【正文】 9 1 進(jìn) 行 A / D 轉(zhuǎn) 換數(shù) 碼 管 動 態(tài) 顯 示 實(shí) 時(shí) 溫 濕 度YN 圖 程序流程圖 顯示結(jié)果 本系統(tǒng)中使用 74HC573 芯片完成有關(guān) 溫濕度顯示工作 ， 溫度濕度是依次輸入的并且依次以下限、上限輸入，并且將溫濕度的 瞬時(shí)值通過程序控制在數(shù)碼管上動態(tài)顯示當(dāng)前環(huán)境的溫濕度 ，在將 LED 清零 復(fù)位 后顯示（分別在 23 位），并依次顯示實(shí)時(shí)的溫度濕度數(shù)值 ，實(shí)際上 在系統(tǒng)初始化的過程中，除了初始化 單片機(jī) 之外，其中還包括著調(diào)用 74HC573 顯示模塊 。 使用 C 語言對單片機(jī)編程， 功能化的代碼能夠方便的從一個(gè)工程移植到另一個(gè)工程，從而減少了開發(fā)時(shí)間。 (4)變量和存儲器 用戶可以在編輯器中選中變呈來觀察其取值。 uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。其中 溫度、濕度模塊采集的電信號通過 AD 轉(zhuǎn)換芯 PCF8951將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入單片機(jī)，通過程序處理后用數(shù)碼 管顯示對應(yīng)環(huán)境的溫濕度，數(shù)碼管驅(qū)動芯片選用鎖存驅(qū)動性能比較穩(wěn)定的 74HC573， 其設(shè)計(jì)原理圖相見原理圖綜合圖紙。 1K的震蕩正弦波足以使?jié)衩綦娮韫ぷ?，濕敏電阻輸出的交流信號通過 4007搭建的整流橋進(jìn)行整流，整流橋輸出端通過 22181。 AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。集成溫度傳感器具有電壓型和電流型兩種，電流輸出型集成溫度傳感器在一定的溫度 T時(shí)相當(dāng)于一個(gè)恒流源。 熱釋電紅外線傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：本身不發(fā)任何類型的輻射、 器件功耗很小 、 隱蔽性好 、 價(jià)格低廉。5% 工作溫度范圍 、 最高使用溫度 0℃ ～＋ 85℃ 、 120℃ 特征阻抗范圍 30(21 ～ )KΩ(60%RH,25℃ ) 響應(yīng)時(shí)間 ≤12s(20%～ 90%) 濕度飄移（ /年） ≤177。C； 正向電壓： +44V； 反向電壓： 20V； 焊接溫度（ 10秒）： 300176。 C110 u FC A P 1+1C A P +2C A P 13C A P 2+4C A P 25C A P 6R T O U T 27R R I N 28R O U T 29T I N 210T I N 111R O U T 112R R I N 113R T O U T 114GND15V C C16M A X 23 2C210 u FC310 u FC410 u F162738495D B 9T1T2 圖 串口通信原理圖 2． AD轉(zhuǎn)換芯片 PCF8591 PCF8591是一款單電源、低功耗 8位 COMS型 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換芯片，它具有 4路模擬黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 量輸入通道、一路模擬量輸出通道和 1個(gè) I2C總線接口。1字節(jié) /2字節(jié) /3字節(jié) /4字節(jié) 128字節(jié) /256字節(jié) /512字節(jié) 。 應(yīng)用示例供參考（ C 語言） : /* 訪問內(nèi)部擴(kuò)展的 EXTRAM */ /* RD+ 系列為 (00H 3FFH, 共 1024 字節(jié)擴(kuò)展的 EXTRAM) */ /* RC 系列為 (00H FFH, 共 256 字節(jié)擴(kuò)展的 EXTRAM) */ /* 新增特殊功能寄存器 聲明 (C 語言方式 ) */ sfr AUXR = 0x8e /* 如果不需設(shè)置 AUXR 就不用聲明 AUXR */ AUXR = 0x00。 主要組件簡介 首先簡單的敘述下選用 STC單片機(jī)的原因： 降低成本，提升性能，原有程序直接使用 ,硬件無需改動。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會被鎖存，這個(gè)器件帶有保護(hù)電路，以免被高的靜態(tài)電壓或電場損壞。開機(jī)后，所有器件初始化，溫濕度傳感 AD590開始進(jìn)行溫濕度測量，通過程序計(jì)算最后通過數(shù)碼管顯示結(jié)果。 ,利用 8位 AD轉(zhuǎn)換芯片對傳感器采集 的模擬信號數(shù)字化產(chǎn)生相對準(zhǔn)確的溫度和濕度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) ,從而減少外部干擾有效的提高精度。 measurement。