【文章內(nèi)容簡介】 調(diào)零。電位器 R4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。 由基爾霍夫電流定律： （ 1） 由運(yùn)算放大器的特性知： （ 2） （ 3） 調(diào)節(jié)調(diào)零電位器 R2使： （ 4） 由（ 1）、（ 2）、（ 4）可得： 設(shè)： R4=90kW 則有： = = （ 5） 其中， 為溫度差，單位為℃。 由式（ 5）知，改變 的值可以改變 VO的大小。 溫度檢測電路的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)測溫電路時(shí)，首先應(yīng)將電流轉(zhuǎn)換成電壓。因?yàn)榱鬟^ AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1 和電位器 RP1 的電阻之和為 10k? 時(shí)，輸出電壓 0V 隨溫度的變化為 l0mV/K。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進(jìn)行調(diào)整。為了使此電阻精確 (%)，可用一個(gè) ? 的電阻與一個(gè) 1 k?電位器串聯(lián)，然后通過調(diào)節(jié)電位器來獲得精確的 l0k? 的電阻。溫度檢測電路如圖 33 所示，其中運(yùn)算放大器 A1 被接成電壓跟隨器形式，以增加信號的輸入阻抗。而運(yùn)放 A2 的作用是把絕對溫標(biāo)轉(zhuǎn)換成攝氏溫標(biāo)，給 A2的同相輸入端輸入一個(gè)恒定的 電壓，然后將此電壓放大到 。這樣， A1 與 A2 輸出端之間的電壓即為轉(zhuǎn)換成的攝氏溫標(biāo)。 糧倉的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 將 AD590放入 0 ℃的冰水混合溶液中， A1同相輸入端的電壓應(yīng)為 同樣使 A2 的輸出電壓也為 ，因此 A1與 A2兩輸出端之間的電壓為 0V,即對應(yīng)于 0℃。 AD590 溫度與電流的關(guān)系如表 31所示。 濕度采樣電路設(shè)計(jì) 濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。 濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。 濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。 糧倉的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 電子式濕敏傳感器的準(zhǔn)確度可達(dá) 23%RH，這比干濕球測濕精度高。 濕敏元件的 線性度 及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。 氧化鋁濕度計(jì) 氧化鋁傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是，體積可以非常?。ɡ缬糜谔娇諆x的濕敏元件僅 90μm 厚、 12mg 重），靈敏度高（測量下限達(dá) 110℃ 露點(diǎn)），響應(yīng)速度快（一般在 到 3s 之間）， 測量信號 直接以電參量的形式輸出，大大簡化了數(shù)據(jù)處理程序，等等。另外，它還適用于測量液體中的水分。如上特點(diǎn)正是工業(yè)和氣象中的某些測量領(lǐng)域所希望的。因此它被認(rèn)為是進(jìn)行高空大氣探測可供選擇的幾種合乎要求的傳感器之一。也正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)使人們對這種方法產(chǎn)生濃厚的興趣。然而，遺憾的是盡管許多國家的專業(yè)人員為改進(jìn)傳感器的性能進(jìn)行了不懈的努力，但是在探索生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品的工藝條件，以及提高性能穩(wěn)定性等與實(shí)用有關(guān)的重要問題 . 上始終 未能取得重大的突破。因此，到目前為止，傳感器通常只能在特定的條件和有限的范圍內(nèi)使用 濕度檢測電路 濕度檢測電路由濕度傳感器 2Al 3O 型濕度傳感器、振蕩電路、整流電路、輸出放大電路等組成。濕度檢測電路如圖 34 所示。振蕩電路為 RC 橋式振蕩電路，傳感器特性的線形補(bǔ)償由 R1, R2 完成， D1, D2, D3 用于輸入保護(hù)，A1, A2 為運(yùn)算放大器， A2 接成電壓跟隨器。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，傳感器的電容量也隨著變化，這種變化反應(yīng)到由振蕩電路提供的正弦波信號，通過電壓跟隨器輸出電壓值。 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 單片機(jī)采用 MSC51 或其兼容系列芯片，采用 24MHZ 或更高頻率晶振，以獲糧倉的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 得較高的刷新頻率，時(shí)期顯示更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動(dòng)器相連，用來顯示數(shù)據(jù)。 P1 口低 4 位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號； ～ 口則用來發(fā)送控制信號。 P0 口和 P2口空著，在有必要的時(shí)候可以擴(kuò)展系統(tǒng)的 ROM 和 RAM,下圖給出的是 AT89C51 的最小系統(tǒng)圖。 圖 35 MSC51 單片機(jī)最小系統(tǒng) MSC51 單片機(jī)管腳說明如下： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 C13 0PC23 0PY11 2MR1R31 0KC3 1 0uS1V C CP 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3S2S3S4P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178R E S E T9P 30 / R X D10P 31 / T X D11P 3212P 3313P 3414P 3515P 3616P 3717X218X119V s s20P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30EA31P 0732P 0633P 0534P 0435P 0336P 0237P 0138P 0039V C C40U1A T 89 C 5 1V C CP 2. 7P 2. 6P 2. 5P 2. 4P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 2. 0P 2. 1P 2. 2V C C4 .7 K *4糧倉的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 P2口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn) 時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 P3口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率 周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號將不 出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 糧倉的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 系統(tǒng)電源模塊 系統(tǒng)電源電路如圖 36 所示。 AT89C51 工作電壓 VCC=5V,其 EA 引腳需接高電平 ,5V 電源電路圖。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 AD7656 是高集成度、 6 通道、 16bit 逐次逼近（ SAR）型 ADC，它具有每通道達(dá) 250kSPS的采樣率，并且在片內(nèi)包含一個(gè) 。AD7656 的電源包括 AVCC、 DVCC、 VDD、 VSS 和 VDRIVE。 AVCC 和 DVCC 分別為模擬電源和數(shù)字電源，范圍為 ~ V。 VDD/VSS 為采集到的模擬信號部分的供電電源，范圍為 +/5V 到 +/ 之間。 AD7656 允許的模擬輸入信號有兩種量程，一種是輸入信號為 +/5V 之間，另外一種為 +/10V 之間。為提高采樣 的精度，采用輸入信號范圍為 +/10V之間的電路接法。因此 VDD/VSS至少為 +/10V。 RANGE口決定的模擬信號輸入的范圍，當(dāng) RANGE 接地時(shí)，輸入范圍為 4 倍的參考電壓（ ），當(dāng) RANGE 接 VDRIVE 時(shí)，模擬輸入范圍為 2倍的參考電壓，因此 RANGE信號端接地。參考電壓采用的是內(nèi)部參考電壓。 AD7656 和 DSP 之間的通信采用并口方式。片選信號 CS 接地，始終保持接通。始終保持 AD7656 運(yùn)行， STBY 直接接 VDRIVE。 AD 與 DSP 之間采用的是 16 位并口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以