【正文】 隔離分對模擬信號的隔離和對數(shù)字信號的隔離，對數(shù)字信號的隔離通常采用光電耦合器。因這種方法信號的傳遞是通過光信號實現(xiàn)的，沒有直接的電信號連接，因此隔離了干擾的傳遞途徑，但這種方法隔離不了輻射、感應干擾，且光電耦器件隔離傳導干擾的能力只有1kv左右。在具體電路設計時在A/D后和D/A前加光電耦合器，其電源與微機的電源必須獨立，地線必須分開，保證微機與現(xiàn)場僅有光的聯(lián)系，切斷干擾通路也避免形成環(huán)流，對于強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)動和阻抗匹配等問題。對于模擬信號的隔離，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現(xiàn)模擬信號隔離，即由電壓－頻率轉換器VFC把模擬信號轉換成數(shù)字信號再通過光電耦合器隔離，而光電耦合器的輸出信號再由頻率－電壓轉換器FVC轉換成模擬信號。在多點巡回檢測微機系統(tǒng)中若被測信號變化較慢，其多路模擬開關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來切斷被測信號與信號通道的連線，從而起到抗干擾作用。由于負脈沖傳輸抗干擾能力比正脈沖強，所以，一般在長線傳輸時，采用負脈沖傳輸。2）通道中器件選擇與抗干擾多路轉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。轉換器高頻采樣時產(chǎn)生的高頻噪聲，應在單片機與A/D之間采用光電耦合器隔離。在傳感器工作環(huán)境復雜和惡劣時，應選擇測量放大器，使其在微弱信號系統(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)轉換時，會竄入干擾，為了減少誤差，印刷電路布線時，使邏輯輸入端的走線與模擬輸入端盡可能遠些，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)動器可提高總線的負載能力，改善信號波形。當總線的負載接近負載總線的能力時，可能會影響總線信號的邏輯電平，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。在總線上適當安裝上拉電阻也可提高總線信號傳輸?shù)目煽啃浴?．布線抗干擾設計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，功率線、載流線和信號線分開，電位線和脈沖線分開。把空余的輸入端與使用端并聯(lián)?？沼嗟妮斎攵送ㄟ^一個電阻接高電平，這種方法適用于慢速、多干擾場合?？沼嗟氖褂枚藨铱眨靡环聪嗥鹘拥?，這種方法適用于要求嚴格的場合。在數(shù)字電路的每塊組件上，都要分別裝設高頻去耦電容，而且這些電容應充分靠近集成塊，不應集中在印刷板上某一端。每塊印刷板的電源引進端也應加去耦電容。直流配電線的引出端應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，所以這些電路均應按高頻電路處理，應將邏輯電路印刷板良好接地。存儲器的布線抗干擾設計，一般采取的措施有：數(shù)據(jù)線、地址線、控制線要盡量縮短，以減少對地電容由于開關噪聲嚴重，要在電源入口處以及每片存儲芯片的Vcc與GND之間接入去耦電容。由于負載電流大，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。三總線與其他擴展板相連接時，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：算術平均值、中值法、抑制脈沖算術平均法、一階慣性濾波法、程序判斷濾波法和遞推平均濾波法等。2． 軟件冗余對于條件控制系統(tǒng)，對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?？捎行У南詈细蓴_。3． 設置軟件陷阱當由于干擾使操作系統(tǒng)失控而進入非程序區(qū)時，用引導指令強行將捕獲到的亂飛程序引向復位入口地址，在此處將程序轉向?qū)ｉT對程序出錯進行處理的程序，使程序納入正軌。4． 重要指令冗余對程序流向起決定作用的指令（如RET、RETI、LCALL、JZ、JC、JNC等）和某些對系統(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PC受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序進入“死循環(huán)”。指令冗余技術、軟件陷阱技術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，又稱“看門狗”（Watchdog）技術，“看門狗”技術就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運行時間，若發(fā)現(xiàn)時間超過已知的循環(huán)設定時間，則認為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”，然后強迫程序回到0000H處安排一段出錯處理程序，使系統(tǒng)運行納入正軌。在設計看門狗時可設計兩個定時器，一個為短定時器，一個為長定時器，并各自獨立，短定時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，長定時器的定時大于CPU執(zhí)行一個主循環(huán)程序的時間，用來防止看門狗失效。數(shù)據(jù)的保護與恢復技術在編寫程序的過程中，對于由指令改變結果性質(zhì)的數(shù)據(jù)，可以考慮在每次改變后盡可能地保護起來，以便必要時恢復。有時計算機在強制復位后，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的設定值，這很有可能引起系統(tǒng)的運行混亂。