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；傳感器；控制 ； 測量 ；系統(tǒng) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT The design and implementation of measurement and control temperature humidity and infrared is MCU system, STC89C52 microcontroller as control core, using set A/D and D/A for the integration of PCF859151T chips for frequencyfield, as measured by digital pipe display of temperature and humidity, infrared sensors to collect infrared signal detection height level and MCU control relay switching applications. Describe the hardware structure and principle, and analyzes the corresponding software design and main points, including software design process and procedure of implementation. The traditional temperature and humidity measurement method is to use humidity table, hair humidity table, dual metal type gauge and humidity dipstick test equipment, such as by artificial detection, the traditional switch circuit are artificially clicked switch implementation, this artificially method, the low efficiency, timeconsuming and testing temperature and humidity error is big, the randomness. This paper is aimed at the defects and research system, design a kind of low cost, use convenient and measurement system structure is simple, practical, and improve the measuring precision and efficiency. Key words: microcontroller。 本設(shè)計(jì)采用高精度傳感器信號采集和處理 技術(shù) ,對長期以來溫度和濕度以及人體紅外的檢測、變化情況對監(jiān)控系統(tǒng)的反饋等問題提出了很好的解決方案 ,為系統(tǒng)控制精確不高、能耗相對較高、經(jīng)濟(jì)效益較差等這類難以解決的問題開辟了一條新的途徑 ,能夠處理好時(shí)變性、能有效解除溫度和濕度的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測量。 溫度檢測：將傳感器采集的模擬信號通過濾波放大電路進(jìn)行處理。 信號采集及處理部分由 AD590、 RE200B、 LM74 LM32 PCF859 74HC573構(gòu)成，進(jìn)入單片機(jī)后經(jīng)處理后通過數(shù)碼管顯示溫濕度。 當(dāng)鎖存使能端為高時(shí)，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同 步）。10Bb。 其實(shí)不用設(shè)置 AUXR寄存器即可直接用 MOVX DPTR 指令訪問此內(nèi)部擴(kuò)展的EXTRAM,超過此 RAM空間 ,將訪問片外單元 .如果系統(tǒng)外擴(kuò)了 SRAM,而實(shí)際使用的空間小 1024/256字節(jié) ,則可直接將此 SRAM 省去 ,比如省去STC62WV256,IS62C256,UT6264 等 。程序在系統(tǒng) ISP程序區(qū)時(shí)可以對用戶應(yīng)用程序區(qū) /數(shù)據(jù) Flash區(qū) (EEPROM)進(jìn)行字節(jié)讀 、 字節(jié)編程 、 扇區(qū)擦除；程序在用戶應(yīng)用程序區(qū)時(shí)，僅可以對數(shù)據(jù) Flash 區(qū) (EEPROM)進(jìn)行字節(jié)讀 、 字節(jié)編程 、 扇區(qū)擦除。 方式二：用戶主應(yīng)用程序和 ISP程 序一起燒錄，上電復(fù)位后程序從用戶主應(yīng)用程序區(qū)開始運(yùn)行 (但現(xiàn)版本單片機(jī) ISP/IAP就會無效，只能當(dāng)成無 ISP/IAP的單片機(jī)使用，故此法對于寫自己的 ISP 程序來說無效 )已加過密的單片機(jī)，或已設(shè)置 ISP空 間 1k/2k/4k,上電復(fù)位從 ISP空間啟動的單片機(jī)，重新燒錄程序時(shí)，要先將整個(gè)芯片擦除，再停電 (單片機(jī)電放光后 )，再上電，再重?zé)绦?，才會寫對?AD590L， AD590M一般用于精密溫度測量電路，它采用金屬殼 3腳封裝，其中 1腳為電源 正端 V+ ； 2腳為電流輸出端 Io； 3腳為管殼，一般不用。 