【正文】 ，并已對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采樣并作了處理。它輸出的電壓信號(hào)與二氧化碳濃度值呈線性關(guān)系，輸出的電壓信號(hào)為0～，相當(dāng)于0～3000ppm的二氧化碳濃度。AM4模塊的輸出電壓為0～3V，需要經(jīng)過放大處理變?yōu)?～5V傳送給A/D轉(zhuǎn)化器，才能為單片機(jī)傳送更為準(zhǔn)確的數(shù)字信號(hào)。本設(shè)計(jì)對(duì)處理該信號(hào)方案如圖63所示。 報(bào)警模塊設(shè)計(jì)若溫室大棚二氧化碳濃度參數(shù)超標(biāo)時(shí)，則啟動(dòng)聲光報(bào)警電路，同時(shí)單片機(jī)通過控制固態(tài)繼電器來(lái)打開相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，工作人員也可以根據(jù)此情況來(lái)查看相應(yīng)的區(qū)域或者采取相應(yīng)的措施。 報(bào)警電路介紹 報(bào)警電路中光報(bào)警采用發(fā)光二極管，聲報(bào)警采用蜂鳴器來(lái)設(shè)計(jì)，采用兩個(gè)引腳控制。其中，蜂鳴器電路中，9013三極管起開關(guān)作用，輸出高電平時(shí)，管腳輸出電壓VOH==，輸出電流I=1mA，經(jīng)過2K限流電阻R分壓后，使得三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管導(dǎo)通，蜂鳴器上電而產(chǎn)生報(bào)警聲。對(duì)與發(fā)光二極管，必須采用限流電阻，否則會(huì)是二極管電流過大而燒壞。，即可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。其硬件電路如圖71所示。圖71 聲光報(bào)警電路 LED顯示模塊設(shè)計(jì)顯示模塊包括兩個(gè)部分：第一部分為由4個(gè)LED組成的數(shù)碼顯示電路，用于顯示測(cè)量的二氧化碳濃度。第二部分為由3個(gè)發(fā)光二極管組成的顯示電路，用于顯示光照條件的高低。 數(shù)碼管顯示原理本設(shè)計(jì)的顯示模塊采用了4片LED八段數(shù)碼管，關(guān)于八段數(shù)碼管的顯示方式主要有兩種，分別是靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。兩種顯示方式各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，由于本設(shè)計(jì)中軟件設(shè)計(jì)中語(yǔ)句較多，加置采用擴(kuò)展芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示電路，采用動(dòng)態(tài)顯示會(huì)由閃耀感，會(huì)造成顯示不正常，故采用靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。數(shù)碼顯示電路。本設(shè)計(jì)共用到4個(gè)八段數(shù)碼管，用于顯示4位當(dāng)前二氧化碳濃度值，并且可更具鍵盤輸入要求顯示前兩次的濃度值，采用靜態(tài)顯示方法設(shè)計(jì)電路。由于本設(shè)計(jì)元件較多，I/O比較緊張，所以采用鎖存器74LS373鎖存地址，以鎖存數(shù)碼管的段碼，這樣采用一個(gè)I/O口即可驅(qū)動(dòng)4位數(shù)碼管。經(jīng)過74LS373鎖存后的段碼信號(hào)，不足以點(diǎn)亮數(shù)碼管，所以必須采用驅(qū)動(dòng)器經(jīng)行驅(qū)動(dòng)。在本設(shè)計(jì)中采用8路反向驅(qū)動(dòng)器ULA2803來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。顯示電路如圖81所示。圖81 數(shù)碼顯示電路鎖存器74LS373的鎖存信號(hào)由單片機(jī)控制，、。