【文章內(nèi)容簡介】 誤差。實(shí)際上，要準(zhǔn)確表示模擬量，ADC的位數(shù)需很大甚至無窮大。一個分辨率有限的ADC的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。二、A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口電路設(shè)計圖22 ADC0809與AT89C51的連接電路三、ADC0809的轉(zhuǎn)換原理在此系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號由P0口傳送到CPU。A, B, C和ALE控制8路模擬通道的切換，、B、C口相連通過地址譯碼選通A/D轉(zhuǎn)換器的IN2口，傳感器的輸出口通過IN2通道將測得的模擬電壓信號傳輸給A/D轉(zhuǎn)換器。、，START的上升沿復(fù)位ADC0809，下降沿啟動 A／D轉(zhuǎn)換；，當(dāng)EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束；／D的OE端，當(dāng)OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。VREF(+)和VREF()為A/D轉(zhuǎn)換器參考電壓，由外部參考電壓源提供(典型值為+5V)。系統(tǒng)中，因?yàn)楸粶y對象的各種數(shù)據(jù)的量綱和數(shù)值與A/D轉(zhuǎn)換的輸入值是不同的，所有這些都必須經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換成A/D所能接收的信號05V，再由A/D轉(zhuǎn)換成00H0FFH的數(shù)字量。這些數(shù)字量并不一定等于原來帶有量綱的參數(shù)值，它們僅僅對應(yīng)于參數(shù)值的大小，還須把它們轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才能用于運(yùn)算、顯示和打印輸出。這里系統(tǒng)選用的濕度傳感器為線性電壓輸出模塊，相對濕度和輸出電壓值有著相對應(yīng)的線性關(guān)系，故采用線性標(biāo)度標(biāo)度變換。它是最常用的變換方法。其變換公式如下:Y=(YmaxYmin)(XNmin)/(NmaxNmin)+Ymin 式（21）式(41)中Y表示參數(shù)測量值，Ymax表示參數(shù)量程最大值，Ymin表示參數(shù)量程最小值，Nmax表示Ymax對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值，Nmin表示Ymin對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值，X表示測量值Y對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值。微機(jī)按照式(41)從A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果X便可以計算出被測量的數(shù)值Y用于顯示或打印。進(jìn)行標(biāo)度變換，首先要賦予數(shù)據(jù)以合適的物理單位，也即一個單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。由于8位的ADC0809的轉(zhuǎn)換范圍是05V，即0bit對應(yīng)0V,255bit對應(yīng)5V，由式(21)可得到轉(zhuǎn)換系數(shù)為:K=（5V0V）/（255bit0bit）=（22）即數(shù)字量lbit的變化對應(yīng)于電壓變化的19. 6mv。因此如求YV電壓所對應(yīng)的數(shù)字量時，只需令X=Y/K （bit） 式（23）再將X變?yōu)?6進(jìn)制數(shù)即可求得相應(yīng)的數(shù)字量。四、AT89C51讀取A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果的方法采用中斷法讀取數(shù)據(jù)：單片機(jī)對信號的讀取通過讀寫信號控制。EOC接到AT89C51的中斷請求輸入線INT1上，AT89C51的中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。、通過Y1使與非門有效，當(dāng)給一個讀信號啟動引腳START下降沿啟動 A／D轉(zhuǎn)換，正在工作的狀態(tài)信號EOC由高電平變?yōu)榈碗娖?。?dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC由低電平變?yōu)楦唠娖讲鞯絀NT1端，AT89C51收到中斷請求信號，／D的OE端，此時當(dāng)OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上即讀取A／D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。