【文章內(nèi)容簡介】 聲光報警電路當(dāng)某一通道的溫濕度測量值超出預(yù)先設(shè)定的上、下限報警值或系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障時， 系統(tǒng)發(fā)出聲光報警以提醒用戶注意。報警電路中光報警采用發(fā)光二極管，聲報警采用蜂鳴器來設(shè)計。 聲光報警電路蜂鳴器電路中，晶體管起開關(guān)作用，管腳輸出電壓經(jīng)過lK限流電阻分壓后，到達晶體管基極的電壓為使得晶體管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管導(dǎo)通， 蜂鳴器上電而產(chǎn)生聲響。 看門狗電路由于單片機無操作系統(tǒng)，如果程序出現(xiàn)異常情況(如出現(xiàn)死循環(huán))就無法正常運行， 因此，本系統(tǒng)采用了一個硬件看門狗來監(jiān)視程序的運行。美信公司的MAX706P，具有“看門狗”、主電源檢測的功能。單片機通過I/0引腳給(看門狗輸入)腳正脈沖，則 (看門狗輸出)腳一直為高電平，說明微機程序運行正常。，“看門狗” 便使引腳變?yōu)榈碗娖?，將腳與相連，可使RESET腳(與單片機的RST相連)產(chǎn)生高電平的復(fù)位脈沖，使程序能從頭重新開始執(zhí)行，起到監(jiān)視程序運行的作用。 看門狗電路 注：圖中MAX706P的REST端接單片機的RST端。 顯示電路LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管。，由圖可見它由8個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合來顯示出0A、B、C、D、E、F以及小數(shù)點“.”等字符。 LED顯示器的結(jié)構(gòu)（共陰極）顯示的數(shù)字、字符和對應(yīng)的段碼關(guān)系。共陽極顯示器的段碼與共陰極顯示器的段碼是邏輯非的關(guān)系，所以對表24中的共陰極顯示器的段碼求反，即可得到共陽極顯示器的段碼。LED顯示器的顯示方法本設(shè)計顯示需要使用2855和7位共陽極顯示器的接口電路。8255的A作為位掃描口，經(jīng)反向驅(qū)動器75452接顯示器公共陰極；B口作為段數(shù)據(jù)口，經(jīng)同相驅(qū)動器7407接顯示器的各個陽極。 數(shù)字對應(yīng)的段碼表示字符 DP g f e d c b a段碼（H）0123456789AbcdEFP.空格0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 00 1 0 1 1 0 1 10 1 0 0 1 1 1 10 1 1 0 0 1 1 00 1 1 0 1 1 0 10 1 1 1 1 1 0 10 0 0 0 0 1 1 10 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 1 10 1 1 1 0 1 1 10 1 1 1 1 1 0 00 0 1 1 1 0 0 10 1 0 1 1 1 1 00 1 1 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0 0 10 1 1 1 0 0 1 11 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 3F065B 4F666D7D077F6F777C395E7971738000對于6位顯示器，在AT89C51RAM存儲器中設(shè)置7個顯示緩沖單元70H~76H，分別存放7位顯示器的顯示數(shù)據(jù)。8255的 A 口掃描輸出總是只有1位高電平，即7位顯示器中僅有1位公共陽極為高電平，其他位為低電平8255的B口輸出相應(yīng)位然后對其他6位巡回顯示，如果小數(shù)點位固定可以通過對指定位進行置位或者清零來實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用74LS245做驅(qū)動數(shù)碼管的電路，可以保證數(shù)碼管的供電，數(shù)碼管7SEGMAX4動態(tài)顯示4位數(shù)字，74LS245芯片及數(shù)碼管7SEGMAX4前已做了詳細介紹，這里不再說明。這里著重說明一下數(shù)碼管顯示數(shù)字的含義，數(shù)碼管顯示數(shù)字為4位，其4位數(shù)從左向右數(shù)的含義為：第一個數(shù)碼管顯示的是傳感器的通道號，第二個數(shù)碼管顯示“”號或者當(dāng)溫濕度高于100℃時顯示百位數(shù)字，第三個數(shù)碼管和第四個數(shù)碼管依次顯示所測溫濕度數(shù)字，例如若是數(shù)碼管顯示為615，則其含義為6代表第6個傳感器，“”代表溫濕度為零下，15代表零下15℃，即其總體含義為第六個溫濕度傳感器的位置檢測的溫濕度為零下15℃；若是數(shù)碼管顯示為8030，則其含義為第八個傳感器的位置檢測位置的溫濕度為30℃。 顯示電路 數(shù)字溫濕度傳感器DS1820和濕度檢測電路 DS1820 的主要特性 DS1820 有下列主要特性 : 1）只需一根 I/ O 線就能完成通信 。 2）多個分散的 DS1820 可以共用一線進行通信。 3）不需外部元器件 。 4）可以通過數(shù)據(jù)線供電 。 5）檢測溫度范圍為 55～ + 125176。C ,精度在0. 5度 。 6）用 9bit 數(shù)字量來表示溫度 。 7）每次將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需 200ms 。 8）可定義一個不變化的溫度設(shè)置為報警溫度。 9）有 PR35 T 和 SSOP 兩種封裝型式?！S1820 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS1820 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ,DS1820 由以下幾部分組成: 1）64 位激光只讀存貯器。在這里存放著每個 DS1820 的唯一的序號 ,開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(DS1820 為 10H） ,接著是每個器件的唯一的序號 ,共有 48 位 ,最后 8 位是前 56 位的 CRC 校驗碼這也是多個 DS1820 可以采用一線進行通信的原因。 2）溫度傳感器。它是將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的關(guān)鍵部分。 3）DS1820 的存貯器。它由高速存貯器RAM和EERAM(高溫TH和低溫TL報警觸發(fā)器）組成,數(shù)據(jù)首先寫入高速存貯器 RAM 中 ,然后通過復(fù)制命令將數(shù)據(jù)寫入 EERAM 中。