因此單片機在重新啟動后，應當首先執(zhí)行數(shù)據(jù)恢復程序，把控制端口等重要寄存器被保護的內(nèi)容恢復還原。結論本文所研究的糧倉溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)由單片機、測溫傳感器、測濕度傳感器、液晶顯示模塊、鍵盤設置模塊和報警模塊組成。測溫應用測溫傳感器DS18B20，通過DS18B20把溫度值轉換成數(shù)字量，把數(shù)字量送給單片機，并在液晶顯示器上顯示出來。通過設置溫度報警上下限，可以對系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。通過多個DS18B20并聯(lián)在一起，可以解決糧倉內(nèi)多點溫度分布測量問題。測濕度應用濕度傳感器HS1100，把濕度轉換成電容，再通過555振蕩器將電容轉換成頻率，并送給單片機，且在液晶顯示器上顯示出來。通過設置上下限，可以對系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)控。該測溫系統(tǒng)應用智能溫度傳感器DS18B20，大大減弱了傳統(tǒng)模擬信號在傳輸過程中衰減、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計上面更加簡潔，不需要太多的外圍電路，也降低了電路設計的要求。濕度傳感器HS1100/1101采用具有專利權的固態(tài)聚合物結構，它具有全互換性，在標準環(huán)境下不需要校正，長時間飽和下快速脫濕，高可靠性等特點，可用于作業(yè)環(huán)境濕度自動化及工業(yè)控制系統(tǒng)，同時在需要濕度補償?shù)牡胤剿部梢缘玫胶艽蟮膽?。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，將來可以實現(xiàn)更多點的溫度測量。而且系統(tǒng)需要結合機械結構設計，方便多個DS18B20的安裝和更換。數(shù)字式傳感器使用中最大的缺點就是軟件復雜，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。參考資料[1] 胡漢才．單片機原理及接口技術[M]．北京:北京清華大學出版社，1996．[2] 李華．MCS51系列單片機實用接口技術[M]．北京:航空航天大學出版社，．[3] 于學飛，楊成胡等．數(shù)字溫度傳感器與單片機80C51的接口及編程[M]．微機與應用，．[4] 馬淑華，王鳳文等．單片機原理與接口技術[M] .北京：北京郵電大學出版社，2005．[5] 趙望達．DS18B20數(shù)字溫度傳感器在機械設備溫度監(jiān)控中的應用[M]．制造業(yè)自動化，2001．[6] 林志琦等．基于Proteus的單片機可視化軟硬件仿真[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2006．[7] 王為青等．51單片機應用開發(fā)方案例精選[M]．北京：人民郵電出版社，2007．[8] 樓然苗等．51系列單片機設計實例[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2003．[9] 夏路易．單片機技術基礎教程與實踐[M]．北京：子科技大學出版社，1997．[11] 唐竟新．模擬電子技術基礎解題指導[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008．[10] 黃賢武．傳感器實際應用電路設計[M]．成都：電清華大學出版社，1998．致謝值此論文完成之際，謹向所有曾給予我?guī)椭椭笇У睦蠋?、同學和朋友們致以衷心的感謝！本論文的構思、規(guī)劃設計、撰寫得到了王軍偉老師的悉心指導，在論文設計時給予熱心的指導與幫助，他廣博的學術知識、敏銳的學術洞察力、認真的工作態(tài)度和嚴謹?shù)闹螌W作風、平易近人的為人風格給予我深刻的印象，使我受益匪淺。感謝四年來所有人教過我的老師們，他們諄諄教導使我掌握了基本的專業(yè)知識，學會了基本的思考方式，為本文的撰寫打下了堅實的理論基礎，并為以后的繼續(xù)學習和工作做了良好的鋪墊。同時我要感謝我辛勤勞動的父母，他們嘔心瀝血撫養(yǎng)我長大，教我如何做人，我的所有一切都是父母的恩賜。感謝東北大學秦皇島分校給予我良好的環(huán)境學習生活，讓我不斷成長，收獲無窮，祝愿東北大學秦皇島分校不斷發(fā)展，更創(chuàng)輝煌。附錄附錄A仿真原理圖附錄B主程序includeincludeinclude/*如下液晶部分的函數(shù)*/typedef unsigned char zj。 //重定義數(shù)據(jù)類型zj為無符號字符型sbit L_RS=P1^5。 //定義液晶控制信號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數(shù)組zj nm,pp,kk=1。yjdelay(int ms) //液晶延時函數(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、關光標，不閃爍(0000,1,D=1，C=0，B=0) yjdelay(1)。 yj_wcmd(0x06)。 //增量方式移動光標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的信號端bit sflag。 //正負號標志void delay(unsigned int i) //延時函數(shù){ while(i)。}reset (void) //復位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讀取一個字節(jié)函數(shù){