【正文】 在 這次設(shè)計(jì)中也得到了周?chē)瑢W(xué)的大力支持和熱心幫助，他 們對(duì)本檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)提出了許多有益的建議和意見(jiàn)，在此一并致謝。正是在韓剛 老師的耐心引導(dǎo)和幫助下，解 決了設(shè)計(jì)中的種種問(wèn)題，最終使畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿(mǎn)完成。有多年單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的韓剛老師 給我們進(jìn)行了深入而系統(tǒng)的指導(dǎo)。 2022 [13] 何立民 .單片機(jī)中級(jí)教程原理與應(yīng)用 .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,1990 [14] 沙占友 .單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) .北京：電子工業(yè)出版社， 2022 [15] 劉君華 .現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].西安：西安交通大學(xué)出版社， 2022 [16] 余永權(quán) 。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 參考文獻(xiàn) [1] 趙新民 .智能儀器原理及設(shè)計(jì) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,1989 [2] 戴義保 .高精密溫度測(cè)量的研究與實(shí)現(xiàn) [J] . 上海 : 自動(dòng)化儀表第 2022,24(3):2427 [3] 謝光忠、蔣亞?wèn)|等 . 溫濕度智能數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的研制 .傳感器技術(shù) 2022,19(4):2933 [4] 戴梅萼 ,史嘉 .微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 .北京 :清華大學(xué)出版社 ,1995 [5] 丁元杰 .單片微機(jī)原理及應(yīng)用 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1993 [6] 何立民 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置與接口技術(shù) . [7] 彭喜源 ,譚曉均 ,張毅剛 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) . 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LCD 顯示驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 所謂 LCD 驅(qū)動(dòng)，即是通過(guò)連續(xù)的寫(xiě)顯示數(shù)據(jù) (WRITE DISPLAY DATE)命令操作，將片外顯示數(shù)據(jù)處理緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，順序?qū)懭胂鄳?yīng)的 DDRAM 單元。轉(zhuǎn)換后的點(diǎn)陣信息格式如表 32所示。 由圖形顯示數(shù)據(jù)寄存器 DDRAM 地址和顯示位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系可知：直接將提取的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)送顯，漢字不能正確顯示。因?yàn)闇貪穸扔涗泝x中只用到了少量漢字，所以我們決定采用 ASCII 代碼中的 80H～ OFFH 特殊字符代碼區(qū)，用做生成點(diǎn)陣表的漢字編碼，共可表示 128 個(gè)漢字。通過(guò)漢字的內(nèi)碼我們可以計(jì)算出與其點(diǎn)陣信息在字庫(kù)中的偏移量。 GB2312 包括了漢字字符基本集，共收錄漢字、圖形符號(hào)等共 7445 個(gè)，依據(jù)其位置，分為 94 個(gè)區(qū)，每區(qū) 共 94 位。每個(gè)漢字的字模信息占 32 個(gè)字節(jié)。 LCD 在文本顯示狀態(tài)下，一屏最多顯示 4 行 8 個(gè)漢字。最后，在 LCD 底層程序完成的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)在菜單方式下進(jìn)行交互。根據(jù)具體要求編寫(xiě)相應(yīng)顯示數(shù)據(jù)河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 處理子程序。然后，編寫(xiě) LCD 顯示驅(qū)動(dòng)程序。因此我們?cè)谄鈹?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中開(kāi)辟一個(gè)或多個(gè)與 DDRAM 大小 一樣的緩沖區(qū)，用于存放正在處理的顯示數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)處理完后 ,再將數(shù)據(jù)傳送至 LCD 顯示數(shù)據(jù) RAM。通過(guò) LCD 模塊提供的顯示開(kāi)關(guān)指令DISPLAY ON/OFF 在數(shù)據(jù)處理之前關(guān)掉顯示 ,待數(shù)據(jù)處理完后開(kāi)顯示，可以使顯示屏閃爍得到一定控制。