【正文】 (4) RET 確認(rèn)鍵的功能確認(rèn)，即對(duì) +1 調(diào)整位進(jìn)行確認(rèn)，該鍵按下時(shí)，說(shuō)明被調(diào)整位的值已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)去調(diào)整下一位。 當(dāng) ALM 鍵被按下時(shí)，在單片機(jī)的 INT1 管腳產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)， CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求時(shí)，就轉(zhuǎn)移到 INT1 中斷服務(wù)程序的入口地址，執(zhí)行 INT1 的中斷服務(wù)程序。四個(gè)按鍵功能的設(shè)計(jì)思路如下： (1) SET 鍵功能設(shè)置當(dāng)前時(shí)間，即當(dāng)電子時(shí)鐘的時(shí)間有誤差時(shí)，需要隨時(shí)對(duì)它進(jìn)行調(diào)整，使用 SET鍵與 +1 鍵、 RET 鍵配合來(lái)完成這一個(gè)功能。鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)又可以分為獨(dú)立式鍵盤(pán)和行列式鍵盤(pán)（矩陣式）兩類(lèi)。在該電路連接中，放大器輸出端直接反饋到 Rfb，其產(chǎn)生的模擬輸出電壓是單極性的。 DAC0832工作于直通方式時(shí)一般將控制信號(hào) CS、 XFER、 WRWR2直接接地， ILE管腳接高電平，則兩個(gè)寄存器都處于常通狀態(tài)，寄存器中的數(shù)據(jù)跟隨輸入數(shù)據(jù)的變化而變化， D/AZ轉(zhuǎn)換器的輸入也同時(shí)跟隨變化。若上述條件有一個(gè)不滿(mǎn)足，則鎖存數(shù)據(jù)。 ILE : 允許數(shù)字輸入線，當(dāng) ILE為高電平時(shí)，允許數(shù)字量輸入 。 C)低功耗， 200mW。這一功能由一片 DAC0832來(lái)完成，由于 DAC0832是一種電流輸出型 D/A芯片，因此其后端接一片運(yùn)算放大器構(gòu)成反相輸出電路以實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)輸出，然后再接入 1片多路模擬開(kāi)關(guān) CD4051，將輸出擴(kuò)展為 8路。 27256 20 引腳 CE為片選信號(hào)輸入端，低電平有效。它們的存儲(chǔ)容量分別是 8K 8bit、 16K 8bit、32K 8bit、 64K 8bit。 程序存儲(chǔ)器的作用是存放單片機(jī)的執(zhí)行 程序，雖然現(xiàn)今的單片機(jī)具有片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器，但是，當(dāng)程序量超過(guò)單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器時(shí)，將采用片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，通常采用 EPROM、 E2PROM、 Flash 存儲(chǔ)器等芯片。由于大規(guī)模的集成電路的擴(kuò)展，單片存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量越來(lái)越大，因此，在程序存儲(chǔ)器芯片使用的數(shù)量上一般采用一片就夠了。 74LS373是帶三態(tài)緩沖輸出的八 D鎖存器，將它的鎖存控制端 G直接與 8031的鎖存控制信號(hào)端 ALE相連，在 ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連。 (3) 參考電壓的調(diào)節(jié) 在使用 A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿(mǎn)量程使用。 (2) 零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度調(diào)節(jié)。 DB0～ DB7： 8 位數(shù)字輸出。 /INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出，低電平動(dòng)作。 /RD 為 HI時(shí)， DB0DB7 處理高阻抗 ， /RD 為 HO時(shí)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)才會(huì)輸出。 圖 35 A/D轉(zhuǎn)換器硬件與單片機(jī)連接的方式 若 A/D轉(zhuǎn)換器中帶鎖存器，可與單片機(jī)直連；若 A/D片中不帶鎖存器，則在單片機(jī)與 A/D之間要家鎖存器，如 74LS373等。轉(zhuǎn)換方式可分為兩種： 基于單片機(jī)的溫濕檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 1 軟件轉(zhuǎn)換方式 —— 用 A/D器件加上軟件實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換。速度最快，但成本高。精度高，速度慢，能消除干擾和電源噪聲。這些芯片雖然具有精度好、分辨率高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格很高，增大了系統(tǒng)成本，為此可使用各種 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)構(gòu)成廉價(jià)的 A/D。 