【導讀】確就會發(fā)生許多的生產(chǎn)事故。如化工生產(chǎn)中對溫度的檢測不當就會導致生產(chǎn)效率的降低。和產(chǎn)品質(zhì)量的下降。而現(xiàn)在所使用的溫濕度檢測系統(tǒng)通常都是精度為1℃或℃的水。銀、煤油或酒精溫度計進行的溫度檢測和用傳統(tǒng)的物理模擬量的方法進行的濕度檢測。容量還比較大，達到熱平衡所需的時間較長，因此很難讀準，并且使用非常不方便。要為現(xiàn)代人工作、科研、生活提供更好的更方便的設施就需要從單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設計是以單片機為核心，測系統(tǒng)，可以接收所測環(huán)境的溫度和濕度信號，檢測人員可以通過數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)，所有的測量操作都可以通過主機控制軟件來實現(xiàn)，溫。片機進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)軟件分析處理后送顯示裝置。本系統(tǒng)是硬件設計,可靠性高，結構簡單，實現(xiàn)了對溫濕度的自動調(diào)節(jié)。一定的時間自動記錄，可用在氣象的觀察方面。

　　

【正文】 輸出電流 （ In） 。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如表 34 所示。 表 34 P3 口引腳的第二功能 引 腳號 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） 0INT （外部中斷 0） 1INT （外部中斷 1） T0（定時器 0 外部輸入） T1（定時器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） RST：復位輸入。晶振工作時， RST 腳持續(xù) 2 個 機器周期高電平將使單片機復位。DISRTO 默認狀態(tài)下，復位高電平有效。 ALE/ PROG ：控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 Flash 編程時，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。如果需要，通 過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1” ， ALE 操作將無效。這一位置 “ 1” ，引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)硬件設計 19 ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個 ALE 使能標志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 PSEN ：外部程序存儲器選通信號（ PSEN ）是外部程序存儲器選通信號。當 AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不被激活。 EA /VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接地。 為執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應該接 VCC。 在 Flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 時鐘電路用于產(chǎn)生時鐘信號，時鐘信號是單片機內(nèi)部各種微操作的時間基準，在此基礎上，控制器按照指令的功能產(chǎn)生一系列在時間上有一定次序的信號，控制相關的邏輯電路工作，實現(xiàn)指令的功能。復位對單片機來說，是程序還沒有開始執(zhí)行，是在做準備工作。 RS232C 接口 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。串行通信本身又分為異步通信與同步通信兩種。RS232C 接口 (又稱 EIARS232C)是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在 1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會 (EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。 RS232C 接口標準采用 25 個引腳的連接器 (D 型插座 )。RS232C 規(guī)定有 25 根連線。 RS232C 接口的特點 ： （ 1） 接口的信號內(nèi)容 實際上 RS232C 的 25 條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用 39 條引線。 （ 2） 接口的電氣特性 在 RS232C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即 邏輯 “ l” ， 5~15V； 邏輯 “ 0” ， +5~+15V。 噪聲容限為 2V。即要求接收器能識別低至 +3V 的信號作為邏輯 “ 0” ，高到 3V 的信號作為邏輯 “ 1” 。 （ 3） 接口的物理結構 陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書 ） 20 RS232C 接口連接器一般使用型號為 DB25 的 25 芯插頭座，通常 插頭在 DCE 端，插座在 DTE 端 .一些設備與 PC機連接的 RS232C 接口，因為不使用對方的傳送控制信號，只需三條接口線，即 “ 發(fā)送數(shù)據(jù) ” 、 “ 接收數(shù)據(jù) 和“ 信號地 ” 。所以采用 DB9 的 9 芯插頭座。 （ 4） 傳輸電纜長度由 RS232C 標準規(guī)定在碼元畸變小于 4%的情況下，傳輸電纜長度應為 50 英尺 。 由于 RS232C 接口標準出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點 : （ 1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與 TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 TTL 電路連接。 （ 2） 傳輸速率較低，在異步傳 輸時，波特率為 20KbPs。 （ 3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 （ 4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為 50 英尺，實際上也只能用在 50 米左右。 