【文章內(nèi)容簡介】 和電容元器件的功能是完全相同的，它的電容量大小會隨著所測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確地轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C易于接受的數(shù)字信號時，常用兩種方法{5}:方法一；將HS1101置于運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經(jīng)整流、直流放大、再A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號{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，在經(jīng)過A\D轉(zhuǎn)換，可直接被單片機所采集。 NE555N時基電路NE555N芯片是一個能產(chǎn)生精確定時鐘脈沖的高穩(wěn)度控制器，其輸出驅(qū)動電流可達200mA.。在多諧振蕩器工作方式時，其輸出的脈沖占空比由兩個外接電阻和一個外接電容所確定；當其在單穩(wěn)態(tài)工作方式時，其延時時間由一個外接電阻和一個外接電容所確定，它可以延時數(shù)微秒甚至幾個小時{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振蕩電路的濕度測量電路設計由HS1101和NE555組成的采濕電路的電路設計原理圖如圖38所示。 測濕電路NE555電路功能的簡單概括為:當6號引腳和2號引腳一起寫入“1”時，3號引腳寫出是“0”；當6號引腳和2號引腳一起寫入“0”時，3號引腳寫出是“1”；在NE555N電路時基電路中，NE555N就是因為這特點，才被選作多多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出頻率信號。當電源接通時,由于6和2端的輸入為“0”,那么定時器3端輸出為“1”又由于HS1101兩端電壓為0,故 通過R5和R1對HS1101充電，當HS1101電容電壓達到2/3時，輸出由“1”變?yōu)椤?”，這個時候NE555N定時器的內(nèi)部的放電BJT的基極電壓為“1”,放電BJT導通,從而使電容HS1101 通過R1 和內(nèi)部放電BJT 進行放電,當C1 兩端電壓降低到/3 時,定時器又翻轉(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C1 充電,如此周而復始,形成振蕩。其工作循環(huán)中的充電時間為=(R2+R3)C1；放電時間為 = *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應遠遠小于R3。當外界濕度變化時,HS1101 兩端電容值發(fā)生改變,從而改變定時電路的輸出頻率。因此只要測出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}。 模擬信號轉(zhuǎn)換器單片機在各個應用之中，特別是在實時監(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、光照強度、溫濕度），轉(zhuǎn)換成單片機能夠判斷處理和存儲的信號。反之，也需要將單片機輸出的數(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)行機構(gòu)，實現(xiàn)對被控對象的控制和調(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。用來實現(xiàn)這類信號種類轉(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路模擬信號接收線，能夠在系統(tǒng)的監(jiān)控下實現(xiàn)對任何線路實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換，可以和單片機直接接在一起。其主要性能有：逐次比較型；CMOS工藝制造；單電源供電；無需外部進行零點和滿量度調(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對傳感器采集到的模擬信號的要求；信號不能是多計極性，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太小，必須用放大器或者放大系統(tǒng)電路進行放大；傳進的模擬量在生成成數(shù)字量的進程中必須確保不變，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寫入的通道，并且是低電平無效，一旦ALE線寫進高電平時，地址鎖存器和譯碼器將ADDA，ADDB，ADDC三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)過譯碼后被選中通道的模擬量傳送進轉(zhuǎn)換器進行轉(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)字量啟動的信號。當ST是上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器全部清零；當ST為下跳沿時，開始進行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。當EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，說明正在進行A/D轉(zhuǎn)換或者沒有進行轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。當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為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。 ADC0809與AT89C51相連因為ADC0809轉(zhuǎn)換器沒有時鐘，則需要添加ADC0809的轉(zhuǎn)換時鐘由單片機的ALE提供，我們可以采用D觸發(fā)器讓ADC0809和單片機的時鐘保持一致。ADC0809的典型轉(zhuǎn)換頻率為640kHz，ALE信號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的時鐘端CLK與單片機的ALE端相接時，要考慮分頻{11}。、來控制模擬輸入通常地址鎖存、啟動和輸出允許。ADC0809與單片機的連接圖如圖310所示{12}。 ADC0809與單片機的連接 鍵盤與顯示電路為了完成預定濕度和溫度值的設定，鍵盤電路中設置了4個按鍵，S3為啟動/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，設置濕度與溫度的上下值，S7設置切換，用來切換設置溫度與濕度預設值。按鍵對單片機的接口電路圖如下圖311所示圖311按鍵對單片機的接口電路圖 MAX7219顯示電路設計顯示電路由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)動器。每片可驅(qū)動8位7段加小數(shù)點的共陰極數(shù)碼管。SEGA~SEGG（圖中為A到G）為LED七段顯示器段驅(qū)動端，SEGDP為小數(shù)點驅(qū)動端；DIG7~DIG0：8位數(shù)值驅(qū)動線。輸出位選信號，從每個LED公共陰極吸入電流，吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動線。其最大值可達500 mA，關(guān)閉狀態(tài)時，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)動器。每片可驅(qū)動8位7段加小數(shù)點的共陰極數(shù)碼管，可以數(shù)片級聯(lián)，而與微處理器的連接只需3根線。MAX7219內(nèi)部設有掃描電路，除了更新顯示數(shù)據(jù)時從單片機接收數(shù)據(jù)外，平時獨立工作，極大地節(jié)省了MCU有限的運行時間和程序資源。MAX7219芯片上包括BCD譯碼器、多位掃描電路、段驅(qū)動器、位驅(qū)動器和用于存放每個數(shù)據(jù)位的88靜態(tài)RAM以及數(shù)個工作寄存器。通過指令設置這些工作寄存器，可以使MAX7219進入不同的工作狀態(tài)。如圖312MAX7219的時序圖（DIN CLK LOAD原理） 圖312MAX7219工作時序圖這個時序圖簡單反映了DIN，CLK和LOAD的工作時序，就是告訴大家三個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