如圖 : 圖 34 采樣保持電路 ADC0804 所謂的 ADC0804 就是模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器，就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號(hào)，信號(hào)輸入端可以是傳感器或轉(zhuǎn)換器的輸出，而 ADC 的數(shù)字信號(hào)提供給微處理器，因而的到廣泛的應(yīng)用。能完成這種功能的器件叫采樣／保持器。 采樣保持電路 模擬信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，從啟動(dòng)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出數(shù)字量，需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。 如圖： 32 基于單片機(jī)的溫濕檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 圖 32 AD521 AD521 基本連接如圖 33 所示 圖 33 AD521基本連接 引腳 10， 13 用于外接電阻 RS，用于對(duì)放大倍數(shù)進(jìn)行微調(diào)。它的共模抑制比大，適用于在大的共模電壓背景下對(duì)微小差模信號(hào)的放大。 ℃。 （ 6） 5 V DC200uA 供電， ～ 輸出。 （ 2） 3 針 SIP 封裝。 （ 2）線性頻率輸出式基層溫度傳感器 典型產(chǎn)品為 HF3223 型。 時(shí)，狀態(tài)寄存器的第 6 位立即更新，使芯片不工作，從而起到了保護(hù)作用。上電時(shí)默認(rèn)為休眠模式（ Sleep Mode），電源電流僅為 （典型值） 。 基于單片機(jī)的溫濕檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 集成濕度傳感器 集成濕度傳感器的測(cè)量范圍一般可達(dá)到 0～ 100%。 集成溫 度傳感器是利用晶體管 PN 結(jié)的電流和電壓特性與溫度的關(guān)系，把敏感元件、放大電路和補(bǔ)償電路等部分集化，并把它們裝封在同一殼體里的一種一體化溫度檢測(cè)元件。 d、輸出電阻為 710M?。 b、 AD590 的測(cè)溫范圍為 55℃～ +150℃。電壓型集成溫度傳感器一般是三線制，其溫度系數(shù)約為 10mV/℃，電流 型集成溫度傳感器一般為兩線制，其溫度系數(shù)越為 mV/K，常用的有 LM134/23TMP1 AK590、 AD592 等，電流型傳感器信號(hào)適合于遠(yuǎn)距離傳輸而無(wú)衰變。基于單片機(jī)的溫濕檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 這樣才能送到微機(jī)進(jìn)行處理和運(yùn)算，然后顯示打印結(jié)果，或通過(guò)控制電路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。其中包含了時(shí)鐘顯示電路。 根據(jù)實(shí)際使用要求設(shè)計(jì)了相應(yīng)的單片機(jī)硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、溫濕度值的實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)等。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過(guò)程如圖所示 21 ： 圖 接受設(shè)計(jì)任務(wù) 明確任務(wù)、歸并要求 選 機(jī)，劃 分 軟 硬 件 硬件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 聯(lián) 機(jī) 仿 真 調(diào) 試 排 除 故 障，修 改 程 序 固 化 程 序 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 獨(dú) 立 運(yùn) 行 研 制 完 成 基于單片機(jī)的溫濕檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 第 2 章 基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 課題主要內(nèi)容 在掌握《傳感器與傳感器技術(shù)》和《單片機(jī)原理與應(yīng)用》等教材內(nèi)容和教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，分析國(guó)內(nèi)外濕溫度的發(fā)展情況，研究分析測(cè)溫測(cè)濕的一些基本方法，確定單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，制定檢測(cè)溫濕的基本檢測(cè)設(shè)計(jì)方案，確定硬件并寫(xiě)出 程序藍(lán)本。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。在回顧了單片機(jī)發(fā)展歷史，分析了其分類(lèi)和特點(diǎn)之后，重點(diǎn)介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為下一步課題設(shè)計(jì)做了充分的準(zhǔn)備。 