在檢測系統(tǒng) 中，下位機處理過的數(shù)據(jù)通常都需要不斷地傳給上位機，而上位機也要不斷往下位機發(fā)送命令，控制下位機的工作進程。單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和計算機之間可以方便地進行串口通訊。進行串行通訊時要滿足一定的條件，電腦的串口是 RS232 電平的，而單片機的串口是 TTL 電平的，兩 者之間必須有一個電平轉(zhuǎn)換電路，可以采用專用芯片 MAX232 進行轉(zhuǎn)換。 數(shù)碼管的顯示 數(shù)碼管在儀器儀表中主要是顯示單片機的輸出數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，因而，作為外圍典型器件，數(shù)碼管顯示是反映系統(tǒng)輸出和操縱輸入的有效器件。數(shù)碼管具備數(shù)字接口，可以很方便的和單片機系統(tǒng)連接 。數(shù)碼管的體積小、輸出內(nèi)容的器件重量輕，并且功耗低，是一種理想的顯示單片機數(shù)據(jù)在單片機系統(tǒng)中有著重要的作用。 8 段數(shù)碼管屬于 LED 發(fā)光器件的一種。 LED 發(fā)光器件一般常用的有兩類 :數(shù)碼管和點陣。 8 段數(shù)碼管又稱為 8 字型數(shù)碼管，分為 8 段 ： A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 P10 根管腳，每一段有一根管腳。其中 P 為小數(shù)點。數(shù)碼管常用的有另外兩根管腳為一個數(shù)碼管的公共端，兩根之間相互連通。 基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)硬件設計 21 4 系統(tǒng)的硬件設計和連接 主控模塊 采用 AT89S52 單片機作為系統(tǒng)的控制器。 P0 口控制數(shù)碼管顯示溫度和濕度值。實現(xiàn)濕度模擬電壓量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量便于單片機處理。鍵盤控制采用 ~ 口 ，溫度采集采用的是 ， 濕度 采集采用 的 是 ，原理如下圖 41 所示 : X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 2C13 0 p FC33 0 p FD11 N40 0 1C44 .7 u FR11 0 kX1CR Y S T A L 圖 41 AT89S52 單片機各引腳功能 顯示模塊 系統(tǒng)采用動態(tài)顯示方式驅(qū)動 6 個數(shù)碼管工作，其 中 4 個數(shù)碼管用來顯示溫度值， 2個用來顯示檢測到的濕度值。用 P2 的輸入端來選擇位碼．單片機的 P0 口控制數(shù)碼管的斷碼。如檢測到的溫度與濕度發(fā)生變化時，數(shù)碼管即會發(fā)生相應的變化，起到實時顯示功能，電路如圖 42。 Q2P N51 3 8Q3P N51 3 8Q4P N51 3 8Q5P N51 3 8Q6P N51 3 8Q7P N51 3 8R 2 01 0 kR 2 11 0 kR 2 21 0 kR 2 31 0 kR 2 41 0 kR 2 51 0 k 圖 42 現(xiàn)實模塊連接電路 光電耦合 陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書 ） 22 光電偶合器件（簡稱光耦）是把發(fā)光器件（如發(fā)光二極體）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實現(xiàn)耦合構成電 —光和光 —電的轉(zhuǎn)換器件 。 溫度和濕度采集模塊 DS18B20 溫度傳感器與單片機的連接 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，可以直 接將被測溫度轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號供微機處理，通過簡單的編程實現(xiàn) 9 位的溫度讀數(shù)。并且多個 DS18B20 可以并接到多個地址線上與單片機實現(xiàn)通信。由于每一個 DS18B20 出廠時都刻有唯一的一個序列號并存入其 ROM中，因此 CPU 可用簡單的通信協(xié)議就可以識別，從而節(jié)省大量的引線和邏輯電路。下圖為與單片機的連接。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 2 DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0R54 .7 kC33 0 p FD11 N40 0 1C44 .7 u FR11 0 kX1CR Y S T A LR 1 01 0 0 kB U Z 1B UZ Z E R 圖 44 DS1820 溫度傳感器與單片機的連接 濕度信號采集的設計 濕度的檢測方法，一般采用濕敏元件檢測，分為濕敏電阻和濕敏電容兩種情況?；诒敬卧O計，采用了 HIH3610相對濕度傳感 器它是一 種熱固聚脂電容式傳感器。在電路構成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。如何將電容的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常用兩種方法 ： 一是將該濕敏電容置于運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經(jīng)整流、直流放大、再 A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 ； 另一種是將該濕敏電容置于 555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集。電路連接圖如圖 44所示。 基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)硬件設計 23 R41 0 kV C 1HI H36 1 0R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U55 5 5R25 7 6 kR64 9 .9 kR79 0 9 kR81k65412U3O P T O CO UP L E R NP NR91k 圖 44 濕度傳感器與單片機的連接 輸出驅(qū)動的設計 將繼電器接到單片機 AT89S52 的 、 口，開關輸出控制加濕或者除濕裝置電路，單片機將采集到的溫濕度數(shù)字量與預設的基準上下限進行運算比較處理后，從、 口輸出驅(qū)動電磁繼電器，對溫濕度裝置進行調(diào)節(jié)，以及電源通斷等控制。驅(qū)動電路與單片機的連接電路如圖 45 所示。當檢測的濕度值高于設定的濕度值范圍時 ，單片機