高速存貯器 RAM 由8 個字節(jié)組成 ,頭兩個字節(jié)存放檢測溫度的值,0號 (LSB） 為存放溫度的值,1 號 (MSB） 存放溫度值的符號 ,如果溫度為負 ,則1號存貯器全為1 ,否則全為0，這也是可用 9bit 來表示溫度的原因。最低位先讀出。若LSB最低位為1 , ,求值的方法根據(jù)MSB中的值將LSB中的二進制數(shù)求補再轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)除以 2 即得被測溫度的值。表 2是溫度和數(shù)字量的關(guān)系。第二和第三字節(jié)是從TH和TL中復(fù)制的值,當(dāng)上電被更新。接下來兩個字節(jié)沒用 ,若讀它應(yīng)全為1 。第六和第七字節(jié)為計數(shù)寄存器。最后一個字節(jié)為 CRC 校驗。 DS1820的工作原理 。I/O位數(shù)據(jù)輸入/輸出端（即單線總線），它屬于漏極開路輸出，外接上拉電阻后，常態(tài)下呈高電平。是可供選用的外部+5V電源端，不用時需接地。GND為地，NC為空腳。 DS1820的引腳圖DS1820測量溫濕度時使用特有的溫濕度測量技術(shù)。內(nèi)部計數(shù)器對一個受溫濕度影響的振蕩器的脈沖計數(shù)，低溫時振蕩器的脈沖可以沖過門電路，而當(dāng)達到某一設(shè)置高溫時，振蕩器的脈沖無法通過門電路。 DS1820測溫原理框圖 DS1820使用中注意事項DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： 1）較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進行補償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS1820進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。 2）當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。 3）在DS1820測溫程序設(shè)計中，向DS1820發(fā)出溫濕度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán) 濕度檢測電路本例中采用8255來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。EL7556由積分電路、基準(zhǔn)電路、頻率轉(zhuǎn)換電路及頻率—電壓（F/V）轉(zhuǎn)換電路等組成，積分電路及RRC1用于產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號并從5腳送至8腳。調(diào)節(jié)R2可對該脈沖信號頻率進行調(diào)整，從而使?jié)穸葌鞲衅鞯木€性和靈敏度處于較好狀態(tài)；基準(zhǔn)電路和頻率轉(zhuǎn)換電路可將濕度傳感器的電容變化轉(zhuǎn)換成頻率變化，再經(jīng)頻率—電壓轉(zhuǎn)換電路后從9腳輸出與頻率成線性的電壓，然后經(jīng)C3等濾波后送入A/D轉(zhuǎn)換器，再進行A/D轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。本設(shè)計的濕敏傳感器為MXS型電容式濕敏傳感器，濕度為76%RH時的電容值為500pF，電容相對變化率為＋ pF/%。當(dāng)濕度為0%～100%RH時，9腳輸出的相應(yīng)信號頻率為0～1000Hz，精度為2%，F(xiàn)/V電路輸出的電壓為0～5V。調(diào)整時，可先設(shè)定濕度為5%RH，然后調(diào)節(jié)R2，使9腳輸出100mV電壓即可。主要特性：1）與MCS51 兼容 ；2）4K字節(jié)可編程閃爍存儲器；3）壽命：1000寫/擦循環(huán)；4）數(shù)據(jù)保留時間：10年 濕度傳感器外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖綜上所述為本系統(tǒng)硬件的設(shè)計，其總體電路圖見附錄一。4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計系統(tǒng)硬件電路設(shè)計完成以后，進行系統(tǒng)軟件設(shè)計。分析系統(tǒng)對軟件的要求，然后進行了軟件的總體設(shè)計，包括程序總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和對程序進行模塊化設(shè)計。將系統(tǒng)整體功能劃分成多個不同的模塊，單獨設(shè)計、編程、調(diào)試，然后將各個模塊進行裝配聯(lián)調(diào)，組成完整的系統(tǒng)軟件。根據(jù)系統(tǒng)軟件的功能需求，系統(tǒng)應(yīng)用軟件分為主程序、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理（A/D轉(zhuǎn)換）、報警及顯示等五大主要程序模塊。主程序主要將各子模塊組織起來成為一個有機的整體，主程序見附錄三所示系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)處理模塊顯示模塊聲光報警模塊看門狗模塊 系統(tǒng)主程序流程圖數(shù)據(jù)采集模塊主要對八路模擬通道選擇處理，將結(jié)果送到單片機處理。選擇通道啟動A/D轉(zhuǎn)換等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸?shù)絾纹瑱C開始結(jié)束 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計流程圖數(shù)據(jù)處理模塊主要是針對ADC0809的各個引腳的作用，使其能按事先約定的算法正確運行，并結(jié)合單片機正確處理數(shù)據(jù)。ST是否有正脈沖且有下降沿EOC是否為0Y開始OE=1讀P3口OE=0結(jié)束YNN 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計此程序模塊設(shè)計主要是對單片機相應(yīng)的I/O口進行控制，程序比較簡單，基本不用流程圖表示，故這里省略。顯示數(shù)字是否在安全范圍內(nèi)開始報警結(jié)束YN 報警模塊程序流程圖綜上所述為本系統(tǒng)軟件設(shè)計模塊，其總體程序清單見附錄二。結(jié)束語經(jīng)過半年的設(shè)計“溫室大棚溫濕度檢測與控制系統(tǒng)”的設(shè)計已經(jīng)圓滿結(jié)束，本設(shè)計本著最大限度的節(jié)省人力物力為基礎(chǔ)，方便快捷為目的，加上高效低成本為原