【正文】 隔離分對(duì)模擬信號(hào)的隔離和對(duì)數(shù)字信號(hào)的隔離，對(duì)數(shù)字信號(hào)的隔離通常采用光電耦合器。因這種方法信號(hào)的傳遞是通過光信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，沒有直接的電信號(hào)連接，因此隔離了干擾的傳遞途徑，但這種方法隔離不了輻射、感應(yīng)干擾，且光電耦器件隔離傳導(dǎo)干擾的能力只有1kv左右。在具體電路設(shè)計(jì)時(shí)在A/D后和D/A前加光電耦合器，其電源與微機(jī)的電源必須獨(dú)立，地線必須分開，保證微機(jī)與現(xiàn)場僅有光的聯(lián)系，切斷干擾通路也避免形成環(huán)流，對(duì)于強(qiáng)干擾或長線傳輸可采用兩次隔離，既可消除干擾，又能解決長線驅(qū)動(dòng)和阻抗匹配等問題。對(duì)于模擬信號(hào)的隔離，通常采用隔離放大器，利用隔離放大器內(nèi)的變壓器將信號(hào)耦合，隔斷通路的線路連接，從而切斷干擾源，也可采用光電耦合器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)隔離，即由電壓－頻率轉(zhuǎn)換器VFC把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再通過光電耦合器隔離，而光電耦合器的輸出信號(hào)再由頻率－電壓轉(zhuǎn)換器FVC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。在多點(diǎn)巡回檢測微機(jī)系統(tǒng)中若被測信號(hào)變化較慢，其多路模擬開關(guān)可選用由干簧繼電器或濕簧繼電器做成的電容飛渡式多路模擬開關(guān)來切斷被測信號(hào)與信號(hào)通道的連線，從而起到抗干擾作用。由于負(fù)脈沖傳輸抗干擾能力比正脈沖強(qiáng)，所以，一般在長線傳輸時(shí)，采用負(fù)脈沖傳輸。2）通道中器件選擇與抗干擾多路轉(zhuǎn)換器的輸入常常受到各種環(huán)境噪聲的污染，尤其易受到共模噪聲的干擾。在多路轉(zhuǎn)換器輸入端接入共模扼流圈，可抑制外部傳感器引入的高頻共模噪聲。轉(zhuǎn)換器高頻采樣時(shí)產(chǎn)生的高頻噪聲，應(yīng)在單片機(jī)與A/D之間采用光電耦合器隔離。在傳感器工作環(huán)境復(fù)雜和惡劣時(shí)，應(yīng)選擇測量放大器，使其在微弱信號(hào)系統(tǒng)中廣泛用作前置放大器。為了防止共模噪聲竄入系統(tǒng)，可以采用隔離放大器。采樣保持器電路（S/H）在采樣與保持兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)竄入干擾，為了減少誤差，印刷電路布線時(shí)，使邏輯輸入端的走線與模擬輸入端盡可能遠(yuǎn)些，或者將模擬輸入端用地線包圍起來，以降低線間寄生電容耦合和隔斷漏電通路。降低邏輯輸入信號(hào)的幅度也可以減少寄生耦合和漏電耦合干擾。配置總線驅(qū)動(dòng)器可提高總線的負(fù)載能力，改善信號(hào)波形。當(dāng)總線的負(fù)載接近負(fù)載總線的能力時(shí)，可能會(huì)影響總線信號(hào)的邏輯電平，可通過連接I/O線到數(shù)據(jù)線來改善總線的不平衡程度，提高系統(tǒng)的可靠性。在總線上適當(dāng)安裝上拉電阻也可提高總線信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?．布線抗干擾設(shè)計(jì)為防止長線傳輸中的竄擾，采用交叉走線是行之有效的辦法。長線傳送時(shí)，功率線、載流線和信號(hào)線分開，電位線和脈沖線分開。把空余的輸入端與使用端并聯(lián)。空余的輸入端通過一個(gè)電阻接高電平，這種方法適用于慢速、多干擾場合。空余的使用端懸空，用一反相器接地，這種方法適用于要求嚴(yán)格的場合。在數(shù)字電路的每塊組件上，都要分別裝設(shè)高頻去耦電容，而且這些電容應(yīng)充分靠近集成塊，不應(yīng)集中在印刷板上某一端。每塊印刷板的電源引進(jìn)端也應(yīng)加去耦電容。直流配電線的引出端應(yīng)盡量做成低阻抗傳輸線。由于快速邏輯電路產(chǎn)生高頻干擾，所以這些電路均應(yīng)按高頻電路處理，應(yīng)將邏輯電路印刷板良好接地。存儲(chǔ)器的布線抗干擾設(shè)計(jì)，一般采取的措施有：數(shù)據(jù)線、地址線、控制線要盡量縮短，以減少對(duì)地電容由于開關(guān)噪聲嚴(yán)重，要在電源入口處以及每片存儲(chǔ)芯片的Vcc與GND之間接入去耦電容。由于負(fù)載電流大，電源線和地線要加粗，走線盡量短。印刷板兩面的三總線互相垂直，以防止總線之間的電磁干擾?？偩€的始端和終端要配置合適的上拉電阻，以提高高電平噪聲容限，增加存儲(chǔ)器端口在高阻狀態(tài)下抗干擾能力和消弱反射波干擾。三總線與其他擴(kuò)展板相連接時(shí)，通過三態(tài)緩沖門后連接?？梢杂行Х乐雇饨珉姶鸥蓴_，改善波形和削弱反射干擾。 軟件抗干擾措施1． 數(shù)字濾波器通常使用的方法有：算術(shù)平均值、中值法、抑制脈沖算術(shù)平均法、一階慣性濾波法、程序判斷濾波法和遞推平均濾波法等。2． 軟件冗余對(duì)于條件控制系統(tǒng)，對(duì)控制條件的一次采樣、處理控制輸出改為多采樣、處理控制輸出。可有效的消除耦合干擾。3． 