【正文】 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 他 都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)。 佳木斯 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 27 結(jié)論 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門(mén)，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行測(cè)量及控制。由于表格一般較長(zhǎng)，安排在最后的陷阱不能保證一定捕捉住彈飛的程序，有可能在中途再次飛走，這時(shí)只好指望別處的陷阱或冗余指令來(lái)制服它了。以本系統(tǒng)為例，如果設(shè)這段程序的入口標(biāo)號(hào)為 ERR，軟件陷阱即為一條 LJMP ERR 指令。由于機(jī)械觸點(diǎn)的的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合和斷開(kāi)的瞬間均有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為 5～ 10ms，這是一個(gè)很重要的參數(shù)。如圖 212所示。 接下來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下 TLC1549 原理。因此，準(zhǔn)雙向口作為輸入口時(shí)，應(yīng)先使鎖存器置 1（稱(chēng)之為置輸入方式）。由此可得到輸出電壓的計(jì)算公式： （ ） Q1N P N12J1C O N 2R P 29 00 KR15 .1 K1 32V VADJIN OUTU5L M 3 17abfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU6L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU7L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU8L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU9L E DA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U17 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U27 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U37 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U47 4L S 1 64+ 5V+ 5V 佳木斯 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 12 12J1C O N 2R11KR21KR32K1 32V VGNDIN OUTU17 8H 0 5C10 .3 3 uF C20 .3 3 uFC41 00 0 U FC51 00 0 U FC61 00 0 U F132VVGNDINOUTU2L M 3 1712J2C O N 212J3C O N 212J4C O N 212J5C O N 2D12 C W 2 07D22 C W 2 07T1~ 22 0 V / ~ 1 01234D?B R I D G E 1R P 11 0K Ω+ 5V+ 5V 圖 25 電源控制電路 若輸入電壓在 1～ 4V之間變化，測(cè)輸出電壓就相應(yīng)在 0～ 之間，調(diào)節(jié) 1R 可以消除不同的濕度傳感器零點(diǎn)誤差。每筆畫(huà)段二極管正常發(fā)光時(shí)的電流一般為 10mA 左右（當(dāng)然，電流大小取決于選用數(shù)碼管是普亮、高亮還是超高亮類(lèi)型的不同），其兩端壓降約為 ，也就是說(shuō)只要數(shù)碼管的公共端加上 + 以上的電壓，即可滿(mǎn)足每筆畫(huà)段發(fā)光二極管的發(fā)光要求，而且適當(dāng)調(diào)節(jié)此電壓值即可改變發(fā)光二極管的電流，從而達(dá)到可調(diào)節(jié)亮度的目的。 LED 是近似于恒壓的元件，導(dǎo)電時(shí)（發(fā)光）的正向 壓降一般約為 或 左右，反向擊穿電壓一般大于等于 5V。比較常見(jiàn)的生產(chǎn)廠家有 MAXIM,Plilips,IMP 及DALLS 等， 51系列微處理器中常用的型 號(hào)有 MAX831L、 MAX80 X25043/5 等。另外 AR89C51 本身無(wú)專(zhuān)門(mén)的液晶驅(qū)動(dòng)接口，因此，本系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示方式。而且，干濕球測(cè)濕法采用間接測(cè)量方法 ，通過(guò)測(cè)量干球、濕球的溫度經(jīng)過(guò)計(jì)算得到濕度值，因此對(duì)使用溫度沒(méi)有嚴(yán)格限制，在高溫環(huán)境下測(cè)濕不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。例如， DS1629 型單線(xiàn)智能 濕度 傳感器增加了實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘（ RTC），使其功能更加完善。 濕度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) （ 1） 廣泛采用新技術(shù)、新工藝 隨 著科技的進(jìn)步，許多新技術(shù)和新工藝被應(yīng)用到濕度測(cè)量領(lǐng)域中 [4]。2%RH 以上，但是 設(shè)備復(fù)雜，昂貴，運(yùn)作費(fèi)時(shí)費(fèi)工 。若將其氣體冷卻，即使其中所含水蒸氣量不變，相對(duì)濕度將逐漸增加，增到某一個(gè)溫度時(shí)，相對(duì)濕度達(dá) 100％，呈飽和狀態(tài)，再冷卻時(shí)，蒸氣的一部分凝聚生成露，把這個(gè)溫度稱(chēng)為露點(diǎn)溫度。