單片機(jī)信號(hào)不足以使鎖存器鎖住信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理電路處理后，才可以正常鎖存。當(dāng)單片機(jī)送出低電平信號(hào)，經(jīng)過三極管與反相器，傳送入鎖存器，使鎖存器導(dǎo)通，經(jīng)行段碼的讀??；當(dāng)單片機(jī)送出高電平，經(jīng)過三極管放大，在經(jīng)過反相器，使鎖存器得到足夠低的鎖存信號(hào)，使之前所存取的段碼信號(hào)得以鎖存。鎖存器控制電路如圖82所示。圖82顯示電路鎖存器控制電路 發(fā)光二極管顯示電路發(fā)光二極管顯示電路，用于顯示光照條件的強(qiáng)弱。當(dāng)三個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)點(diǎn)亮，代表是晴天；當(dāng)有兩個(gè)點(diǎn)亮，代表是陰天；當(dāng)只有一個(gè)點(diǎn)亮，代表是黑天。電路如圖83所示。圖83發(fā)光二極管顯示電路 A/D轉(zhuǎn)換電路模塊設(shè)計(jì) AD7705 是十六位分辨率的A/D 轉(zhuǎn)換器，兩通道全差分模擬輸入，使用+5V 單電源,主要應(yīng)用于低頻測(cè)量。它利用了Σ△轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了16位無(wú)誤碼數(shù)據(jù)輸出,三線數(shù)字接口，可以通過串行輸入接口，由軟件配置芯片的增益值、輸入信號(hào)極性和數(shù)據(jù)更新速率，非常靈活方便。具有自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)功能，能夠消除器件本身和系統(tǒng)的增益以及偏移誤差。是用于開發(fā)智能系統(tǒng)、微控制器系統(tǒng)和基于DSP 系統(tǒng)的理想產(chǎn)品。 AD7705 簡(jiǎn)介 AD7705二全差分輸入通道的ADC ,十六位無(wú)丟失代碼， %非線性；可編程增益：1～128 ；三線串行接口；具有模擬輸入端緩沖器；工作電壓： ～～5. 25V；低功耗，3V 電壓時(shí), 最大功耗為1mW；等待電流的最大值為8μA； 16 腳DIP、SOIC和TSSOP 封裝。引腳功能如下： SCLK：串行時(shí)鐘輸入。將一個(gè)外部的串行時(shí)鐘加于這一輸入端口，以訪問 TM7705 的串V行數(shù)據(jù)。 2 、MCLK IN：為轉(zhuǎn)換器提供主時(shí)鐘信號(hào)。能以晶振或外部時(shí)鐘的形式提供。晶振可以接在MCLK IN 和MCLK OUT 二引腳之間。此外，MCLK IN 也可用CMOS 兼容的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，而MCLK OUT 不連接。時(shí)鐘頻率的范圍為500kHz～5MHz。 MCLK OUT：當(dāng)主時(shí)鐘為晶振時(shí)，晶振在MCLK IN 和MCLK OUT之間。如果在MCLK IN 引腳處接上一個(gè)外部時(shí)鐘，MCLK OUT 將提供一個(gè)反相時(shí)鐘信號(hào)。這個(gè)時(shí)鐘可以用來(lái)為外部電路提供時(shí)鐘源，且可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)CMOS負(fù)載。如果用戶不需要，MCLK OUT 可以通過時(shí)鐘寄存器中的CLK DIS 位關(guān)掉。這樣，器件不會(huì)在MCLK OUT 腳上驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載而消耗不必要的功率 CS：片選，低電平有效的邏輯輸入，選擇TM7705。將該引腳接為低電平，TM7705 能以三線接口模式運(yùn)行(以SCLK、DIN 和DOUT 與器件接口)。 5 RESET：復(fù)位輸入。低電平有效的輸入，將器件的控制邏輯、接口邏輯、校準(zhǔn)系數(shù)、數(shù)字濾波器和模擬調(diào)制器復(fù)位至上電狀態(tài)AIN2(+)：差分模擬輸入通道2 的正輸入端。