軟件調(diào)試完成后再進(jìn)行軟、硬聯(lián)機(jī)調(diào)試直至最后生成可用的軟、硬件系統(tǒng)。軟件的主要任務(wù)是定義系統(tǒng)功能，軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫(huà)出程序結(jié)構(gòu)框圖及各功能的程序框圖，逐個(gè)編寫(xiě)程序。在系統(tǒng)的研制過(guò)程中，軟硬件的功能總是在不斷地調(diào)整，以便相互適應(yīng)，相互配合，以達(dá)到最佳性能價(jià)格比。 2） 應(yīng)用系統(tǒng)研制進(jìn)程 所謂應(yīng)用系統(tǒng)，就是利用單片機(jī)為某應(yīng)用目的而設(shè)計(jì)的單片機(jī)專(zhuān)用系統(tǒng)（在調(diào)試過(guò)程中通常稱(chēng)為目標(biāo)系統(tǒng)）。 ③ 提出各分課題的設(shè)計(jì)方案。無(wú)論是制作智能儀表還是研制工業(yè)控制系統(tǒng)都要對(duì)應(yīng)用對(duì)象的工作過(guò)程進(jìn)行深入調(diào)查和分析，了解課題的目的要求、信號(hào)的種類(lèi)和數(shù)量、應(yīng)用的環(huán)境等等，要把課題最終的指標(biāo) 明確下來(lái)。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [10] 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（開(kāi)發(fā)）的最終目的是能把它應(yīng)用到實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)以及儀器儀表、家用電器、汽車(chē)制造、醫(yī)療器械等各個(gè)領(lǐng)域。 綜合所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng) 用的一個(gè)重要方面。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。例如，在工業(yè)測(cè)控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。 (2) 單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 機(jī)電一體化是械工業(yè)發(fā)展的方向。 外部總線增加了 I C（ InterIntegrated Circuit）及 SPI（ Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。許多單片機(jī)已可在 V 的電壓下運(yùn)行，有的已能在 V 或 V 下工作；功耗降至為 μA 級(jí)，一粒紐扣電池就可以長(zhǎng)期使用。為了滿(mǎn)足工業(yè)控制要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。 （ 3） 控制功 能強(qiáng)。有的單片機(jī)為了提高速度和執(zhí)行效率，可是采用了 RISC 流水線和 DSP 的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能明顯優(yōu)于同類(lèi)型微處理器，有的單片機(jī)片內(nèi)的 ROM 可 達(dá) 64KB（式中的 ‘B’ 表示為字節(jié)），片內(nèi) RAM 可達(dá) 2KB，單片機(jī)的尋址已突破 64KB 的限制，八位和十六位單片機(jī)尋址可達(dá) 1MB和 16MB。例如， 80C51類(lèi)單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用?？偩€型單片機(jī)普遍設(shè)置有并行地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可通過(guò)串行口與單片機(jī)連接，另外，許多單片機(jī)已把所需要的外圍器件及外設(shè)接口集成一片內(nèi)，因此在許多情況下可以不要并行擴(kuò)展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類(lèi)單片機(jī)稱(chēng)為非總線型單片機(jī)。根據(jù)目前發(fā)展情況，從不同角度單片機(jī)大致可以分為通用型 /專(zhuān)用型、總線型 /非總線型及工控型 /基于單片機(jī)的溫濕檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 家電型。隨著 MCS – 51 系列的廣應(yīng)用，許多電氣廠商競(jìng)相使用 80C51 為內(nèi)核，將許多測(cè)控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道 A/D 轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路路功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。 ③ 體現(xiàn)工控特性的位地址空間及位操作方式。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。 MCS48 的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還有 Motorola 、 Zilog等，都取得了滿(mǎn)意的效果。