設(shè)置軟件陷阱當(dāng)由于干擾使操作系統(tǒng)失控而進(jìn)入非程序區(qū)時(shí)，用引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲到的亂飛程序引向復(fù)位入口地址，在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)ｉT對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序，使程序納入正軌。4． 重要指令冗余對(duì)程序流向起決定作用的指令（如RET、RETI、LCALL、JZ、JC、JNC等）和某些對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)起重要作用的指令（如SETB、EA等）的后面，可重復(fù)寫上這些指令，以確保這些指令的正確執(zhí)行。5．“看門狗”技術(shù)PC受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序進(jìn)入“死循環(huán)”。指令冗余技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境，通常采用程序監(jiān)視技術(shù)，又稱“看門狗”（Watchdog）技術(shù)，“看門狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過已知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”，然后強(qiáng)迫程序回到0000H處安排一段出錯(cuò)處理程序，使系統(tǒng)運(yùn)行納入正軌。在設(shè)計(jì)看門狗時(shí)可設(shè)計(jì)兩個(gè)定時(shí)器，一個(gè)為短定時(shí)器，一個(gè)為長定時(shí)器，并各自獨(dú)立，短定時(shí)器像典型看門狗一樣工作，它保證一般情況下看門狗有快的反映速度，長定時(shí)器的定時(shí)大于CPU執(zhí)行一個(gè)主循環(huán)程序的時(shí)間，用來防止看門狗失效。數(shù)據(jù)的保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)在編寫程序的過程中，對(duì)于由指令改變結(jié)果性質(zhì)的數(shù)據(jù)，可以考慮在每次改變后盡可能地保護(hù)起來，以便必要時(shí)恢復(fù)。有時(shí)計(jì)算機(jī)在強(qiáng)制復(fù)位后，I/O端口和特殊寄存器SFR中的內(nèi)容都將變成芯片出廠時(shí)的設(shè)定值，這很有可能引起系統(tǒng)的運(yùn)行混亂。因此單片機(jī)在重新啟動(dòng)后，應(yīng)當(dāng)首先執(zhí)行數(shù)據(jù)恢復(fù)程序，把控制端口等重要寄存器被保護(hù)的內(nèi)容恢復(fù)還原。結(jié)論本文所研究的糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)由單片機(jī)、測溫傳感器、測濕度傳感器、液晶顯示模塊、鍵盤設(shè)置模塊和報(bào)警模塊組成。測溫應(yīng)用測溫傳感器DS18B20，通過DS18B20把溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，把數(shù)字量送給單片機(jī)，并在液晶顯示器上顯示出來。通過設(shè)置溫度報(bào)警上下限，可以對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。通過多個(gè)DS18B20并聯(lián)在一起，可以解決糧倉內(nèi)多點(diǎn)溫度分布測量問題。測濕度應(yīng)用濕度傳感器HS1100，把濕度轉(zhuǎn)換成電容，再通過555振蕩器將電容轉(zhuǎn)換成頻率，并送給單片機(jī)，且在液晶顯示器上顯示出來。通過設(shè)置上下限，可以對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。該測溫系統(tǒng)應(yīng)用智能溫度傳感器DS18B20，大大減弱了傳統(tǒng)模擬信號(hào)在傳輸過程中衰減、干擾問題的影晌。使測試系統(tǒng)具有更好的可靠性和精度。實(shí)現(xiàn)了一 種在非極端條件下(50~125℃)的溫度測量方法。而且在硬件電路的設(shè)計(jì)上面更加簡潔，不需要太多的外圍電路，也降低了電路設(shè)計(jì)的要求。濕度傳感器HS1100/1101采用具有專利權(quán)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，它具有全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需要校正，長時(shí)間飽和下快速脫濕，高可靠性等特點(diǎn)，可用于作業(yè)環(huán)境濕度自動(dòng)化及工業(yè)控制系統(tǒng)，同時(shí)在需要濕度補(bǔ)償?shù)牡胤剿部梢缘玫胶艽蟮膽?yīng)用。該系統(tǒng)存在著一些不足：一般環(huán)境的測量儀器完全可以采用數(shù)字式的傳感器，DS18B20是一款非常優(yōu)秀的數(shù)字式溫度傳感器，在測量速度要求不高的情況下，將來可以實(shí)現(xiàn)更多點(diǎn)的溫度測量。而且系統(tǒng)需要結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便多個(gè)DS18B20的安裝和更換。數(shù)字式傳感器使用中最大的缺點(diǎn)就是軟件復(fù)雜，所以需要更加優(yōu)化通用軟件包的代碼，提高代碼效率和可移植性，這也是將來的工作重點(diǎn)。