【正文】 ，蜂鳴器停止發(fā)聲。這種鍵盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是電路簡單，缺點是當(dāng)鍵的數(shù)量較多時占用的 I/O 線的數(shù)量較多。 HS1101的外部結(jié)構(gòu)及符號如圖210所示： 圖210 HS1101的符號及外部結(jié)構(gòu)基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計14HS1101電容式濕度傳感器，在電路構(gòu)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。 圖28 為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。連續(xù)寫 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溫度傳感器的存儲器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個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)計更靈活、方便，設(shè)定分辨率及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。可見精度是較高的。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)行濕度測量的。在工業(yè)中用于50℃～180℃測溫。現(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)鍵盤顯示電路報警電路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)測系統(tǒng)設(shè)計6 首先充分考慮氣候、環(huán)境因素對植物的影響，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)計出溫濕度參考值預(yù)先存儲于單片機(jī)中。所以電子式濕度傳感器測濕方法更適合于在潔凈及常溫的場合使用。下面對這兩種方案進(jìn)行比較: 干濕球濕度計的特點：干濕球濕度計的準(zhǔn)確度只有 5％—7％RH。 在傳統(tǒng)的溫度測量系統(tǒng)設(shè)計中,往往采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。通過實踐證明，該系統(tǒng)具有性能好、操作方便等優(yōu)點，并且實現(xiàn)了對溫濕度的測量、顯示、調(diào)節(jié)和報警功能。這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補償、多點測量中的切換誤差和信號調(diào)理電路的誤差等問題。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測濕法不會產(chǎn)生老化，精度下降等問題。通過對信號的采集、分析、處理，然后輸出信號來使執(zhí)行部件進(jìn)行動作，使溫室大棚達(dá)到所要求指標(biāo)。當(dāng)溫濕度值超過允許的誤差范圍，系統(tǒng)將發(fā)出報警，如果有必要，工作人員還可以根據(jù)實際的情況通過鍵盤來人工修改片內(nèi)存儲的預(yù)設(shè)值。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?！?，現(xiàn)場溫度可直接通過“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 溫度傳感器 DS18B20 介紹 測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)測系統(tǒng)設(shè)計10 (1) 光刻 ROM中的64位序列號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用來設(shè)置分辨率，如下表所示（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）：表23 分辨率設(shè)置R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時間0 0 9位 93075ms0 1 10位 1 0 11位 375ms1 1 12位 750msDSl8B20工作過程中的協(xié)議如下： 初始化：ROM操作命令；存儲器操作命令；處理數(shù)據(jù)。t2距t0為15us,也就是說t2時刻前主機(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)時間小于5S； pF/℃。該振蕩電路的兩個暫穩(wěn)態(tài)過程交替如下：首先是電源Ucc 通過R1,R2 向C2充電，經(jīng) T1充電時后，Uc2充至內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，約2/3Ucc ，此時輸入引腳3 端由高電平突降為低電平，然后通過R2 放電，經(jīng)T2放電時間后，Uc2下降到比較器的低觸發(fā)電平，約1/3Ucc，此時輸入引腳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)只要改變定時元件R1和R2就可以改變脈沖的頻率，從多諧振蕩器出來的信號又接入到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器它有兩個觸發(fā)狀態(tài)，一個穩(wěn)定狀態(tài)，一個暫穩(wěn)定狀態(tài)，在外來觸發(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)維持一段時間后，再自動的返回到穩(wěn)定狀態(tài)，且暫穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)時間長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端輸出一個幅度，寬度都一定的矩形波信號，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)測系統(tǒng)設(shè)計16雖然從NE556輸出的是標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號，為了減少外界對信號的干擾，設(shè)計中采用低通濾波器，過濾掉高頻信號的干擾，然后直接用單片機(jī)的定時計數(shù)器 T1來測量脈寬 Tp，通過脈寬值，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。其方法就是把計算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過計算機(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)測系統(tǒng)設(shè)計20不在同一個時刻完成，如果在此時 DE 端電位為“1”，那么 485 總線的輸出將會處于發(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 端電位差的絕對值小于 200mV 時，輸出為不確定。為了可靠地工作，在 485 總線狀態(tài)切換時需要做適當(dāng)延時，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 1ms 左右的時間，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 1ms 左右的時間后，將控制端置“0”。 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計27致 謝基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計28參考文獻(xiàn)[1]梁中明. 基于DS18B20與虛擬I~(2)C總線的數(shù)字溫度測量裝置設(shè)計 [J].湖北電子報,2022.[2]—設(shè)計與應(yīng)用[M].北京:國防科技大學(xué)出版社 ,2022. 205207. 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