【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和電容元器件的功能是完全相同的，它的電容量大小會(huì)隨著所測(cè)空氣濕度的改變成正相關(guān)變化{4}。關(guān)于如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)易于接受的數(shù)字信號(hào)時(shí)，常用兩種方法{5}:方法一；將HS1101置于運(yùn)放電路與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào){6}。方法二；將HS1101置于NE555N振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號(hào)，在經(jīng)過A\D轉(zhuǎn)換，可直接被單片機(jī)所采集。 NE555N時(shí)基電路NE555N芯片是一個(gè)能產(chǎn)生精確定時(shí)鐘脈沖的高穩(wěn)度控制器，其輸出驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200mA.。在多諧振蕩器工作方式時(shí)，其輸出的脈沖占空比由兩個(gè)外接電阻和一個(gè)外接電容所確定；當(dāng)其在單穩(wěn)態(tài)工作方式時(shí)，其延時(shí)時(shí)間由一個(gè)外接電阻和一個(gè)外接電容所確定，它可以延時(shí)數(shù)微秒甚至幾個(gè)小時(shí){7}。其工作電壓范圍為：。NE55N框圖結(jié)構(gòu)如下圖37所示。NE555N框圖結(jié)構(gòu)圖NE555N引腳功能介紹如下表所示表32 基于555振蕩電路的濕度測(cè)量電路設(shè)計(jì)由HS1101和NE555組成的采濕電路的電路設(shè)計(jì)原理圖如圖38所示。 測(cè)濕電路NE555電路功能的簡(jiǎn)單概括為:當(dāng)6號(hào)引腳和2號(hào)引腳一起寫入“1”時(shí)，3號(hào)引腳寫出是“0”；當(dāng)6號(hào)引腳和2號(hào)引腳一起寫入“0”時(shí)，3號(hào)引腳寫出是“1”；在NE555N電路時(shí)基電路中，NE555N就是因?yàn)檫@特點(diǎn)，才被選作多多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出頻率信號(hào)。當(dāng)電源接通時(shí),由于6和2端的輸入為“0”,那么定時(shí)器3端輸出為“1”又由于HS1101兩端電壓為0,故 通過R5和R1對(duì)HS1101充電，當(dāng)HS1101電容電壓達(dá)到2/3時(shí)，輸出由“1”變?yōu)椤?”，這個(gè)時(shí)候NE555N定時(shí)器的內(nèi)部的放電BJT的基極電壓為“1”,放電BJT導(dǎo)通,從而使電容HS1101 通過R1 和內(nèi)部放電BJT 進(jìn)行放電,當(dāng)C1 兩端電壓降低到/3 時(shí),定時(shí)器又翻轉(zhuǎn),使輸出變?yōu)椤?”,內(nèi)部放電BJT 截止,VCC 又開始通過R2 和R3 對(duì)C1 充電,如此周而復(fù)始,形成振蕩。其工作循環(huán)中的充電時(shí)間為=(R2+R3)C1；放電時(shí)間為 = *C1； 輸出脈沖占空比為q ＝(R2+R3)/(R2+2R3),為了使輸出脈沖占空比接近50％,R2應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R3。當(dāng)外界濕度變化時(shí),HS1101 兩端電容值發(fā)生改變,從而改變定時(shí)電路的輸出頻率。因此只要測(cè)出555的輸出頻率,并根據(jù)濕度與輸出頻率的關(guān)系,即可求得環(huán)境的濕度{8}。 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換器單片機(jī)在各個(gè)應(yīng)用之中，特別是在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中，常常生活環(huán)境中連續(xù)變化的因素，（如壓力、流量、亮度、光照強(qiáng)度、溫濕度），轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠判斷處理和存儲(chǔ)的信號(hào)。反之，也需要將單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)為連續(xù)變化的模擬量，用來控制調(diào)節(jié)一些執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制和調(diào)節(jié){9}。這種由模擬量變?yōu)閿?shù)字量，或者由數(shù)字量轉(zhuǎn)為模擬量的轉(zhuǎn)換，通常叫做模/數(shù)，或者數(shù)/模轉(zhuǎn)換。用來實(shí)現(xiàn)這類信號(hào)種類轉(zhuǎn)換的器件，叫做模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器或數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器。 ADC0809ADC0809芯片是帶有8路模擬信號(hào)接收線，能夠在系統(tǒng)的監(jiān)控下實(shí)現(xiàn)對(duì)任何線路實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可以和單片機(jī)直接接在一起。其主要性能有：逐次比較型；CMOS工藝制造；單電源供電；無需外部進(jìn)行零點(diǎn)和滿量度調(diào)整；可鎖存三態(tài)數(shù)據(jù)傳出。數(shù)據(jù)傳出可以和TTL兼容；并且易于和不同的為空器件相連，自帶鎖存控制的8線模擬開關(guān)，其分辨率是8位，功率是15mW。