AIN1(+)：差分模擬輸入通道1 的正輸入端。AIN1()：差分模擬輸入通道1 的負(fù)輸入端；REF IN(+)：差分基準(zhǔn)輸入的正輸入端?；鶞?zhǔn)輸入是差分的，并規(guī)定REF IN(+)必須大于REF IN()。REFIN(+)可以取VDD 和GND 之間的任何值。 REF IN()：差分基準(zhǔn)輸入的負(fù)輸入端。REF IN()可以取VDD 和GND 之間的任何值，且滿足REF IN(+)大于REF IN()。1AIN2()：差分模擬輸入通道2 的負(fù)輸入端。1DRDY：DRDY邏輯低電平表示可從TM7705 的數(shù)據(jù)寄存器獲取新的輸出字。完成對(duì)一個(gè)完全的輸出字的讀操作后，DRDY 引腳立即回到高電平。1DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端。從片內(nèi)的輸出移位寄存器讀出的串行數(shù)據(jù)由此端輸出。1DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端。向片內(nèi)的輸入移位寄存器寫入的串行數(shù)據(jù)由此輸入。 AD7705與單片機(jī)的接口電路1VDD：電源電壓，+～+1GND：內(nèi)部電路的地電位基準(zhǔn)點(diǎn) AD7705轉(zhuǎn)換電路 AD7705 的串行接口包括5 個(gè)信號(hào)：即CS 、SCLK、DIN 、DOUT 和DRDY 。DIN線用來(lái)向片內(nèi)寄存器傳輸數(shù)據(jù)，而DOUT 線用來(lái)訪問寄存器里的數(shù)據(jù)。SCLK 是串行時(shí)鐘輸入，所有的數(shù)據(jù)傳輸都和SCLK 信號(hào)有關(guān)。DRDY 線作為狀態(tài)信號(hào)，以提示數(shù)據(jù)什么時(shí)候已準(zhǔn)備好從寄存器讀數(shù)據(jù)。在一般的簡(jiǎn)單系統(tǒng)中,常常只有1 片AD7705 或其它共用口線的器件,故CS 通常接低電平,節(jié)省了單片機(jī)的輸出輸入控制線,這樣就可以配置成三線連接方式。三線連接方式下決定數(shù)據(jù)寄存器是否被更新也即是確定數(shù)據(jù)寄存器是否可以被讀,只有通過查詢通信寄存器DRDY 位來(lái)判斷,這種做法的代價(jià)是時(shí)間開銷較多,它并不適用于實(shí)時(shí)性要求比較強(qiáng)的系統(tǒng)。比較好的辦法是監(jiān)控硬件DRDY 引腳的狀態(tài),以決定數(shù)據(jù)寄存器是否被更新,硬件DRDY 引腳的輸出與通信寄存器DRDY 位同步,DRDY 引腳一旦變成低電平,表明數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)已經(jīng)更新,可以讀取。所以DRDY 輸出引腳接至CPU 的INT0 或INT1 就可以實(shí)現(xiàn)中斷或者查詢方式的監(jiān)控。但不管是查詢方式還是中斷方式,都需要增加一根數(shù)據(jù)線。 AD7705轉(zhuǎn)換電路 片內(nèi)寄存器AD7705 包含了8 個(gè)片內(nèi)寄存器,這些寄存器通過器件的串行口訪問,所有的操作都是通過對(duì)寄存器的操作。第一個(gè)是通信寄存器,器件復(fù)位后,通信寄存器處于等待狀態(tài),通過通信寄存器寫操作,決定下一次操作是寫還是讀,同時(shí)決定這一次讀操作或?qū)懖僮靼l(fā)生在那個(gè)寄存器上。也就是說(shuō)所有的寄存器(包括通信寄存器本身和輸出數(shù)據(jù)寄存器)進(jìn)行讀操作之前,必須首先寫通信寄存器,然后才能讀選定的寄存器。下面簡(jiǎn)單介紹寄存器的功能。通信寄存器 （RSRSRS0 = 0、0、0）設(shè)置寄存器（RSRSRS0 = 0、0、1）；上電/復(fù)位狀態(tài)：01Hex時(shí)鐘寄存器（RSRSRS0 = 0、0）；上電/復(fù)位狀態(tài)：05Hex數(shù)據(jù)寄存器 （RSRSRS0 = 0、1）