【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和濕敏電容 C1 構(gòu)成了對(duì)濕敏電容 C1 的充電回路， 7 端通過(guò)芯片內(nèi)部的晶體管對(duì)地短路又構(gòu)成了對(duì) C1 的放電回路，并將 2， 6 端相連引入到片內(nèi)比較器。該振蕩電路的兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)過(guò)程交替如下：首先是電源 Ucc 通過(guò) R1,R2 向 C2 充電，經(jīng) T1 充電時(shí)后， Uc2 充至內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，約 2/3Ucc， 此時(shí)輸入引腳 3端由高電平突降為低電平，然后通過(guò) R2放電，經(jīng) T2 放電時(shí)間后， Uc2 下降到比較器的低觸發(fā)電平，約 1/3Ucc，此時(shí)輸入引腳 3端又由低電平躍升為高電平，如此反復(fù)，形成方波輸出，其中充放電時(shí)間為： T1=C1(R1+R2)ln2 T2=C1R2ln2 因而輸出的方波頻率為： f=1/(t1+t2)=1/C1(R1+2R2)ln2=50HZ 只要改變定時(shí)元件 R1 和 R2 就可以改變脈沖的頻率，從多諧振蕩器出來(lái)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)觸發(fā)狀態(tài)，一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一個(gè)暫穩(wěn)定狀態(tài)，在外來(lái)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，再自動(dòng)的返回到穩(wěn)定狀態(tài)，且暫穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短取決與電路本身參數(shù)，圖中， R3,C3和傳感器 HS1101 是外接地定時(shí)元件，觸發(fā)脈沖 Ui 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)，輸出的脈沖寬度 Tp 為： Tp=R3(C2+Cx)ln3。 11 A/D 轉(zhuǎn)換 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，簡(jiǎn)稱(chēng) AD，是實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)變的設(shè)備。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的確定 A/D 轉(zhuǎn)換器位數(shù)的確定和系統(tǒng)所需測(cè)量控制的范圍、精度有關(guān)。其一：實(shí)際選取的位數(shù)與其它環(huán)節(jié)所能獲得的精度相適應(yīng)，只要不低于它們就可以，不必太高。其二：如果微處理機(jī)是 51 系列 單片機(jī)，采用 8 位以下的 A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí)，接口電路最簡(jiǎn)單。其三：由于溫室大棚濕 度變化相對(duì)于控制運(yùn)行的速度來(lái)說(shuō)是緩慢的，因此，在 A/D 轉(zhuǎn)換的時(shí)候，也不要求有很快的轉(zhuǎn)換速率。 ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模 —數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 主要特性 1） 8 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位 ； 2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端 ； 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs； 4）單個(gè)＋ 5V電源供電 ； 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度校準(zhǔn) ； 6）工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度 ； 7）低功耗，約 15mW。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 D/A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 。 外部特性（引腳功能） ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝 ： IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端 ； 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端 ； ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ； ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入高電平有效 ； START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動(dòng) 12 （脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換） ； EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平） ； OE：數(shù)據(jù)輸出允許信 號(hào)，輸入高電平有效。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量 ； CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ； REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓 ； Vcc：電源，單一＋ 5V； GND：地 。 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)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?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié) 束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng) OE 輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 ADC0809 與 8031 的連接 單片機(jī)控制 ADC 可采用查詢(xún)法和中斷控制法 。 本系統(tǒng)采用中斷方式， 中斷控制是指啟動(dòng)信號(hào)送到 ADC 后，單片機(jī)執(zhí)行別的程序。當(dāng) ADC 轉(zhuǎn)換完成時(shí)向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，讀出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后返回源程序。 ADC0809 與單片機(jī)的接口如圖 310 所示。 