參考資料[1] 胡漢才．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京:北京清華大學(xué)出版社，1996．[2] 李華．MCS51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]．北京:航空航天大學(xué)出版社，．[3] 于學(xué)飛，楊成胡等．?dāng)?shù)字溫度傳感器與單片機(jī)80C51的接口及編程[M]．微機(jī)與應(yīng)用，．[4] 馬淑華，王鳳文等．單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M] .北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005．[5] 趙望達(dá)．DS18B20數(shù)字溫度傳感器在機(jī)械設(shè)備溫度監(jiān)控中的應(yīng)用[M]．制造業(yè)自動(dòng)化，2001．[6] 林志琦等．基于Proteus的單片機(jī)可視化軟硬件仿真[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006．[7] 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L_RS=P1^5。 //定義液晶控制信號(hào)sbit L_RW=P1^6。sbit L_EP=P1^7。sbit beep=P1^3。sbit led1=P1^4。zj code dis1[]={temperature:}。 //向液晶寫入的字符串?dāng)?shù)組zj nm,pp,kk=1。yjdelay(int ms) //液晶延時(shí)函數(shù){ int i。 while(ms) { for(i=0。ii++) { _nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 } }}bit yj_bz() //測試液晶忙狀態(tài)函數(shù)，返回位類型{ bit result。 L_RS=0。 L_RW=1。 L_EP=1。 _nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 result=(bit)(P0amp。0x80)。 L_EP=0。 return result。}yj_wcmd(zj cmd) //向LCD寫入指令函數(shù){ while(yj_bz())。 L_RS=0。 L_RW=0。 L_EP=0。 _nop_()。_nop_()。 P0=cmd。 _nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 L_EP=1。 _nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 L_EP=0。}yj_pos(zj pos) //設(shè)定字符顯示位置函數(shù){ yj_wcmd(pos|0x80)。}yj_wdat(zj dat) //向LCD寫入字符(一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù))函數(shù){ while(yj_bz())。 L_RS=1。 L_RW=0。 L_EP=0。 P0=dat。 _nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 L_EP=1。 _nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 L_EP=0。}yj_init() //LCD軟件初始化函數(shù){ yj_wcmd(0x38)。 //162顯示，57點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)(001，DL=1，N=0，F(xiàn)=0,00) yjdelay(1)。 yj_wcmd(0x0c)。 //顯示開、關(guān)光標(biāo)，不閃爍(0000,1,D=1，C=0，B=0) yjdelay(1)。 yj_wcmd(0x06)。 //增量方式移動(dòng)光標(biāo)0000,0,1,I/D=0,S=0) yjdelay(1)。 yj_wcmd(0x01)。 //清除液晶顯示內(nèi)容，AC與DDRAM初始化 yjdelay(1)。}/*以下是DS18B20程序部分*/unsigned char timecount。unsigned char readdata[2]。unsigned char test,test1,test0。sbit DQ=P3^7。 //DS18B20的信號(hào)端bit sflag。 //正負(fù)號(hào)標(biāo)志void delay(unsigned int i) //延時(shí)函數(shù){ while(i)。}reset (void) //復(fù)位DS18B20函數(shù){ unsigned char x=0。 DQ=1。 delay(8)。 DQ=0。 delay(80)。 DQ=1。 delay(14)。 x=DQ。 delay(20)。}void writemandtods18b20(unsigned char mand) //寫字節(jié)到DS18B20的函數(shù){ unsigned char i=0。 for(i=8。i0。i) { DQ=0。 DQ=mandamp。0x01。 delay(5)。 DQ=1。 mand=1。 }}unsigned char readdatafromds18b20(void) //從DS18B20讀取一個(gè)字節(jié)函數(shù){