【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 熱敏電阻的阻值——溫度特性曲線是一條指數(shù)曲線，線性度差，因此，在使用時(shí)要進(jìn)行線性化處理。線性化處理雖然能改善熱敏電阻的特性曲線，但比較復(fù)雜。因此，在要求不高的應(yīng)用系統(tǒng)中，在一定的溫度范圍內(nèi)，常常把溫度與阻值看成是線性的關(guān)系，以簡(jiǎn)計(jì)算和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。使用熱敏電阻是為了感知溫度，給熱敏電阻通以恒定的電流，電阻兩端就可以測(cè)到一個(gè)電壓，通過下面的公式就可以計(jì)算出溫度值： T=T0KXVT其中 T被測(cè)溫度 T0與熱敏電阻特性有關(guān)的溫度參數(shù) KX與熱敏電阻特性有關(guān)的系數(shù)VT熱敏電阻兩端的電壓根據(jù)這一公式，如果測(cè)得熱敏電阻兩端的電壓，再知道參數(shù)T0和系數(shù)KX，則可計(jì)算出熱敏電阻的環(huán)境溫度，也就是被測(cè)的溫度。這樣就把電阻隨溫度的變化關(guān)系轉(zhuǎn)化為電壓隨溫度變化的關(guān)系了。數(shù)字式電阻溫度計(jì)設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容就是把熱敏電阻兩端的電壓值經(jīng)A/D（模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量）轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后通過軟件方法計(jì)算得到溫度值，再進(jìn)行顯示等處理。圖26 熱敏amp。光敏傳感器電路原理圖 如圖26所示為開發(fā)板上的原理圖，R39為熱敏電阻,AD轉(zhuǎn)換器采集RT處的電壓值，再通過軟件處理得到溫度值。u 光敏敏傳感器 光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料[8]。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)1~10M歐,在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見光（ ～）的響應(yīng)很接近，只要是人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。由此可以看出，通過光敏電阻測(cè)量光強(qiáng)的原理基本和熱敏電阻測(cè)量溫度一致。上面圖26中的R38即為光敏電阻，AD轉(zhuǎn)換器采集DT處的電壓值，再通過軟件處理得到光強(qiáng)度。4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) keil uVision2簡(jiǎn)介 keil uVision2是德國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)C語言的語法來開發(fā)。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開發(fā)周期。它還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。KEILC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051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)。C51編譯器的功能不斷增強(qiáng)， 使用戶可以更加貼近CPU本身，及其它的衍生產(chǎn)品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器、匯編器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、項(xiàng)目管理器和調(diào)試器，uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。 keil uVision2新建項(xiàng)目、編輯、編譯以及調(diào)試運(yùn)行 （1）安裝好Keil軟件以后，打開它。打開以后界面如下：圖27 Keil軟件打開界面 （2）先新建一個(gè)工程文件。點(diǎn)擊“ProjectNew Project…”菜單，如下圖：圖28 新建工程頁面 （3）選擇工程文件要存放的路徑，輸入工程文件名，如LED, 最后單擊保存：圖29 保存工程頁面 （4）在彈出的對(duì)話框中選擇CPU 廠商及型號(hào)：圖30 CPU型號(hào)選擇頁面 （5）選擇好選擇CPU 廠商及型號(hào)，如Atmel公司的89c51，之后，單擊確定：圖31 選定CPU型號(hào) （6）接著彈除一個(gè)對(duì)話框，問“將標(biāo)準(zhǔn)的8051啟動(dòng)代碼復(fù)制到項(xiàng)目文件夾并將文件添加到項(xiàng)目中？”，選擇“是”：圖32 詢問頁面 （7）新建一個(gè)C51文件。點(diǎn)擊file菜單下的NEW，或單擊左上角的New File快捷鍵，如下圖：圖33 新建C51文件頁面 （8）保存新建的文件。