【正文】 。8051單片機(jī)的ALE輸出的頻率為Fosc/6，當(dāng)系統(tǒng)晶振為12MHz時，U1_CLKDE 頻率約為1MHz，符合ADC0809的要求。如8位A/D轉(zhuǎn)換器所采集到的0～5V電壓轉(zhuǎn)換成為00H～FFH相對應(yīng)的數(shù)字量。 ADC0809接口電路設(shè)計(jì)ADC0809芯片屬ADC0808系列多通道8位CMOS模數(shù)轉(zhuǎn)換器。通常以這幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來評價其質(zhì)量水平，并根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換方式的選擇。在常溫下，且無需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供177。響應(yīng)時間越短，表明濕敏元件的吸濕過程和脫濕過程越快，濕滯回差越小，濕敏元件的性能越好。濕敏元件的濕度溫度系數(shù)就是表示器件的感濕特性曲線隨環(huán)境溫度而變化的特性參數(shù)。當(dāng)相對濕度增加時，吸附量也增加，吸附水就成為導(dǎo)電通道，高分子電解質(zhì)的正負(fù)離子主要起到載流子作用，另外，由吸附水自身離解出的質(zhì)子、水和氫離子也起電荷載流子作用，使高分子濕敏電阻的電阻值下降。使用時應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。(3) 考慮時漂和溫漂在實(shí)際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時間一長，電子式濕度傳器會產(chǎn)生老化，精度下降，電子式濕度傳器年漂移量一般都在177。5％RH的精度就足夠了。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價也相差甚遠(yuǎn)。2%左右，甚至更高。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。③ 露點(diǎn)法是測量濕空氣達(dá)到飽和時的溫度，是熱力學(xué)的直接結(jié)果，準(zhǔn)確度高，測量范圍寬。常見的濕度測量方法有：動態(tài)法(雙壓法、雙溫法、分流法)，靜態(tài)法(飽和鹽法、硫酸法)，露點(diǎn)法，干濕球法和電子式傳感器法。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)硬件時，主要有以下電路模塊：(1)、溫度采集模塊選用LM35溫度傳感器，濕度采集模塊選用CHR01濕敏電阻；(2)、基于AD0809的模擬量向數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊；(3)、系統(tǒng)硬件單片機(jī)采用AT89S51單片機(jī)；(4)、語音播報(bào)采用ISD4002語音模塊；(5)、數(shù)碼管顯示電路模塊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則具體如下：(1) 測控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)溫度、濕度值2路輸出。電阻式濕度傳感器是利用某些吸濕性能較好的物質(zhì)吸附水汽后，其電阻率變化的原理來測定相對濕度，一般在中濕度（20%～70%RH）使用電阻型濕度傳感器。(3) 傳感器應(yīng)用領(lǐng)域得到新的拓展，二次傳感器和傳感器系統(tǒng)的比例大幅度增長，集成化、智能化傳感器與 變送器將會呈現(xiàn)暢銷勢。在氣象、紡織、集 成電路生產(chǎn)、家用電器、食品加工及蔬菜保鮮等方 面得到了廣泛的 應(yīng)用。只有檢測出空氣濕度后，才能 運(yùn)用相 應(yīng)的方法調(diào)節(jié)空氣濕度，有效消除靜電，創(chuàng)造森林、海 般的清新空氣。一般用1立方米 空氣中所含水蒸汽的克數(shù)來表示。本文介紹了一種新型多功能空氣濕 度計(jì)的原理和測量方法，采用CHR01濕敏電阻作為濕度敏感元件，設(shè)計(jì)出溫濕度檢測模塊來測量空氣中的溫濕度值。本文在設(shè)計(jì)過程中主要做了以下幾個方面的工作：一是討論并選擇系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；二 是對傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇；三是對單片機(jī)及其接口進(jìn)行電路及軟件的設(shè)計(jì)。在貯存或加工與 周圍空氣處于濕度平衡的材料時，相對濕度有著很大的意義。本課題即以上述問題為出發(fā)點(diǎn) ，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 對空氣溫度、濕度的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能檢測出當(dāng)前空氣的溫濕 度，并當(dāng)濕度超出用戶設(shè)定的濕度值時，進(jìn)行自動報(bào)警。敏感元件與傳感器發(fā)展 的總趨勢是集成化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。濕度傳感器可以分為三大類：電解質(zhì)濕 度傳感器、半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器和有機(jī)高分子聚合物傳感器。同時以溫度傳感器LM35來實(shí)現(xiàn)對空氣溫度的檢測。盡量以軟代硬，簡化電路。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章主要介紹了溫濕度模塊設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)、LED數(shù)字顯示模塊設(shè)計(jì)和語音模塊設(shè)計(jì)等五個方面的內(nèi)容。2%RH以上。但用現(xiàn)代光電原理的冷鏡式露點(diǎn)儀價格昂貴，常和標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器配套使用。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。濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù)，因此對使用的環(huán)境溫度有要求，超過其規(guī)定的使用溫度將對傳感器造成損壞。眾所周知，相對濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著指定空間內(nèi)的相對濕度。而精度高于177。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。