誤差范圍，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警，如果有必要，工作人員還可以根據(jù)實(shí)際的情況通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)人工修改片內(nèi)存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆?！妫F(xiàn)場(chǎng)溫度可直接通過(guò)“一線總線”以數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。 2 傳感器及其硬件電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器 DS18B20 介紹 測(cè)溫元件采用新型的溫度傳感器DS18B20。DS18B20 的封裝形式及引腳排列如圖 23 所示： 圖 23 DS18B20 的引腳排列圖 DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)10 (1) 光刻 ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。R1和R0用來(lái)設(shè)置分辨率，如下表所示（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）：表23 分辨率設(shè)置R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間0 0 9位 93075ms0 1 10位 1 0 11位 375ms1 1 12位 750msDSl8B20工作過(guò)程中的協(xié)議如下： 初始化：ROM操作命令；存儲(chǔ)器操作命令；處理數(shù)據(jù)。t2距t0為15us,也就是說(shuō)t2時(shí)刻前主機(jī)必須完成讀位,并在t0 后的60us 一120 us內(nèi)釋放總線。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S； pF/℃。該振蕩電路的兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)過(guò)程交替如下：首先是電源Ucc 通過(guò)R1,R2 向C2充電，經(jīng) T1充電時(shí)后，Uc2充至內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，約2/3Ucc ，此時(shí)輸入引腳3 端由高電平突降為低電平，然后通過(guò)R2 放電，經(jīng)T2放電時(shí)間后，Uc2下降到比較器的低觸發(fā)電平，約1/3Ucc，此時(shí)輸入引腳3端又由低電平躍升為高電平，如此反復(fù)，形成方波輸出，其中充放電時(shí)間為： T1=C1(R1+R2)ln2 (21)T2=C1R2ln2 (22)因而輸出的方波頻率為： f=1/(T1+T2)=1/C1(R1+2R2)ln2=50HZ (23)只要改變定時(shí)元件R1和R2就可以改變脈沖的頻率，從多諧振蕩器出來(lái)的信號(hào)又接入到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器它有兩個(gè)觸發(fā)狀態(tài)，一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一個(gè)暫穩(wěn)定狀態(tài)，在外來(lái)觸發(fā)脈沖作用下，能夠由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)定狀態(tài)，而暫穩(wěn)定狀態(tài)維持一段時(shí)間后，再自動(dòng)的返回到穩(wěn)定狀態(tài)，且暫穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短取決與電路本身參數(shù)，圖中，R3,C3和傳感器HS1101是外接地定時(shí)元件，觸發(fā)脈沖Ui由5端輸出，由8端輸入，下降沿有效，從9端輸出一個(gè)幅度，寬度都一定的矩形波信號(hào)，輸出的脈沖寬度Tp為： Tp=R3(C2+Cx)ln3 (24)基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)16雖然從NE556輸出的是標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)，為了減少外界對(duì)信號(hào)的干擾，設(shè)計(jì)中采用低通濾波器，過(guò)濾掉高頻信號(hào)的干擾，然后直接用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器 T1來(lái)測(cè)量脈寬 Tp，通過(guò)脈寬值，我們可以得到濕度傳感器的電容值，知道了傳感器的電容值，我們就可以分析電容與濕度的關(guān)系，下圖為HS1101的典型輸出曲線，相對(duì)濕度在1%99%RH之間，電容量由163pf 變化到202pf，其誤差不大于177。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)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(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。485 總線應(yīng)用電路圖如圖 37 所示：圖 37 RS485 總線的應(yīng)用電路圖 在應(yīng)用系統(tǒng)中，主機(jī)與分機(jī)一般相隔較遠(yuǎn)，而分級(jí)系統(tǒng)上電或復(fù)位又常?；趩纹瑱C(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)20不在同一個(gè)時(shí)刻完成，如果在此時(shí) DE 端電位為“1”，那么 485 總線的輸出將會(huì)處于發(fā)送狀態(tài)，也就是占用了通信總線，這樣其他的分機(jī)就無(wú)法與主機(jī)進(jìn)行通信。200mV，即差分輸入端VAVB≥200mV,輸出邏輯 1；VAVB≤200mV，輸出邏輯 0；而 A、B 端電位差的絕對(duì)值小于 200mV 時(shí)，輸出為不確定。為了可靠地工作，在 485 總線狀態(tài)切換時(shí)需要做適當(dāng)延時(shí)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，具體做法是在數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)下，先將控制端置“1” ，延時(shí) 1ms 左右的時(shí)間，再發(fā)送有效的數(shù)據(jù)，一包數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后再延時(shí) 1ms 左右的時(shí)間后，將控制端置“0”。 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)27致 謝基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)28參考文獻(xiàn)[1]梁中明. 基于DS18B20與虛擬I~(2)C總線的數(shù)字溫度測(cè)量裝置設(shè)計(jì) [J].湖北電子報(bào),2022.[2]—設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:國(guó)防科技大學(xué)出版社 ,2022. 205207. 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