單擊SAVE，如下圖：圖34 點(diǎn)擊保存C51文件 （9）在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入保存文件名（注意：），再單擊“保存”，如下圖：圖35保存C51文件頁面 （10）保存好此文件后，將其加入到工程中方法如下：在Source Group1上鼠標(biāo)右擊，然后再單擊Add Files to Group ‘Source Group 139。如下圖：圖36 將C51文件添加到工程 （11）選擇要加入的文件。，單擊Add，然后單擊Close：圖37 （12）在編輯框里輸入所需代碼，至此完成了工程項(xiàng)目的建立以及文件加入工程，現(xiàn)在開始編譯工程。單擊快捷鍵或單擊ProjectRebuild all the files，如果在錯(cuò)誤與警告欄看到 “0 Error(s)” 表示編譯通過：圖38 添加代碼后編譯 （13）生成 .hex 燒寫文件。先單擊Options for Target，在彈出的窗口中單擊 Output, 選中 Create HEX Fi，再單擊“確定”，然后再次編譯才能產(chǎn)生HEX文件：圖39 項(xiàng)目選項(xiàng)圖40 設(shè)置文件輸出格式為HEX 編譯完成后，打開工程存放目錄，可以看到增加了“”文件：圖41 編譯完成后的文件 使用燒寫軟件STC_ISP_V483進(jìn)行程序燒寫。打開燒寫軟件，界面如下：圖42 燒寫軟件界面燒寫、下載程序過程分為以下幾個(gè)步驟： 步驟（1）選擇單片機(jī)的型號(hào)。 本系統(tǒng)所用的單片機(jī)型號(hào)是STC12C5A60S2。 步驟（2） 的文件，即為程序文件。 ，點(diǎn)擊打開。 步驟（3）選擇串口號(hào)、設(shè)置最高波特率。 打開PC機(jī)的設(shè)備管理器，確定生成的串口號(hào)（若為COM2，則在上圖COM下拉中選擇COM2）。步驟（4）用USB線將PC機(jī)和主板連接起來，檢查核心板上的J1 口是否用跳帽短接（TXD與P30短接，RXD與P31短接），將開發(fā)板上的電源都關(guān)閉，點(diǎn)擊“Download/下載”，打開核心板上的電源開關(guān)（注意不是主板上的電源開關(guān)），等待下載完成。圖43 燒寫控制接口5 系統(tǒng)平臺(tái)搭建 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)是由一臺(tái)PC機(jī)，一塊51單片機(jī)開發(fā)板及一條USB轉(zhuǎn)串口線組成。其中，PC機(jī)負(fù)責(zé)系統(tǒng)程序的編寫以及顯示通信界面，51單片機(jī)通過其自帶的外圍設(shè)備將系統(tǒng)所要求的各個(gè)模塊模擬表現(xiàn)出來，而USB轉(zhuǎn)串口線則負(fù)責(zé)將PC機(jī)與單片機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的串口通信。 系統(tǒng)硬件連接 PC機(jī)與單片機(jī)的連接 通過USB轉(zhuǎn)串口線將PC機(jī)的USB接口與單片機(jī)板上的串口1連接起來即可。 （1）串口模塊的硬件連接 用2位杜邦線分別將J9_0與J5_R1及J9_1與J5_D1連接(下載完程序后),用串口線將PC和開發(fā)板上的串口1連接。（接收PC機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)，并向PC機(jī)返回接收到的數(shù)據(jù)）。 （2）花樣燈模塊的硬件連接 用8位杜邦線將J9與J6連接，用8位排線將J8與J13連接。 （3）音樂播放模塊的硬件連接 用1位杜邦線將J10_0與J18_bz連接。 （4）窗簾模塊的硬件連接 用4位杜邦線將J11_0，J11_1，J11_2，J11_3和J18_A,J18_B,J18_C,J18_D連接,將步進(jìn)電機(jī)連接到JP8。 （5）火災(zāi)報(bào)警模塊的硬件連接 用8位杜邦線將J8與J12連接，2位杜邦線分別將J11_0與J15_DSJ11_1與J15_DS2連接,1位杜邦線將J19_AIN0與J15_RT連接,2位杜邦線分別將J11_7與J17_SDA、J11_6與J17_SCL連接。6 系統(tǒng)功能介紹 整體功能介紹 將整個(gè)單片機(jī)開發(fā)板按照系統(tǒng)要求連接起來，如圖44所示，再將單片機(jī)通過USB轉(zhuǎn)串口線與PC機(jī)相連，這樣，硬件連接完成。打開串口通信控制界面，如圖45所示，通過串口通信控制界面，向單片機(jī)發(fā)送指令。當(dāng)發(fā)送數(shù)字13時(shí)，花樣燈據(jù)不同數(shù)字，運(yùn)行出不同效果，同時(shí)將數(shù)字13返回在界面上顯示出來。當(dāng)發(fā)送數(shù)字4時(shí)，蜂鳴器運(yùn)行，播放音樂，同時(shí)將數(shù)字4返回在界面上顯示出來。當(dāng)發(fā)送數(shù)字59時(shí)，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，據(jù)不同的數(shù)字，改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與轉(zhuǎn)速，同時(shí)將數(shù)字59返回在界面上顯示出來。而火災(zāi)報(bào)警模塊，通過熱敏amp。光敏傳感器，實(shí)時(shí)采集周圍的溫度、光強(qiáng)，一旦超過預(yù)先設(shè)計(jì)好的限制，則觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警！圖44 硬件系統(tǒng)實(shí)物圖圖45 串口通信控制界面 詳細(xì)功能介紹