在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，繪制了各個(gè)程序模塊的流程圖，詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的作用。經(jīng)過(guò)對(duì)程序反復(fù)的修改，完善了軟件系統(tǒng)。 濕度檢測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域 人工氣候室是在環(huán)境試驗(yàn)、科學(xué)研究（諸如種養(yǎng)殖、植保、組培、生物工程）等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的實(shí)驗(yàn)設(shè)備 [1]。 （ 2） 靜態(tài)法中的飽和鹽法，是濕度測(cè)量中最常見(jiàn)的方法，簡(jiǎn)單易行。例如，瑞士Sensiron 公司采用 CMOSens（ CemoSens） 專(zhuān)利技術(shù)為高精度濕度傳感器系統(tǒng)設(shè)置精度。 DS1624 還增加了存儲(chǔ)功能，利用芯片內(nèi)部 256 字節(jié)的 2E PROM 存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)用戶(hù)的短信息。干濕球測(cè)濕法的維護(hù)相當(dāng)簡(jiǎn)單，在實(shí)際使用中，只需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可。數(shù)碼管作為一種主動(dòng)顯示器件，具有亮度高、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，而且市場(chǎng)上也有專(zhuān)門(mén)的顯示組合數(shù)碼管。 （ 2） RC 復(fù)位電路 本系統(tǒng)采用的是 RC 復(fù)位方式。工作電流通常在 10～ 20mA 左右，故電路中需串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮?。此電壓采用三端可調(diào)穩(wěn)壓電路 LM317 來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 26 為系統(tǒng)的濕度傳送和 A/D 轉(zhuǎn)換電路圖。然后，再讀引腳，例如：要將 P1 口的狀態(tài)讀入到累加器 A中，應(yīng)執(zhí)行以下兩條指令： MOV P1， 0FFH ； P1 口置入方式 MOV A， P1 ；讀 P1口引腳狀態(tài)到 A 另外， I/O 口端口具有自動(dòng)識(shí) 別功能，保證了無(wú)論是 P1 口（低 8 位地址）和 P2口（高 8 位地址）的總線(xiàn)復(fù)用，還是 P3口的功能復(fù)用，其內(nèi)部資源自動(dòng)選擇而不需要用指令進(jìn)行狀態(tài)選擇。如圖 211 所示為T(mén)LC1549 引腳圖。 圖 212 TCL1549時(shí)序控制圖 佳木斯 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 20 第 3 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序共分五個(gè)模塊，即主程序模塊、數(shù)據(jù)采集服務(wù)程序模塊、鍵盤(pán)管理服務(wù)程序模塊、數(shù)據(jù)顯示程序模塊、數(shù)據(jù)處理程序模塊。抖動(dòng)過(guò)程引起電平信號(hào)的波動(dòng)，有可能令 CPU 誤解為多次按鍵操作，從而引起誤處理。為加強(qiáng)其捕捉效果，一般還在它前面加上兩條 NOP 指令。 （ 4）程序區(qū)。對(duì)環(huán)境濕度的 檢測(cè) 以及對(duì)工業(yè)材料水份值的監(jiān)測(cè)與分析都已成為比較普遍的技術(shù)條件之一 。 在完成論文的過(guò)程中，他 不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向 史慶軍 老師 致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 他 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我?，F(xiàn)在許多單片機(jī)芯片中已有“看門(mén)狗”電路，使用非常方便。由于表格內(nèi)容和檢索值有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，在表格中間安排陷阱將會(huì)破壞其連續(xù)性和對(duì)應(yīng)關(guān)系，只能在表格的最后安排五字節(jié)陷阱（ NOP NOP LJMP ERR）。所謂 軟件陷阱，就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專(zhuān)門(mén)對(duì)出錯(cuò)程序進(jìn)行處理的程序。 佳木斯 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 22 圖 32 濕 度測(cè)量程序流程圖 鍵盤(pán)處理子程序流程圖 由于 按鍵所用開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。由于可能破壞數(shù)據(jù)，所以在接近轉(zhuǎn)換完成時(shí)要防止 cs 被拉至低電平。它通過(guò)一個(gè)三態(tài)輸出端（ DATAOUT）和 2個(gè)輸入端（包括 I/OCLOCK） 和 cs（片選）與 AT89C51的 ～ ，這樣不僅簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少電路板的占用面積，而且提高了可靠性，分辨率也較高。但在輸入操作時(shí)，如果鎖存器狀態(tài)為 0 引腳被鉗位 0 狀態(tài)，導(dǎo)致無(wú)法讀出引腳的高電平輸入。差分 的第一端輸入 Vs。從圖中可知，該顯示電路采用了與一般的電阻限流方式不同的實(shí)現(xiàn)方式， 由此減少了 4? 