五、A/D的時鐘供應(yīng)ADC0809的轉(zhuǎn)換時鐘由單片機(jī)內(nèi)的定時器/計數(shù)器提供，CLK為時鐘信號輸入端。定時器/計數(shù)器是MCS51單片機(jī)的重要模塊之一。在檢測、控制及智能儀器等應(yīng)用中，常用定時器作實(shí)時時鐘來實(shí)現(xiàn)定時檢測、定時控制。還可用定時器產(chǎn)生毫秒寬的脈沖，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)一類的電器機(jī)械。MCS51單片機(jī)內(nèi)帶有兩個16位定時器/計數(shù)器T0和T1，它們均可作為定時器或計數(shù)器使用。定時器/計數(shù)器的核心是16位加法計數(shù)器，特殊功能寄存器TH0、TL0及THTL1，TH0、TL0是定時器/計數(shù)器0加法計數(shù)器的高8位和低8位，THTL1是定時器/計數(shù)器1加法計數(shù)器的高8位和低8位。作計數(shù)器用時，加法計數(shù)器對芯片引腳T0（）、T1（）上的輸入脈沖計數(shù)。每輸入一個脈沖，加法計數(shù)器增加1。加法計數(shù)溢出時可向CPU發(fā)出中斷請求信號。作定時器用時，加法計數(shù)器對內(nèi)部機(jī)器周期脈沖Tcy計數(shù)。由于機(jī)器周期是定值，所以對Tcy的計數(shù)就是定時。在此設(shè)計中，我選作定時器使用。選用定時器T0，晶振是fosc =12MHz，由 t=(65536TH)/fosc/12 式（24）要得到1ms的定時，定時初值為TH=64536；，則它提供給ADC0809的脈沖頻率為500Hz。一、 濕度傳感器的選型 課題選用了HUMIREL公司生產(chǎn)的相對濕度模塊:HM1500電容型濕度變送器。HM1500是在濕敏電容HS1101的基礎(chǔ)上開發(fā)的OEM設(shè)計的濕度傳感器模塊，專門用于需要可靠而精確測量相對濕度的場所。HM1500內(nèi)置微處理器，可隨濕度輸出線性直流電壓，系電壓放大輸出類別。它己通過HLTMIREL的品質(zhì)認(rèn)證，可以很好工作于較惡劣的環(huán)境，它有小且易安裝的接頭，為線性電壓輸出濕度檢測模塊，價格相對便宜，具有較高的性價比。它適用范圍廣，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)控，潔凈空間，蔬菜溫室大棚，糧食倉儲濕度檢測。二、HM1500的性能特點(diǎn)采用專利設(shè)計的固定聚合體濕敏電容。小體積帶防護(hù)棒狀封裝，不受水浸影響。優(yōu)異的抗結(jié)露特性，長期飽和后可快速恢復(fù)。完全互換性，無需校準(zhǔn)。高可靠性和長期穩(wěn)定性。重復(fù)性好。恒壓供電，內(nèi)置放大電路，伏級電壓輸出:DC5伏供電時，在1100%RH范圍內(nèi)線性輸出DC14V。濕度為55% RH時的測量精度為+2 % RH。溫度影響小。快速反應(yīng)。優(yōu)良的抗化學(xué)藥品腐蝕性。更容易滿足用戶要求。它的電容量變化與濕度變化呈線性關(guān)系，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，傳感器輸出的直流電壓就與被測環(huán)境的相對濕度呈線性關(guān)系。HM1500的技術(shù)參數(shù)和模擬電壓輸出曲線見下表( Vs=5V)所示表21 HM1500技術(shù)參數(shù)參數(shù)典型值單位參數(shù)典型值單位濕度測量范圍5～99%RH工作溫度30～60℃相對濕度精度177。3%RH儲存溫度30～70℃標(biāo)準(zhǔn)輸出@RH=55%VDC工作濕度范圍0～100%RH損耗電流mA供電電壓5Vdc平均靈敏度(33%～75%)+25mV/%RH響應(yīng)時間5s三、HM1500濕度變送器的工作原理HM1500采用恒壓供電,內(nèi)置放大電路,能輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級壓信號,響應(yīng)速度快重復(fù)性好、抗污染能力強(qiáng)。HM1500的測濕元件選用濕敏電容HS1101,在一個有機(jī)玻璃或玻璃片上首先用擴(kuò)散法制作兩個電極然后涂上有機(jī)膜作為介質(zhì),形成一個電容器件。當(dāng)外界相對濕度變化時,感濕膜能吸附和釋放水汽分子,引起其介電常數(shù)發(fā)生變化,從而使元件電容量改變。利用電容量與相對濕度的函數(shù)關(guān)系即可測量濕度。HM1500是在濕敏電容HS1101的基礎(chǔ)上開發(fā)的OEM設(shè)計的濕度傳感器模塊，內(nèi)置放大電路，伏級電壓輸出:DC5伏供電時，在1100%RH范圍內(nèi)線性輸出DC14V，即HM1500濕度傳感器的輸出電壓為1—4V，而ADC0809的適用電壓范圍為1—5V，所以由傳感器輸出的電壓無需經(jīng)過電壓放大盡可以被A/D模塊所接收。四、線性