【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 ℃ 。 6． 編程的分辨率為 9～ 12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、℃ 和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 。 7． 9 位分辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12位分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 。 8．測(cè) 量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 。 9． 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作 。 溫度測(cè)量電路 1. DS18B20 的外形及管腳 DS18B20 的外形及管腳排列 如 圖 32 DS18B20 引腳定義： 圖 32 DS18B20 的外形及管腳排列 (1)DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； (2)GND 為電源地； (3)VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接 地 ） 。 2. DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖 33。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的管腳排列如下 ：DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； GND 為電源地； VDD為外接供電電源輸入端（在寄 生電源接線方式時(shí)接地）。 DS18B20 依靠一個(gè)單線端口通訊。在單線端口條件下，必須先建立 ROM操作協(xié)議，才能進(jìn)行存儲(chǔ)器和控制操作。因此，控制操作必須首先提供下面 5 個(gè) ROM 操作指令之一： (1)讀 ROM； (2)匹配 ROM； (3)搜索 ROM； (4)跳過ROM； (5)報(bào)警搜索。 這些指令操作作用在沒有一個(gè)器件的 64 位光刻 ROM 序列號(hào)，可以在掛在一線上多個(gè)器件選定某一個(gè)器件，同時(shí)，總線也可以知道總線上掛有多少什么樣的設(shè)備。若指令成功地使 DS18B20完成溫度測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 DS18B20的存儲(chǔ)器。 3. DS18B20 的工作原理 DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 34 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器 1 和溫圖 33 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此 時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值。 圖 34 DS18B20 的測(cè)溫原理 圖 濕度傳感器 HS1101 簡(jiǎn)介 濕度傳感器 HS1101 如下圖所示 濕度傳感器 HS1101 HS1101 的主要特性 ： （ 1） 全互換性在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需要校正。 （ 2） 長(zhǎng)時(shí)間飽和下快速脫濕。 （ 3） 高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性。 （ 4） 專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)。 （ 5） 可用于線性電壓和頻率輸出。 （ 6） 快速反映時(shí)間。 濕度測(cè) 量電路 如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接受的信號(hào)，常用的有兩種處理方法：一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所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)化變?yōu)閿?shù)字信號(hào)；另一種是將濕敏電容置于 555 定時(shí)器或施密特觸發(fā)器組成的振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之成反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集。 本系統(tǒng)采用的是將 HS1101 接入 555 定時(shí)器組成的振蕩電路中，輸出一定頻率的方波信號(hào)。這種方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，因此被廣泛應(yīng)用，具體的測(cè)量電路如圖 36 所示。 集成定時(shí) 器 NE555 芯片一方面可以形成單穩(wěn)態(tài)電路，另一方面可以形成多諧振蕩電路。本文選用的是 NE556 芯片，它內(nèi)部含有兩個(gè) 555 定時(shí)器。其中 1R ，2R ， 1C , 2C 和 NE556 組成多諧振蕩器，外接電阻 1R ， 2R 與濕敏電容 1C 構(gòu)成 了對(duì)電容 1C 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) 1C 的放電回路，并將引腳 2,6 端引入到片內(nèi)比較器。