8=32 個(gè)限流電阻，簡(jiǎn)化了硬件系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、壽命長(zhǎng)，對(duì)電壓電流的要求低及容易實(shí)現(xiàn)多路顯示等，因此在智能測(cè)量?jī)x中獲得了廣泛的應(yīng)用 [7]。按有效電平分，有高電平輸出、低電平輸出兩種；按功能分，有簡(jiǎn)單的電源監(jiān)視復(fù)位電路、帶“看門(mén)狗”定時(shí)器（ WATCH DOG Timer,WAT）的監(jiān)控電路等多種類(lèi)型。對(duì)于一般的段 式液晶屏，需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)電路，而且液晶顯示作為一種被動(dòng)顯示，可視性相對(duì)比較差；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般多采用并行接口，對(duì)微處理器的接口要求較高，占用資源多。干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度只有 5％ ～ 7％ RH。 （ 3） 增加測(cè)試功能 佳木斯 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 4 新型智能 濕度 傳感器的測(cè)試功能也在不斷增強(qiáng) [5]。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代濕度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。由于采用了現(xiàn)代測(cè)控手段，這些設(shè)備可以做得相當(dāng)精密， 主要作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量之用，其測(cè)量精度可達(dá)到 177。溫度高的氣體，含水蒸氣越多。接下來(lái)，對(duì)系統(tǒng)中所用的濕度傳感器 HM1500 和 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC1549 作了簡(jiǎn)單的介紹。最后，完成了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。它能模擬自然界的各種氣象條件，按 照實(shí)驗(yàn)要求精確控制室內(nèi)的溫度、濕度、光照以及 CO2 等指標(biāo)，復(fù)現(xiàn)各種氣候環(huán)境。但飽和鹽法對(duì)液、氣兩相的平衡要求很?chē)?yán)，對(duì)環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。其特征是將半導(dǎo)體芯片（ CMOS）與傳感器技術(shù)融合，為開(kāi)發(fā)高集成度、智能化、高精度、高可靠性的濕度檢測(cè)系統(tǒng)提供了解決方案。另外，智能 濕度 傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開(kāi)發(fā)多路 濕度 測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。 接下來(lái)，簡(jiǎn)單介紹一下電子式濕度傳感器的特點(diǎn)。 鍵盤(pán)電路 鍵盤(pán)是一組開(kāi)關(guān)的集合，是最常用的輸入設(shè)備之一，智能儀器在面板上均使用鍵盤(pán)輸入取代各種傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)旋鈕，因?yàn)殒I盤(pán)控制有簡(jiǎn)單可靠、 經(jīng)濟(jì)、易于修改便于遠(yuǎn)程監(jiān)控等特點(diǎn)。 RC 復(fù)位電路的實(shí)質(zhì)是一階充放電電路。發(fā)光強(qiáng)度基本上與正向電流成正比。 為了節(jié)省 CPU 的端口數(shù)，顯示電路采用了串行通信口的串行顯示接口 方式，利用串口 0工作方式， 在發(fā)送 TXD 端口（ ）的時(shí)鐘信號(hào)的作用下，通過(guò)接收 RXD 端口（ ）將顯示段碼串行數(shù)據(jù)送入 8 位并行輸出移位寄存器 74LS164，控制響應(yīng)的數(shù)碼管。 A/D轉(zhuǎn)換芯片 TLC1549 與單片機(jī)采用串行通信方式， 它通過(guò)一個(gè)三態(tài)輸出端（ DATAOUT）和2 個(gè)輸入端（包括 I/OCLOCK（ I/O 時(shí)鐘）和 CS （片選）與 AT89C51 的 ～ 接口相連，這樣不僅簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少 了 電路板的占用面積，而且提高了可靠性，同時(shí) 分辨率也較高。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大。 圖 211 TLC1549引腳圖 下面對(duì)各個(gè)管腳進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。每個(gè)模塊都有一定的功能，其中的模塊還含有一些子模塊，既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，低級(jí)模塊可以被高級(jí)模塊調(diào)用。為了確保 CPU 對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響。因此真正的軟件陷阱由三條指令構(gòu)成： NOP NOP LJMP ERR 。程序區(qū)是由一串串執(zhí)行指令構(gòu)成的，不能在這些指令串中間任意安排陷阱，否則影響正常執(zhí)行程序。 本 系統(tǒng)采用了高精度的電容式相對(duì)濕度傳感器 HM1500，在系統(tǒng)穩(wěn)定 運(yùn)行時(shí)，濕度測(cè)量范圍為 0～ 100%RH，而且響應(yīng)時(shí)間小于 5 秒 。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò) 大學(xué) 生活的 同寢室同學(xué)們 ， 尤其是許大柱同學(xué)， 正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) .北京：北