具有廣闊的發(fā)展前景，其市場(chǎng)需求日益增加，具體在以下幾個(gè)方面： （ 1） 糧食儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)及蔬果、蛋肉存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的溫度、濕度控制 （ 2） 溫室種植、各種禽獸養(yǎng)殖場(chǎng)的溫度、濕度控制 （ 3） 廠房環(huán)境溫度、濕度的控制 （ 4） 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的溫度、濕度控制 （ 5） 電力系統(tǒng)的溫度、濕度控制 基于單片機(jī)的溫濕檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 單片機(jī) [1] 單片機(jī)是微機(jī)發(fā) 展的一個(gè)分支 ,是為了適應(yīng)控制系統(tǒng)微型化、集成化的需要而生產(chǎn)和發(fā)展起來(lái)的。 （ ＋ ）％ （ 2） 舉例說(shuō)明，假如實(shí)際溫度 T＝＋ 30℃ ，利用式（ 2）不難算出 RHT＝ ％＋ ％＝ ％，這就是對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)行溫度補(bǔ)償后的最終結(jié)果。新型智能溫濕度傳感器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償。 DS1624 還增加了存儲(chǔ)功能，利用芯片內(nèi)部 256 字節(jié)的 E2PROM 存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)用戶(hù)的短信息。利用降低分辨力的方法可以提高測(cè)量速率，減小芯片的功耗。測(cè)量溫度的范圍是－ 40℃ ～＋ ℃ ，分辨力為℃ ?！?（或 177。 （ 2 ） 提高測(cè)量精度和分辨力 目前，國(guó)外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是 9～ 12位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá) ～ ℃ 。技術(shù)使之兼有變送器的功能，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。（ CemoSens）專(zhuān)利技術(shù)為高精度溫濕度傳感器系統(tǒng)設(shè)置精度。出廠前，每只傳感器都在濕度室中做過(guò)精密校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)被編成相應(yīng)的程序存入校準(zhǔn)存儲(chǔ)器中，在測(cè)量過(guò)程中可對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，其電阻值也相應(yīng)改變并且從 NTC 端引出，配上二次儀表即可測(cè)量出溫度值。 ② 頻率輸出式集成濕度傳 感器 頻率輸出式集成濕度傳感器在 55％ RH 時(shí)的輸出頻率為 8750Hz（典型值），當(dāng)相對(duì)濕度從 10％變化到 95％時(shí)，輸出頻率就從 9560Hz 減小到 8030Hz。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（ MCU）；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ ATE）的結(jié)晶。模擬集成溫度傳感器的特點(diǎn)是功能單一（僅測(cè)量溫度）、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等優(yōu)點(diǎn)，適 合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。目前，溫濕度測(cè)量領(lǐng)域的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新產(chǎn)品也層出不窮。按照選題要求應(yīng)實(shí)現(xiàn) 溫濕度的 測(cè)量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字鐘和測(cè)量部分的通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行 控制 。沿著與適用微處理器不同的方向發(fā)展。微處理器的出現(xiàn)，推動(dòng)了微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，同時(shí)也引起了電子設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域的探到變革 — 電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人員，使之可以把微處理器部件像其他集成電路一樣嵌入到電子系統(tǒng)中，使電子系統(tǒng)具有可編程序的智能化特點(diǎn)，開(kāi)辟了計(jì)算機(jī)技術(shù)在 電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的廣闊大地。近年來(lái) ,利用智能化數(shù)字式 溫濕度 傳感器以實(shí)現(xiàn)溫度信息的在線檢測(cè)已成為 溫濕度 測(cè)技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞 ： 溫度測(cè)量 濕度測(cè)量 數(shù)據(jù)采集 單片機(jī) 基于單片機(jī)的溫濕檢