C L KCBAE O CO EA L ES T A R TI N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7DC KA L EI N T 1R DP 2 . 0W RP 0 . 7:P 0 . 0地址鎖存A 1A 0A 2A D C 0 8 0 9A T 8 9 C 5 1D 7:D 0++ 圖 37 ADC0809與單 片機(jī)的接口 13 將 A/D0809 作為一的外擴(kuò)展的并行 I/O口 ， 直接由 單片機(jī) 的 和 WR 脈沖進(jìn)行啟動(dòng)。模擬量輸入通道選擇端 A、 B、 C 分與 單片機(jī) 的 、 、 直接相連，數(shù)據(jù)由 A/D0809轉(zhuǎn)換器的 21 ~28 輸出。為了提高系統(tǒng)的效率 ,A/D 轉(zhuǎn)換器 D 采用中斷的方法 ,將 ADC0809的轉(zhuǎn)換信號(hào) EOC 經(jīng)反相器連接到單片機(jī)的 INT1。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 ,向單片機(jī)申請(qǐng)中斷 ， 單片機(jī)響應(yīng)后 ， 即可讀出 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)。 ADC0809 的時(shí)鐘信號(hào)由單片機(jī)的 ALE 提供（為 1MHZ） ,轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)信號(hào) START 和 8 位模擬量輸入地址鎖存允許信號(hào) ALE 由單片機(jī)的 WR 和 口來(lái)控制。轉(zhuǎn)換的輸出允許信號(hào) OE 由單片機(jī)的 RD 和 口控制。 鍵盤(pán)與顯示 鍵盤(pán)部分 根據(jù)該系統(tǒng)的實(shí)際情況，我選用了獨(dú)立式鍵盤(pán)。獨(dú)立式鍵盤(pán)是個(gè)按鍵相互獨(dú)立地連通一條輸入數(shù)據(jù)線如圖 38 所示。這種鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單 ， 缺點(diǎn)是當(dāng)鍵的數(shù)量較多時(shí)占用的 I/O 線的數(shù)量較多 。 ＆ v c cP 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2I N T OA T 8 9 C 5 1 圖 38 鍵盤(pán)連接 利用 P1 口實(shí)現(xiàn)，當(dāng)開(kāi)關(guān)全部打開(kāi)時(shí)，均為高電平， 經(jīng)過(guò)與門(mén)仍為高電平，因此不會(huì)產(chǎn)生中斷 。 當(dāng)其中一鍵被按下時(shí)， INTO 端變?yōu)榈忘c(diǎn)平，向 CPU申請(qǐng)中斷， CPU 響應(yīng)后，用查詢(xún)方法找到申請(qǐng)中斷的功能鍵，并按程序設(shè)定執(zhí)行相應(yīng)的功能。 顯示部分 本系統(tǒng)的顯示部分我選用了 帶有高速串行接口的 8 位 LED 控制驅(qū)動(dòng)器 MAX7219 芯片，本設(shè)計(jì)采用 1 片 MAX7219，在每輪溫濕度檢測(cè)完成以后，顯示新值。 MAX7219 是MAXIM 公司生產(chǎn)的一種串行接口方式 7 段共陰極 LED 顯示驅(qū)動(dòng)器，其片內(nèi)包含有一個(gè) 14 BCD 碼到 B 碼的譯碼器、多路 復(fù)用掃描電路、字段和字位驅(qū)動(dòng)器以及存儲(chǔ)每個(gè)數(shù)字的 88 RAM，每位數(shù)字都可以被尋址和更新，允許對(duì)每一位數(shù)字選擇 B 碼譯碼或不譯碼。采用三線串行方式與單片機(jī)接口，電路十分簡(jiǎn)單，只需要一個(gè) 10k 左右的外接電阻來(lái)設(shè)置所有LED 的段電流 MAX7219 為 24 引腳芯片，引腳排列如 38 圖所示，各引腳功能如下： DIN:串行數(shù)據(jù)輸入端； DIG0~DIG7： LED 位線； LOAD：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載信號(hào)輸入端； SEGA~SEGG， SEGDp：段碼輸出端； ISET：硬件亮度調(diào)節(jié)端； DOUT：串行數(shù) 據(jù)輸出端； CLK：移位脈沖輸入端； V+：正電源； GND：地。 DIG26DIG65GND4SEG E21SEG G17ISET18V+19SEG C20DIG43SEG D23DIN1DIG02SEG F15SEG B16SEG A14GND9DIG111DIG510CLK13SEG DP22DIG37DIG78DOUT24LOAD12U?MAX7219CNG 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 J un 2 0 1 0 S he e t o f F i l e : D : \ M y D oc u m e n t s \ l a n g. d dbD r a w n B y:D I G 0 ~ D I G 7 S E G A ~ G I S E T18D I N1L O A D12C L K13GND9S E G D p8 位 L E D 顯示器8 位8 段 1 0K P 1. 0P 1. 1P 1. 2A T 89 C 5 1 圖 39 MAX7219引腳圖 圖 310 顯示連接圖 MAX7219 采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，由 16 位數(shù)據(jù)包發(fā)送到 DIN 引腳的串行數(shù)據(jù)在每個(gè)CLK 的上升沿被移入到內(nèi)部 16 位移位寄存器中，然后在 LOAD 的上升沿將數(shù)據(jù)鎖存到數(shù)字或控制寄存器中。 LOAD 信號(hào)必須在第 16 個(gè)時(shí)鐘上升沿同時(shí)或之后，但在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿之前變高，否則將會(huì)丟失數(shù)據(jù)。 DIN 端的數(shù)據(jù)通過(guò)移位寄存器傳送，并在 個(gè)時(shí)鐘周期后出現(xiàn) 在 DOUT 端。 DOUT 端的數(shù)據(jù)在 CLK 的下降沿輸出。串行數(shù)據(jù)以 16 位為一 15 幀，其中 D15～ D12 可以任意， D11～ D8 為內(nèi)部寄存器地址， D7～ D0 為寄存器數(shù)據(jù)，工作時(shí)序如下： 圖 311工作時(shí)序圖 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，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(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采 樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。 本設(shè)計(jì)采用峰鳴音報(bào)警電路。峰鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需購(gòu)買(mǎi)市售的壓電式蜂鳴器，然后通過(guò) AT89C51 的 1 根口線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)