RE200B 熱釋紅外線傳感器 RE200B是接收人體發(fā)出紅外線的核心元件，利用透鏡的特殊光學(xué)原理，是整個(gè)電路的信號接收部分。 暴露在陽光直射的環(huán)境中。 123A D 5 9 0A1 1 2+ 1 2R11 0 K R2 1 0 kR3 2 0 KR4 2 0 K A2 1 2+ 1 2R5 1 0 0 KVoR61 0 0 KP C F 8 5 9 1 I N 圖 溫度采集模塊設(shè)計(jì)原理圖 其中 AD590不同于其它類似 DS18B20集成溫度傳感器將溫敏晶體管與相應(yīng)的輔助電路集成在同一塊芯片上， 能直接給出正比于絕對溫度的理想線性輸出，一般用55℃ ～ 177。 AD590溫度傳感器，它是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成的兩端感溫電流源。越接近 R,電阻器的線性度越好。第三級輸出直接送入單片機(jī)通過程序處理進(jìn)而控制繼電器啟動開關(guān)電路。 KEIL C51 編譯器簡介 KEIL C51標(biāo)準(zhǔn) C編譯器為 8951微控制器的軟件 開發(fā)提供了 C語言環(huán)境 ,同時(shí)保留了匯編代碼高效 ,快速的特點(diǎn)。代碼覆蓋率信息可以讓你區(qū)分程序中已執(zhí)行和未執(zhí)行的部分。 特殊指針在聲明的同時(shí)已指定了存儲器類型，指向某一特定的存儲區(qū)域。 通常符合上述功能的溫度濕度以及熱稀釋人體紅外控制程序由主程序和 T0中斷黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 服務(wù)程序兩部分組成，濕度控制主程序只需要考慮濕度在相應(yīng)的溫度下，近似得到的一個(gè)頻率值。 調(diào)試 LM741 芯片，根據(jù)芯片的文獻(xiàn)資料所述將若電信號送入反向輸入端并且觀察輸出，若輸出實(shí)際結(jié)果和理論數(shù)據(jù)沒有太大的差距則說明此芯片正常，可以使用。調(diào)試了各模塊之后，接下來的工作就是將各源程序段連接起來，進(jìn)行綜合調(diào)試了，綜合調(diào)試需要我們特別注意細(xì)節(jié)部分，這樣 才能盡可能的減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生。 根據(jù)所查閱資料，了解各個(gè)組件的工作原理，開始著手調(diào)試芯片。 為了實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能，將程序的設(shè)計(jì)進(jìn)行模塊化編程。連接定位器支持的代碼區(qū)可達(dá)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 32個(gè)，這就允許用戶在原有 64K ROM的 8015基礎(chǔ)上擴(kuò)展程序。彩色語法顯像和文件辯識都對 C源代碼進(jìn)行和優(yōu)化。 Proteus組合了高級原理布圖、混合模式 SPICE仿真 ， PCB設(shè)計(jì)以及自動布線來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 整體電路 經(jīng)過三級處理，前 兩級運(yùn)放用以放大 RE200B 輸出的模擬電信號，其中第一級運(yùn)放反向輸入端和地之間用 47K 的電阻和 47181。參考文獻(xiàn)指出，對于選定的材料，可控制感濕體氣孔率及孔徑的分布獲得較好的線性度。伏特表測量電阻兩端的電壓。 熱釋電紅外線傳感器探測范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。此傳感器工作茬 7～ 14urn的紅外光譜之間。本設(shè)計(jì)利用濕敏電阻及相應(yīng)的外圍電路設(shè)計(jì)而成的相對濕度測量器。實(shí)際上，中國也開發(fā)出了同類型的產(chǎn)品 SG590。 不要用通用編程器編程，否則有可能將單片機(jī)內(nèi)部已固化的 ISP 系統(tǒng)引導(dǎo)程序擦除，造成無法使用 STC提供的 ISP軟件下載用戶的程序代碼。 如果 address=400H，則總是訪問物理上外部擴(kuò)展 RAM或 I/O空 間 （ 400HFFFFH） 。 特殊功能寄存器 SFR 和高 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM 是通過尋址方式來區(qū)分的 ,傳統(tǒng)的 8051 系 列單片機(jī)只有 128256 字節(jié) RAM 供用戶使用，在此情況下 STC 公司響應(yīng)廣大用戶的呼聲，在一些單片機(jī)內(nèi)部增加了 RAM。 表 濕敏電阻 CHR01電性能參數(shù) 工作電壓 1V AC（ 50Hz ～ 2 K Hz） 檢測范圍 20%～ 90% RH 檢測精度 177。 （ 3） 四路采樣溫度信號采樣簡單平均處理，溫度保存為整數(shù)。 再次歸納整理先前查閱過的資料，針對不同模塊的設(shè)計(jì)方案，確定本課題的設(shè)計(jì)方案。 1. 技術(shù)要求 本設(shè)計(jì)中溫度傳感器 AD590 模擬信號采集精度為 MV，當(dāng)溫度在 025 度內(nèi)變化時(shí)電壓在 S 技術(shù)參數(shù)見表 。 使用 89C51 型單片機(jī)