【文章內(nèi)容簡介】 影響。當(dāng)環(huán)境中的溫度相同，而相對濕度不同時(shí)，振蕩器的頻率差異比較大，且這種差異是非線性的。要準(zhǔn)確地測量濕度，必須對振蕩頻率作溫度補(bǔ)償。對于不同的環(huán)境濕度，振蕩頻率的溫度補(bǔ)償系數(shù)也是不同的。研究表明，相對濕度為X%RH時(shí)振蕩頻率的溫度補(bǔ)償系數(shù)（ΔfRHX）與相對濕度為0%RH時(shí)振蕩頻率的溫度補(bǔ)償系數(shù)（ΔfRH0）具有如下關(guān)系：ΔfRHX=ΔfRH0(fRH/fRH0) （14）式中ΔfRH0的值為297/65（Hz/℃），fRH0是溫度為0℃時(shí)相對濕度為0%RH的振蕩頻率，值為7588（Hz）,fRHX是溫度為0℃時(shí)相對濕度為X%RH的振蕩頻率。我們通過實(shí)驗(yàn)得出了相對濕度（RH）與濕度傳感電路輸出的振蕩頻率（f）在環(huán)境溫度為25℃時(shí)的大致關(guān)系曲線，如圖34所示：圖34 25℃時(shí)相對濕度RH與振蕩率f的關(guān)系曲線表31給出了該關(guān)系曲線上的10個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)?？梢钥闯觯鄬穸仍?0%RH—80%RH范圍內(nèi)線性度較好，兩端的線性較差。表31 在25℃環(huán)境溫度時(shí)相對濕度（RH）與振蕩頻率（f）的關(guān)系由圖34知：當(dāng)相對濕度值升高時(shí)，振蕩器輸出頻率會(huì)隨之降低，而且它們之間的這種變化是非線性的。如果將檢測到的頻率直接處理顯示的話，得到的結(jié)果將與環(huán)境中的實(shí)際濕度值存在較大差別，無法達(dá)到性能指標(biāo)中所要求的測量精度和分辨力。要實(shí)現(xiàn)高精度地測量相對濕度，就應(yīng)當(dāng)采用軟件的方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償和線性化處理。濕度檢測模塊程序需要將來自濕度傳感電路的頻率f轉(zhuǎn)換為相對濕度。由于振蕩頻率隨環(huán)境相對濕度變化是非線性的，因此需要對其進(jìn)行線性化處理。而在不同溫度條件下，在同一測量場合測得的濕度也存在差異較大差異，所以還需要對測量頻率進(jìn)行溫度補(bǔ)償。具體流程如圖35所示。在濕度檢測模塊子程序的開始，先讀取經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的相對濕度的振蕩頻率fo，并進(jìn)行存儲(chǔ)。然后讀取溫濕度檢測儀測得的環(huán)境溫度值T，根據(jù)溫度補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算出應(yīng)該補(bǔ)償?shù)念l率，補(bǔ)償后的頻率值為： f=fo+(25T)△fRH0(fRH/fRH0) （15）圖35 濕度檢測模塊程序流程圖接下來要對頻率進(jìn)行線性化處理，具體做法為：首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的相對濕度與振蕩頻率關(guān)系曲線，將測量范圍內(nèi)的濕度RH劃分為N等份，每份為△RH，每個(gè)濕度分隔點(diǎn)對應(yīng)的頻率值設(shè)為fn，將n與fn組成的表格存入單片機(jī)。程序先從存儲(chǔ)器中讀取溫度補(bǔ)償過的頻率f、△RH和n，分別存入不同變量，然后對比較次數(shù)n賦初值(n=0)，從單片機(jī)中讀取與n相對應(yīng)的頻率f0，再將溫度補(bǔ)償過振蕩頻率f與從表中取得的表頻率f0作減法運(yùn)算，并檢查結(jié)果是否大于0。如果差值大于0，則說明測得頻率超出檢測儀的測量范圍，轉(zhuǎn)入報(bào)告出錯(cuò)子程序。若差值小于0，則將n值加1（此時(shí)n=1），繼續(xù)拿f與f1作比較。如果（ff1）的值大于0，說明實(shí)測頻率在濕度頻率曲線的第一段內(nèi)，這時(shí)的環(huán)境濕度值為：RH=△RH(ff0)/(f1f0)。若結(jié)果仍小于0，則說明振蕩頻率f不在該段，重復(fù)以上操作，直至比較結(jié)果大于零。經(jīng)推導(dǎo)可得出相對濕度的計(jì)算公式： （16）線性化處理子程序流程如圖36所示。圖36線性化處理程序流程圖167。 鍵盤掃描和LED顯示模塊的程序設(shè)計(jì)167。 鍵盤掃描部分的程序設(shè)計(jì)鍵盤掃描子程序流程圖如圖37所示，首先進(jìn)行開機(jī)自動(dòng)掃描，檢測是否有按鍵按下，沒有鍵按下則繼續(xù)掃描，有鍵按下則掃描出對應(yīng)的鍵值，再由鍵值跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序。圖37 鍵盤掃描子程序流程圖鍵盤掃描子程序如下：SAOMIAO: MOV A,R1 MOV R2,08HXS: JB ,XS1 CLR AJMP CLKXS1: SETB CLK: CLR NOP SETB RR A DJNZ R2,XSRET當(dāng)然，鍵盤掃描時(shí)，還要通過延時(shí)消去鍵盤抖動(dòng)。延時(shí)定時(shí)器的延遲時(shí)間等于初值乘上判斷間隔時(shí)間，通過確定延時(shí)定時(shí)器的延遲時(shí)間達(dá)到去除鍵盤抖動(dòng)，消除其對正常按鍵的影響。一般延時(shí)時(shí)間在30ms～50ms之間,在設(shè)計(jì)中確定具體的延遲時(shí)間。