隨濕度變化，膜發(fā)生膨脹或收縮，從而使導(dǎo)電粉末間距變化，電阻隨之改變。2%RH濕滯≤%RH ℃下CHR01的阻抗特性曲線，由下圖可知，在對精度要求不高的情況下，可以將其近似為線性關(guān)系。電解質(zhì)濕度傳感器的電導(dǎo)是靠離子的移動實(shí)現(xiàn)的，在直流電源作用下，正、負(fù)離子必然向電源兩極運(yùn)動，產(chǎn)生電解作用，使感濕層變薄甚至被破壞；在交流電源作用下，正負(fù)離子往返運(yùn)動，不會產(chǎn)生電解作用，感濕膜不會被破壞。其中U1A、U1B起驅(qū)動傳感器作用，電壓跟隨器U1A起隔離作用，也就是增加驅(qū)動能力，同時有阻抗變換作用，U1B電路即是傳感器驅(qū)動電路，促使?jié)衩綦娮栝_始工作。若輸入的是非電量模擬信號，還需通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號并加以放大。經(jīng)分析比較，以逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的性價比為最為合適。s，無須調(diào)零或調(diào)整滿量程。 A/D轉(zhuǎn)換電路圖ADC0809的啟動控制信號START、/WR、/RD控制信號等由微控制器提供?！?8路模擬通道選擇ADDA、ADDB、ADDC分別接系統(tǒng)地址鎖存器提供的末3位地址，只要把3位地址寫入0809中的地址鎖存器，就實(shí)現(xiàn)了模擬通道選擇。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因此只有確認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進(jìn)行傳送。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 8051單片機(jī)最小系統(tǒng)該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1) 系統(tǒng)有大量的I/O線可供用戶使用：P0、PPP3四口都可以作為I/O口使用。符號和引腳 共陰極 共陽極 7段LED數(shù)碼顯示器LED數(shù)碼顯示器的顯示段碼為了顯示字符，要為LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“8”字形字符的7段，再加上一個小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供給LED顯示器的顯示段碼為一個字節(jié)。動態(tài)LED顯示的設(shè)計(jì)方法是將不同LED模塊的所有的LED的驅(qū)動端一對一地連接到一起，而將其公共極（陰極或陽極）分別由不同的IO口來驅(qū)動。本系統(tǒng)采用是節(jié)約硬件資源的動態(tài)顯示方式。采樣頻率可為 ,頻率越低,錄放時間越長,而音質(zhì)有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年(典型值),反復(fù)錄音10萬次。在各種特性里面，整個系統(tǒng)是否為線性是很關(guān)鍵的，因?yàn)樗苯由婕翱刂葡到y(tǒng)對外界物理量變化的判斷和控制。 代數(shù)插值法對傳感器的非線性補(bǔ)償原理用插值法求函數(shù)的近似表達(dá)式時，首先要選定近似函數(shù)的形式。通過運(yùn)用Matlab強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以非常方便地求出式（3）的n+1個待定系數(shù)。 標(biāo)度變換與標(biāo)定 測控系統(tǒng)中被測信號由測量探頭探測接收后，要經(jīng)歷很多道環(huán)節(jié)的處理（在測量通道中被測量都經(jīng)歷了多次轉(zhuǎn)換即多次量綱的變化），才能輸出顯示、驅(qū)動執(zhí)行器件動作。微機(jī)按照式()從A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果X便可以計(jì)算出被測量的數(shù)值Y用于顯示。由上述數(shù)據(jù)得到： （7）即濕度和數(shù)字量轉(zhuǎn)換線性模型為：H=5 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖整個系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。監(jiān)控程序的主要作用是能及時的響應(yīng)來自系統(tǒng)內(nèi)部的各種服務(wù)請求，有效地管理系統(tǒng)自身軟硬件及人機(jī)對話設(shè)備與系統(tǒng)中其它設(shè)備交換信息，并在系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時，及時作出相應(yīng)處理。 系統(tǒng)各程序模塊 本系統(tǒng)的程序模塊主要有LED顯示子程序、語音播放子程序等模塊。而由于芯片是塑料封裝，所以對溫濕度的感應(yīng)靈敏度不是很高，需要一段時間才能達(dá)到穩(wěn)定。由于這些干擾噪聲會對測量精確度產(chǎn)生較大影響，如何減少各種干擾的影響成為提高測量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。電阻元件中，繞線電阻的噪聲最小，碳膜電阻的噪聲最大。對于一個放大倍數(shù)比較高的放大器來說，只要第一級引進(jìn)一點(diǎn)微弱的干擾電壓，經(jīng)過各級的放大，放大器的輸出端就有一個較大的干擾電壓。(2) A/D轉(zhuǎn)換模塊由于溫濕度檢測模塊輸出的信號為模擬信號，而單片機(jī)只接受數(shù)字量，所以這些模擬量必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理。為應(yīng)對各種環(huán)境，傳感器的設(shè)計(jì)也呈現(xiàn)多樣化，數(shù)字化和智能化也必是傳感器的發(fā)展趨勢。其精度并不高，故而通常應(yīng)該對其進(jìn)行標(biāo)定，以確保測出來的溫濕度符合所需的精度要求。她的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，她的淵博的專業(yè)知識，精益求精的工作作風(fēng)，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。 參考文獻(xiàn)[1] 劉篤仁，韓保君. 傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)[M]. 西安：西安科大出版社， [2] 馬明建. 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)[M]. 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