該振蕩電路兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下：首先電源 CCU 通過 1R ， 2R 向 2C 充電，經(jīng) 1t 充電時(shí)間后， 2CU 充至芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，約 2/3 CCU ，此時(shí)輸出引腳 3 端由高電平突降為低電平，然后通過 2R 放電，經(jīng) 2t 放電時(shí)間后， 2CU 下降到比較器的低觸發(fā)電平，約 1/3 CCU ,此時(shí)輸出引腳 3 端又由低電平躍升為高電平。如此翻來覆去，形成方波輸出。只要改變定時(shí)元件 1R 或 2R 即可改變觸發(fā)脈沖的頻率從多諧振蕩器出來的信號(hào)又接入到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器它有兩個(gè)輸出狀態(tài)，一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，在外來觸發(fā)脈 沖作用下，能夠由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)定狀態(tài)，而暫穩(wěn)定狀態(tài)維持一段時(shí)間后，在自動(dòng)地返 回穩(wěn)定狀態(tài)，且暫穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短完全取決于電路本身的參數(shù)。圖中 3R ， 3C 和傳感器 HS1101 是外接地定時(shí)元件，觸發(fā)脈沖 iU 由 5端輸出，由 8 端輸入，下降沿有效，從 9 端輸出一個(gè)幅度、寬度都一定的矩形波信號(hào) ，雖然從 NE556 出來的信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)，為了減小外界對(duì)脈沖的干擾所以本設(shè)計(jì)采用低通濾波器，過濾掉高頻信號(hào)的干擾，然后直接用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器 0T 來測(cè)量 pt 的脈寬。通過脈寬值，我們可以得到相應(yīng)的傳感器的電容值。 A/D 轉(zhuǎn)化器及其接口電路 ADC0809 的主要性能 ◆ 逐次比較型 ◆ CMOS 工藝制造 ◆ 單電源供電 ◆ 無需零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整 ◆ 具有三態(tài)鎖存輸出緩沖器，輸出與 TTL 兼容 ◆ 易與各種微控制器接口 ◆ 具有鎖存控制的 8 路模擬開關(guān) ◆ 分辨率： 8 位 ◆ 功耗： 15mW ◆ 最大不可調(diào)誤差小于177。 1LSB ◆ 轉(zhuǎn)換時(shí)間 128us ◆ 轉(zhuǎn)換精度：177。 % ◆ ADC0809 沒有內(nèi)部時(shí)鐘，必須由外部提供，其范圍為 10~1280kHZ，典型的時(shí)鐘頻率為 640kHZ。 ADC0809 的管腳 ADC0809 八位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器是一種單片 CMOS 器件，包括 8 位模擬轉(zhuǎn)換器、 8 通道轉(zhuǎn)換開關(guān)和與微處理器 兼容的控制邏輯。 8 路轉(zhuǎn)換開關(guān)能直接聯(lián)通 8 個(gè)單端模擬信號(hào)中的任意一個(gè)。 ADC0809 的引腳圖： 圖 541ADC0809 管腳圖 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的引腳功能： IN0～ IN7:８路模擬量輸入。 A、 B、 C:３位地址輸入，２個(gè)地址輸入端的不同組合選擇八路模擬量輸入。 ALE:地址鎖存啟動(dòng)信號(hào)，在 ALE 的上升沿，將 A、 B、 C 上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。 D0～ D7:八位數(shù)據(jù)輸出線， A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果由這８根線傳送給單片機(jī)。 OE:允許輸出 信號(hào)。當(dāng) OE=1 時(shí)，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。 START:啟動(dòng)信號(hào)輸入端， START 為正脈沖，其上升沿清除 ADC0808 的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動(dòng) A/D 開始轉(zhuǎn)換。 EOC:轉(zhuǎn)換完成信號(hào)，當(dāng) EOC 上升為高電平時(shí)，表明內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換已完成。 CLK:時(shí)鐘輸入信號(hào)， 0809 的時(shí)鐘頻率范圍在 10～ 1200kHz，典型值為640kHz。 當(dāng) ALE 為高電平時(shí)，通道地址輸入到地址鎖存器中，下降沿將地址鎖存并譯碼，在START 上升沿時(shí)所有的內(nèi)部寄存器清零，在下降沿時(shí)，開始進(jìn)入 A/D 裝 換，此期間 START應(yīng)保持低電平。在 START 下降沿后 10us 左右，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑?EOC 為低電平時(shí)，表示正在轉(zhuǎn)換，在高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。 