【正文】 供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。 89C52 有 PDIP(40pin)和 PLCC(44pin)兩種封裝形式。NE555 電路功能的簡單概括為 ： 當 6 端和 2 端同時輸入為“ 1”時 ， 3 端輸出為“ 0”；當 6 端和 2 端同時輸入為“ 0”時 ， 3 端輸出為“ 1”。 大氣中含有水汽的多少，表示大氣中的干、濕程度，用濕度來表示，也就是說，濕度表示大氣干濕程度的物理量。 在相同工作條件下做全量程范圍校準時，下行程（輸入量由小到大）和反行程（輸入量由大到小）所得輸出輸入特性曲線往往不重合。 基于 單片機的數(shù)字濕度傳感系統(tǒng) 4 第 2 章 系統(tǒng)硬件工作原理 傳感器工作原理 傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。其主要缺點是外圍電路比較復雜、測量精度比較低、分辨力不高，還有就是它們的體積比較大、使用起來不夠方便。 為了確 保實驗生產(chǎn)過程中得到很好的質(zhì)量保證，為了確保實驗室的元器件能夠很好延續(xù)使用生命周期，濕度測量的提出已經(jīng)引起了工作者的注意。1 大連海事大學 畢 業(yè) 論 文 二○一四 年六月 ┊┊┊┊┊┊┊裝 ┊┊┊┊┊┊┊訂 ┊┊┊┊┊┊┊線 ┊┊┊┊┊┊┊ 基于單片機的數(shù)字濕度傳感系統(tǒng) 專業(yè)班級： 電科 2 班 姓 名： 金美紅 指導教師： 劉劍橋 信息科學技術學院 I 摘 要 隨著社會信息科學的發(fā)展，控制理論和電子技術也在不斷更新，基于微控制器的高度智能化測控技術逐步成為現(xiàn)實。在現(xiàn)代社會信息科技的不斷迅速發(fā)展中，計算機技術、網(wǎng)絡傳輸和濕敏元件的高速更新，使得濕度的測量正朝著自動化、網(wǎng)絡化發(fā)展。所以，傳統(tǒng)的分立式濕度測量方法受到了現(xiàn)在科學技術發(fā)展的挑戰(zhàn)，已經(jīng)逐漸被淘汰。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。也就是說，對應同一大小的輸入信號，傳感器正反行程的輸出信號大小不相等，此即遲滯現(xiàn)象。 大氣濕度有兩種表示方法：絕對濕度與相對濕度。在此電路中 ，555 定時器正是根據(jù)這一功能用作多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出頻率信號的。 圖 是 89C52 的 PDIP 封裝引腳圖。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ， 2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程 ， 但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 低功耗空閑和掉電模式 四位數(shù)碼管的引腳圖 四位數(shù)碼管的引腳圖如圖 所示。} void timer1() interrupt 1//50 毫秒一個中斷， 20 個中斷即一秒，計算一次波形翻轉(zhuǎn)次數(shù)，確定頻率，計算濕度 { TR0=0。 TL1=0xf6。 時鐘晶振和復位電路如圖 所示。 sbit beep=P3^4。 LED2=0。delay() 。LED4=1。break。 基于 單片機的數(shù)字濕度傳感系統(tǒng) 22 圖 數(shù)字濕度傳感系統(tǒng)原理圖 下面對本次設計的總電路進行說明。目前支持的單片機類型有： 68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。點與點 之間的間距由當前捕捉的設置決定。 電路板設計 本設計的電路中所用到的元件的實物照片如下 所示： 基于 單片機的數(shù)字濕度傳感系統(tǒng) 26 蜂鳴器 晶振 數(shù)碼管 HS1101 傳感器 NE555 89C52 圖 系統(tǒng)所用元件的實物圖 實物調(diào)試過程 圖 為完成焊接的電路板。在此，我向各位老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 31 。 圖 電路板測量實時濕度 調(diào)試過程中， 設置報警閥值 ，將閥值設置為 30%，然后對著傳感器加濕空氣，是濕度達到 33%，蜂鳴器產(chǎn)生警報。 軟件調(diào)試軟件 Keil軟件 Keil uVision2 是目前使用廣泛的單片機開發(fā)軟件，它集成了源程序編輯和程序調(diào)試于一體，支持匯編、 C、 PL/M語言 。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。所以，在本系統(tǒng)設計中，考慮到目前只是計劃應用于較小的機房中，監(jiān)測點不多，因此本文沒有對片內(nèi) RAM 進行擴展或是改換單片機的型號。break。delay()。 b[1]=c/100%10。LED2=1。 sbit START=P3^3。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。//開定時器 0 中斷 TR1=1。 if(count==0) {count=20。世面上的四位一體的數(shù)碼管一般都沒有 datasheet，所以掌握他們管腳的分布是很重要的一個環(huán)節(jié)。能顯示 4個數(shù)碼管叫四位數(shù)碼管。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。 I/O 總線 —— （ P0 口）， （ P1 口）， (P2 口 )， （ P3 口） 為輸入 /輸出引線。