單片機(jī)構(gòu)成的環(huán)境溫濕度參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置(編輯修改稿)
2025-07-26 16:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輸出和頻率輸出兩種電路；⑺適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過程。濕敏電容是值隨空氣濕度變化，同時(shí)濕敏電容的工作條件也受溫、濕度的限制。、濕度范圍。 濕敏電容HS1101工作的溫、濕度范圍 濕度電容響應(yīng)曲線相對(duì)濕度在1%RH—100%RH范圍內(nèi)；電容量由160pF變到200pF，其誤差不大于177。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S； pF/℃。由此可見，HS1101濕度傳感器的精度較高。二、濕度測量電路 HS1100/HS1101電容式濕敏傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容元件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接收的信號(hào)，常有兩種方法：一種是將該濕敏電容置于運(yùn)放與阻容組成的橋式振蕩電路中，再將產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)榭梢员粏纹瑱C(jī)接收的為數(shù)字信號(hào)；另一種方法是將該濕敏電容置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之成反比的電壓頻率信號(hào)的變化，可直接被計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)。集成定時(shí)器555芯片外接電阻RR2與濕敏電容C，構(gòu)成了對(duì)C的充電回路。7端通過芯片內(nèi)部的晶體管對(duì)地短路又構(gòu)成了對(duì)C的放電回路，并將引腳6端相連引入到片內(nèi)比較器，便成為一個(gè)典型的多諧振蕩器，生成矩形脈沖。另外，R3 是防止輸出短路的保護(hù)電阻，R1 用于平衡溫度系數(shù)。 濕度測量電路該振蕩電路兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下：首先電源VCC通過RR2 向C充電，經(jīng)時(shí)間后，達(dá)到芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，此時(shí)輸出引腳3端由高電平突降為低電平，然后通過R2放電，經(jīng)時(shí)間后，下降到比較器的低觸發(fā)電平。此時(shí)輸出引腳3端又由低電平突降為高電平，如此周而復(fù)始，形成矩形脈沖輸出。其中，充放電時(shí)間如（）、（）所示。 =㏑2 （） =㏑2 （） 因而，輸出的方波頻率如（）所示。 f=1/(+)=1/[ ㏑2] （） 可見，空氣濕度通過555測量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號(hào)。 空氣相對(duì)濕度與電壓頻率的對(duì)應(yīng)值濕度/%RH0102030405060708090100頻率/Hz73517224710069766853672866006468633061686033 CPU單元的設(shè)計(jì)單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，在此裝置中選擇8位微處理器AT89C52，該微處理器是一種CMOS工藝的低功耗、高性能8位嵌入式微控制器。該器件與MCS51系列的同類產(chǎn)品（如80C52等）在指令系統(tǒng)及引腳上完全兼容。微處理器具有8K可寫/擦1000次的Flash內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，對(duì)系統(tǒng)開發(fā)過程中的程序編寫和調(diào)試可以提供極大的方便。另外，微處理器內(nèi)部還有256字節(jié)的RAM、3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、8個(gè)中斷源和可編程串行口。在該系統(tǒng)的單片機(jī)模塊中。 CPU單元電路圖 時(shí)鐘信號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)鐘引腳為XTALXTAL2。時(shí)鐘引腳外接晶體與片內(nèi)的反向放大器構(gòu)成了一個(gè)振蕩器，它提供單片機(jī)的時(shí)鐘控制信號(hào)。時(shí)鐘引腳也可外接晶體振蕩器。XTAL1（19腳）：接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端。這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端，在單片機(jī)內(nèi)部接至內(nèi)部反向放大器的輸出端。若采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，即把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。本系統(tǒng)采用晶振時(shí)鐘電路。外部晶振以及電容C2和C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格要求，但電容的大小多少會(huì)影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和穩(wěn)定性。外接晶振時(shí)，C1和C2通常選擇30pf,晶振采用12MHz。 時(shí)鐘電路圖 復(fù)位電路設(shè)計(jì)。 復(fù)位電路圖本復(fù)位電路必須確保系統(tǒng)上電時(shí)能夠自動(dòng)復(fù)位。上電自動(dòng)復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為了可靠起見電源穩(wěn)定后，還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。為了實(shí)現(xiàn)這種功能，本設(shè)計(jì)采用了一種RC定時(shí)電路。其時(shí)間常數(shù)τ=RC，系統(tǒng)上電時(shí)，C兩端的電壓為零，單片機(jī)的復(fù)位端的電平為高電平，單片機(jī)復(fù)位，經(jīng)過4—5個(gè)τ后，C兩端的電壓約等于電源電壓，單片機(jī)的復(fù)位端的電平為低電平，單片機(jī)退出復(fù)位狀態(tài)。 LCD液晶顯示單元的設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)利用LCD液晶顯示屏顯示溫度、濕度參數(shù)。液晶顯示屏的第一行顯示用戶可能需要調(diào)節(jié)的溫濕度上下限值，第二行顯示當(dāng)前測得的溫度、濕度值。硬件電路中LCD1602的8個(gè)數(shù)據(jù)端接到單片機(jī)P1口。 LCD液晶顯示單元電路圖本系統(tǒng)的液晶顯示單元采用的是長沙太陽人電子有限公司生產(chǎn)的1602字符型液晶顯示器，可顯示字符、漢字、圖形，顯示屏結(jié)構(gòu)為160*128點(diǎn)陣。主要功能： 驅(qū)動(dòng)；；:輸出,能產(chǎn)生202個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)波形；輸入,接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號(hào),偏壓(V1∽V6)； 。 LCD1602引腳功能編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地2VDD電源正極3VL液晶顯示偏壓4RS數(shù)據(jù)/命令選擇5R/W讀/寫選擇6E使能信號(hào)7D0數(shù)據(jù)8D1數(shù)據(jù)9D2數(shù)據(jù)10D3數(shù)據(jù)11D4數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)13D6數(shù)據(jù)14D7數(shù)據(jù)15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極 按鍵單元的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用6個(gè)獨(dú)立按鍵完成對(duì)溫、濕度上下限的設(shè)定。六個(gè)按鍵的功能分別是：①選擇溫度進(jìn)行設(shè)限；②選擇濕度進(jìn)行設(shè)限；③選擇溫度或濕度上限進(jìn)行改變；④選擇溫度或濕度下限進(jìn)行改變；⑤加1；⑥減1。 。 按鍵電路圖 報(bào)警單元的設(shè)計(jì)在監(jiān)測系統(tǒng)中，對(duì)于重要的參數(shù)一般都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾
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