OE 為低電平時(shí)，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時(shí)，允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出 。 ADC0809 的 接線圖 如下 電路圖主要接線將八路輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，為數(shù)據(jù)處理及監(jiān)控模塊提供輸入信號(hào)。 ADC0809 與單片機(jī)的連接 ADC0809 與單片機(jī)的連接如圖 312 所示 ： 11223344D DC CB BA AT i t l eN u m b er R ev i s i o nS i z eA4D at e : 2 01 1 12 2 5 S he e t o fF i l e : S he e t 1. Sc h D oc D r a w n B y :A D C0 80 9VR E F ( + )V RE F ( )I N 7I N 6I N 5I N 4I N 3I N 2I N 1I N 0EO COEA LES TA RTD 7D 0A D DAA D DBCL KA D DC+ 5 V八路模擬量輸入A T89 S 52 74L S 373DCK QG++A LEP 0 P 7P 2 . 7WRI N T1RDQA2A1A07 4 L S 0 274L S 74圖 312 ADC0809與單片機(jī)的連接 8155 簡(jiǎn)介 8155 產(chǎn) 品介紹 ? 可對(duì) 155MHz 帶寬以內(nèi)的任何線纜標(biāo)準(zhǔn)（ 5e、 6）進(jìn)行認(rèn)證； ? 可存儲(chǔ) 1500 條自動(dòng)測(cè)試記錄； ? 配便攜軟工具包 。 Inter 8155 是常用的擴(kuò)展單片機(jī)資源的芯片， 8155 原理是只利用單片機(jī)的一個(gè)并行口來擴(kuò)展出幾個(gè)并口，使得單片機(jī)可以接入更多的設(shè)備，如打印機(jī)等。 8155 的結(jié)構(gòu)和引腳 ： 8155 有 40 個(gè)引腳，采用雙列直插封裝，其引腳如圖 313所示 , 引腳 功能 如表 33 所示。 引腳 功能 RST： 復(fù)位信號(hào)輸入端 AD0～ AD7： 三態(tài)的地址 /數(shù)據(jù)總線 __RD ： 讀選通信號(hào) 圖 33 8155 引腳圖 __WR: 寫選通信號(hào) __CE : 片選信號(hào)線 __MIO : 8155 的 RAM 存儲(chǔ)器或 I/O 選擇線 ALE: 地址鎖存信號(hào) PA0～ PA7: 8 位通用 I/O 口 PB0～ PB7: 8 位通用 I/O 口 PC0～ PC5: 既可作為通用的 I/O 口，也可作為 PA 口和 PB 口的控制信號(hào)線 TIMER IN: 定時(shí) /計(jì)數(shù)器脈沖輸入端 TIMEROUT: 定時(shí) /計(jì)數(shù)器輸出端 Vcc: ＋ 5V 電源 8155 的地址編碼和工作方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， 8155 是按外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的，為 16位地址，其高 8 位由片選線 提供 ， CE＝ 0，選中該片。當(dāng) CE＝ 0， __MIO ＝ 0時(shí)，選中 8155 片內(nèi) RAM，這時(shí) 8155只能作片外 RAM使用，其 RAM的低 8 位編址為 00H～ FFH；當(dāng) CE＝ 0， IO/M ＝ 1 時(shí)，選中 8155 的 I/O 口，其端口地址的低 8 位由 AD7～ AD0 確定，如表 4 所示。這時(shí)， A、 B、 C 口的口地址低 8 位分別為 01H、 02H、 03H（設(shè)地址無關(guān)位為 0）。 8155 的 A 口、 B 口可工作于基本 I/O方式或選通 I/O 方式。 C 口可工作于基本 I/O方式，也可作為 A 口、 B 口在選通工作方式時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)線。當(dāng) C 口作為狀態(tài)控制信號(hào)時(shí)，其每位線的作用如下： PC0： AINTR（ A 口中斷請(qǐng)求線） PC1： ABF（ A 口緩沖器滿信號(hào)） PC2：（ A 口選通 PC3：信號(hào)） PC3： BINTR（ B 口中斷請(qǐng)求線） PC4： BBF（ B 口緩沖器滿信號(hào)） PC5：（ B 口選通信號(hào)） 8155 的 I/O 工作方式選擇是通過對(duì) 8155 內(nèi)部 命令寄存器設(shè)定控制字實(shí)現(xiàn)的。命令寄存器只能寫入，不能讀出。 AT89S52 的擴(kuò)展及與 8155 的接口電路 AT89S52 與 8155 的接口電路如圖 314 所示。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路 固態(tài)繼電器簡(jiǎn)介 : 固體繼電器是一種無觸點(diǎn)通斷電子開關(guān)，它利用電子元件如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性，可達(dá)到無觸點(diǎn)無火花地接通和斷開電路的目的。單相 SSR 為四端有源器件，其中兩個(gè)端子為輸入控制端，另外兩端為輸出受控端。為實(shí)現(xiàn)輸入與輸 出之間的電氣隔離，器件中采用了高耐壓的專業(yè)光電耦合器，它使控制