此時 555 定時器內(nèi)部的放電BJT 的基極電壓為“ 1” ， 放電 BJT 導通 ， 從而使電容 C1 通過 R3 和內(nèi)部放電BJT 進行放電 ， 當 C1 兩端電壓降低到 VCC /3 時 ， 定時器又翻轉(zhuǎn) ， 使輸出變?yōu)椤?1” ， 內(nèi)部放電 BJT 截止 ， VCC 又開始通過 R2 和 R3 對 C1 充電 ， 如此周而復始 ， 形成振蕩。 相對濕度： 相對濕度是氣體的絕對濕度（ ρ v）與同一溫度下，水蒸汽已達到飽和的氣體的絕對濕度（ ρ W）之比，常用 %RH來表示。 遲滯的大小常用正反行程最大輸出差值 △ ymax 對滿量程輸出 yFS 的百分比來表示的 [4]。 有些國家和有些科學領域，將傳感器稱為變換器、檢測器或探測器等。 模擬集成濕度傳感器測量 在 20 世紀 80 年代中，采用硅半導體集成工藝的集成濕度傳感器問世，它是將濕度傳感器集成在一個芯片上、可完成濕度測量及模擬信號輸出功能的專用 IC，它屬于最簡單的一種集成濕度傳感器。所以實驗室濕度測控有著廣闊和應用發(fā)展空間。室內(nèi)濕度測控由于其重要性的日益突出，技術也越來越成熟。但是人們對于濕度傳感器中的濕敏元件的認識，是從 1938 年美國 研制成功浸涂式氯化鋰濕敏元件才開始的。 20 世紀 50年代以來，隨著傳統(tǒng)的電阻、電容濕度計的出現(xiàn)，濕度測量走向了一個新的臺階。電路設計主要由 HS1101 數(shù)字濕度傳感器與 NE555 時基電路工作產(chǎn)生一個方波，將電壓頻率信號傳送到單片機，單片機通過接受方波信號將頻率轉(zhuǎn)為濕度，并通過數(shù)碼管顯示實時濕度。非線性傳感器的靈敏度為一變量。由于輸入信號的時候函數(shù)形式是多種多樣的，在時域內(nèi)研究傳感器基于 單片機的數(shù)字濕度傳感系統(tǒng) 6 的響應特性時，只能研究幾種特定的輸入時間函數(shù)如階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)和斜坡函數(shù)等的響應特性。 圖 NE555 框圖 基于 單片機的數(shù)字濕度傳感系統(tǒng) 9 基于 555 振蕩 電路的濕度測量電路設計 如圖 為系統(tǒng)測濕電路圖。在空閑模式下凍結(jié) CPU 而 RAM 定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。當該引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，可實現(xiàn)復位操作。 共 6 個中斷源 數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 for(i=0。//兩個中斷初始化 IE=0x8a。復位對單片機來說，是程序還沒開始執(zhí)行，是在做準備工作。 sbit LED2=P1^4。delay()； LED1=1。 } if(set==0)//顯示濕度值 { b[0]=c/1000。P0=LedData[b[3]]。 case 2:x=x+100。break； } } while(key3==0)。它運行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是： ① 實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。坐標原點默認在圖形編輯區(qū)的中間，圖形的坐標值能夠顯示在屏幕的右下角的狀態(tài)欄中 [9]。在這里可以進行編輯、修改等操作。 基于 單片機的數(shù)字濕度傳感系統(tǒng) 29 參 考 文 獻 [1] 施昌彥、虞惠霞，實驗室質(zhì)量管理，北京：化學工業(yè)出版社， 20xx [2] 沙占友，智能化集成溫度傳感器原理與應用，北京：機械工業(yè)出版社， 20xx [3] 劉迎春、葉湘濱，傳感器原理設計與應用，長沙：國防科技大學出版社， 20xx [4] 周旭，現(xiàn)代傳感器技術，北京：國防工業(yè)出版社， 20xx [5] HUMIREL， Relative Humidity Sensor HS1101/HS1101[Z]。電路主要由 HS1101 數(shù)字濕度傳感器與 NE555 時基電路工作產(chǎn)生一個方波，將電壓頻率信號傳送到單片機，單片機通過接受方波信號將頻率轉(zhuǎn)為濕度，并通過數(shù)碼管顯示實時濕度。一直點擊 “ Yes” 或 “ Next” ，直到 “ Finish” 完成。Proteus ISIS 的工作界面 如圖 所示。本文進行設計時只是用到了其中的部分接口，與本系統(tǒng)的其它部分進行連接，分別實現(xiàn)了不同的功能。 if(key3==0) { switch(set) {case 1:if(x/10000)x=x1000。 主要程序代碼如下： { if(key1==0)//鍵盤掃描 { delay()。delay() 。 LED3=0。 sbit ALE=P3^1。 單片機 — 以及 — 接數(shù)碼管 12 個管腳。//50 毫秒 TL0=(6553650000)%256。} TH0=(6553650000)/256。 圖 系統(tǒng)硬件框圖 單片機 頻率檢測模塊的設計 本設計 的頻率檢測程序，主要實現(xiàn)對數(shù)字濕度傳感器和 NE555 時基電路產(chǎn)生的方波頻率，方波將信號傳到單片機的 IO 端口，由單片機進行技計數(shù)，并通過數(shù)碼管進行顯示。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到 +5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。