鍵盤掃描去抖動(dòng)和鍵值掃描的核心程序如下：ScanKey: SETB KeyRow /*鍵盤的行置1 MOV Data_OutputBuf, 00H /*鍵盤的列置0，掃描初始狀態(tài) LCALL Data_Output /*調(diào)用顯示子程序，將掃描初始值送出 MOV A, P1 /*將P1口狀態(tài)讀入到單片機(jī) JB ,NoKey /*判斷是否有鍵按下，有則繼續(xù)執(zhí)行，沒有則返回 LCALL DELAY10ms /*調(diào)用延時(shí)程序消除鍵盤抖動(dòng)，一般10 ms足夠 MOV A,P1 JB ,NoKey MOV ArrangeNum,00H /*列設(shè)定初始值 MOV A,07FH /*列掃描的初始值GetKey1: /*列掃描子程序 SETB KeyRow MOV R5, A /*列掃描的初始值，暫時(shí)存在R5中 MOV Data_OutputBuf, A LCALL Data_Output MOV A, P1 JNB ,GetKeyValue MOV A,R5 RR A /*列掃描值右移，實(shí)現(xiàn)鍵盤的列掃描 INC ArrangeNum /*列號(hào)加1 JB ,GetKey1 LJMP NoKey 167。 LED顯示部分的程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)程序開始執(zhí)行時(shí)，先掃描鍵盤，直到有按鍵按下時(shí)，確定進(jìn)行溫度檢測還是濕度檢測，然后根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序來進(jìn)行檢測，最后將檢測結(jié)果進(jìn)行LED顯示。顯示部分的子程序如下：DISPLAY: LJMP JIANZHISAOMIAO: /*將要待顯示的數(shù)送到74LS164中并通過數(shù)碼管顯示 MOV A,R1 MOV R2,08HXS: JB ,XS1 CLR AJMP CLKXS1: SETB CLK: CLR NOP SETB RR A DJNZ R2, XSRETJIANZHI: MOV R1,0EEH /*0的BCD碼 LCALL SAOMIAO MOV R1,028H /*1的BCD碼 LCALL SAOMIAO MOV R1,0CDH /*2的BCD碼 LCALL SAOMIAO MOV R1,06DH /*3的BCD碼 LCALL SAOMIAO MOV R1,02BH /*4的BCD碼 LCALL SAOMIAO結(jié)　論我們設(shè)計(jì)的溫濕度檢測儀結(jié)構(gòu)簡單，適用于多種場合的溫濕度實(shí)時(shí)檢測。由于采用了測量范圍廣、精度高、響應(yīng)速度快的電容式濕度傳感器來進(jìn)行濕度采樣，使用溫度補(bǔ)償、線性化處理的方法提高檢測精度，因此該檢測儀基本上達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)中對溫濕度測量精度和范圍的要求。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，我們還從實(shí)際出發(fā)，將電路板預(yù)留一些位置，以便以后對儀器進(jìn)行功能擴(kuò)展。在這次設(shè)計(jì)中我們也遇到不少問題，這些問題包括硬件方面的、軟件方面的以及軟硬件聯(lián)合調(diào)試方面的，還有一些問題是由于粗心造成的。我一直以認(rèn)真負(fù)責(zé)的心態(tài)對待這些問題，在自己的努力以及同學(xué)和老師的幫助下，這些問題都得到了圓滿解決。由于這次設(shè)計(jì)的時(shí)間較短，該檢測儀的主要功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，能基本實(shí)現(xiàn)環(huán)境中的溫濕度檢測，但還存在一些問題，如溫濕度檢測精度還比較低，溫度顯示還有較大波動(dòng)等。要達(dá)到實(shí)用的目的，還需要進(jìn)一步的研究設(shè)計(jì)。此溫濕度檢測儀還可進(jìn)一步進(jìn)行功能擴(kuò)展，如加上一個(gè)上下限報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，還可通過相關(guān)軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)溫濕度同時(shí)顯示。參考文獻(xiàn)[1] 趙新民. 智能儀器原理及設(shè)計(jì). 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 1989[2] 華成英, 童詩白. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版. 北京: 高等教育出版社, . 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The device is manufactured using Atmel’s high density nonvolatile memory technology and is patible with the industry standard MCS51TM instruction set and pinout. The onchip Flash allows the program memory to be reprogrammed insystem or by a conventional nonvolatile memory programmer. By bining a versatile 8bit CPU with Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89C51 is a powerful microputer which p