其引腳圖如圖39所示 ADC0809引腳圖IN0－IN7：8條模擬量輸入通道ADC0809對(duì)傳感器采集到的模擬信號(hào)的要求；信號(hào)不能是多計(jì)極性，只接受單極性的，電壓不能超過5V，如果傳感器采集道德信號(hào)太小，必須用放大器或者放大系統(tǒng)電路進(jìn)行放大；傳進(jìn)的模擬量在生成成數(shù)字量的進(jìn)程中必須確保不變，如若模擬量變化速度非常之快，則需在信息傳入之前增加采樣保持電路，保證數(shù)據(jù)的不丟失。地址輸入和控制線：4條ALE是地址鎖存允許信號(hào)寫入的通道，并且是低電平無效，一旦ALE線寫進(jìn)高電平時(shí)，地址鎖存器和譯碼器將ADDA，ADDB，ADDC三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)過譯碼后被選中通道的模擬量傳送進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。ADDA，ADDB和ADDC為地址輸入線{10}，是用于選擇通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。通選擇表如下表33所示。表23 通道選擇表數(shù)字量輸出及控制線：11條ST為模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量啟動(dòng)的信號(hào)。當(dāng)ST是上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器全部清零；當(dāng)ST為下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST必須保持低電平有效。EOC作為模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量結(jié)束的信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，說明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換或者沒有進(jìn)行轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。當(dāng)OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。 ADC0809與AT89C51相連因?yàn)锳DC0809轉(zhuǎn)換器沒有時(shí)鐘，則需要添加ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘由單片機(jī)的ALE提供，我們可以采用D觸發(fā)器讓ADC0809和單片機(jī)的時(shí)鐘保持一致。ADC0809的典型轉(zhuǎn)換頻率為640kHz，ALE信號(hào)頻率與晶振頻率有關(guān)，如果晶振頻率取12MHz，則ALE的頻率為2MHz，所以ADC0809的時(shí)鐘端CLK與單片機(jī)的ALE端相接時(shí)，要考慮分頻{11}。、來控制模擬輸入通常地址鎖存、啟動(dòng)和輸出允許。ADC0809與單片機(jī)的連接圖如圖310所示{12}。 ADC0809與單片機(jī)的連接 鍵盤與顯示電路為了完成預(yù)定濕度和溫度值的設(shè)定，鍵盤電路中設(shè)置了4個(gè)按鍵，S3為啟動(dòng)/停止鍵，用來控制系統(tǒng)的啟停，S5，S7分別為加1鍵和減1鍵，設(shè)置濕度與溫度的上下值，S7設(shè)置切換，用來切換設(shè)置溫度與濕度預(yù)設(shè)值。按鍵對(duì)單片機(jī)的接口電路圖如下圖311所示圖311按鍵對(duì)單片機(jī)的接口電路圖 MAX7219顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路由MAX7219芯片完成，MAX7219是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)器。每片可驅(qū)動(dòng)8位7段加小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管。SEGA~SEGG（圖中為A到G）為L(zhǎng)ED七段顯示器段驅(qū)動(dòng)端，SEGDP為小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)端；DIG7~DIG0：8位數(shù)值驅(qū)動(dòng)線。輸出位選信號(hào)，從每個(gè)LED公共陰極吸入電流，吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動(dòng)線。其最大值可達(dá)500 mA，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出＋VCC。MAX7219是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)器。每片可驅(qū)動(dòng)8位7段加小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管，可以數(shù)片級(jí)聯(lián)，而與微處理器的連接只需3根線。MAX7219內(nèi)部設(shè)有掃描電路，除了更新顯示數(shù)據(jù)時(shí)從單片機(jī)接收數(shù)據(jù)外，平時(shí)獨(dú)立工作，極大地節(jié)省了MCU有限的運(yùn)行時(shí)間和程序資源。MAX7219芯片上包括BCD譯碼器、多位掃描電路、段驅(qū)動(dòng)器、位驅(qū)動(dòng)器和用于存放每個(gè)數(shù)據(jù)位的88靜態(tài)RAM以及數(shù)個(gè)工作寄存器。通過指令設(shè)置這些工作寄存器，可以使MAX7219進(jìn)入不同的工作狀態(tài)。如圖312MAX7219的時(shí)序圖（DIN CLK LOAD原理） 圖312MAX7219工作時(shí)序圖這個(gè)時(shí)序圖簡(jiǎn)單反映了DIN，CLK和LOAD的工作時(shí)序，就是告訴大家三個(gè)端口是怎么合作傳送數(shù)據(jù)的。其中，DIN是串行數(shù)據(jù)輸入端，C