HS128641 型 LCD 顯示模塊只提供了一塊顯示數(shù)據(jù)寄存器 DDRAM，并且與顯示屏點(diǎn)陣是一一對(duì)應(yīng)的。 添加點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表之后，就可以開(kāi)始設(shè)計(jì) LCD 應(yīng)用程序。可通過(guò)已由的常用子程序來(lái)添加漢字、字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表，供 LCD 在中文界面下顯示漢字或字符。 LCD 顯示部分程序設(shè)計(jì) 1. LCD 顯示器應(yīng)用程序設(shè)計(jì)總體方案 (1).漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)提取 LCD 顯示器應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)中文顯示界面。用于控制鍵 MOV KeyValueBuf2, A 。與 XRL A, 00110000B 。與 XRL A, 00110000B 。 OutPortCol2 MOV LocalValue1, A MOV P0, A。 StartScanKey Get Key: MOV LocalValue2, 00H MOV A, 07FH GetKey1: SETB 。 DelayValue1=9, T (5ms) X10 CLR C SUBB A, FindKeyNum JNC ScanKeyEnd 。等于 0 沒(méi)有鍵按下 。與 XRL A, 00110000B 。 OutPortCol1 SETB 。 鍵盤(pán)掃描去抖動(dòng)的具體工作程序如下： Scan Key: 。 該子程序在時(shí)間中斷服程序中被調(diào)用，定時(shí)掃描鍵盤(pán)，該程序首先判斷有無(wú)鍵盤(pán)閉合，沒(méi)有鍵盤(pán)閉合時(shí)置延時(shí)定時(shí)器位初值然后返回，有鍵盤(pán)閉合時(shí)延時(shí)定時(shí)器時(shí)間減少 1，如果延時(shí)時(shí)間沒(méi)到時(shí)返回，如果到了就逐行 逐列的掃描鍵盤(pán)判斷閉合鍵的鍵號(hào)，然后保存并給出對(duì)應(yīng)鍵號(hào)的鍵值，之后置延時(shí)定時(shí)器位初值。 鍵盤(pán)掃描和 LCD 顯示模塊程序設(shè)計(jì) 167?？衫孟率接?jì)算出環(huán)境的相對(duì)濕度： RH=RHn1+ 11f fnfn fn????△ RH 然后把結(jié)果存到單片機(jī)的存儲(chǔ)單元中，以供數(shù)據(jù)顯示程序處理。當(dāng) f 落在 f1 之前時(shí)，檢測(cè)儀會(huì)由于沒(méi)有合適比較對(duì)象而出錯(cuò)。在設(shè)計(jì)之初，我們想跳 過(guò)與 f0 的比較，這樣程序也簡(jiǎn)單一點(diǎn)。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 讀取濕度的頻率 f對(duì)記數(shù)次數(shù) n 賦初值 0從數(shù)據(jù)表中 f 0從數(shù)據(jù)表中讀取 fnn + 1取 △ RH 存入變量中存取 RH 并送顯RH = R Hn 1 + ( f fn 1 )/( fn fn 1 ) △ RHf fo 0 ?f fn 0 ?開(kāi)始結(jié)束報(bào)告超出檢測(cè)下限YYNN 圖 36 線性化處理程序流程圖 這里需要說(shuō)明的是， f 與 f0 的比較是非常必要的。如果兩者差值小于 0，則將 n 值加 1，繼續(xù)拿 f 與 fn 作比較。 接下來(lái)就要對(duì)比較次數(shù) n 賦初值 (n=0),根據(jù)變量 n 去 ADuC812 的 ROM 中的頻率表中取出頻率值 f0，然后將溫度補(bǔ)償過(guò)振蕩頻率 f 與從表中取得的表頻率 f0 作減法運(yùn)算，并檢查相減結(jié)果是否大于 0。 程序首先從存儲(chǔ)器中讀取溫度補(bǔ)償過(guò)的頻率 f,把它賦給一個(gè)事先定義好的變量。 生成頻率表之后就可以進(jìn)行線性化處理了。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 開(kāi)始讀入振蕩頻率f測(cè)量環(huán)境溫度T頻率f溫度補(bǔ)償頻率f T的線性化處理,計(jì)算出相對(duì)濕度值結(jié)束 圖 35 濕度檢測(cè)模塊程序流程圖 在線性化處理之前，需要在單片機(jī)的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里存儲(chǔ)一個(gè)頻率表，即由 fn組成的數(shù)據(jù)表格。 (fRH/ f RH0) 線性化處理： 首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的相對(duì)濕度與振蕩頻率關(guān)系曲線，將測(cè)量范圍內(nèi)的濕度 RH 劃分為 N 等份，每份為△ RH，每個(gè)濕度分隔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率值設(shè)為 fn。 然后讀取溫濕度檢測(cè)儀測(cè)得的環(huán)境溫度值 T，根據(jù)溫度補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算出應(yīng)該補(bǔ)償?shù)念l率，補(bǔ)償后的頻率值為 f =fo+(25T)具體方案 如 圖 35。同時(shí)，相對(duì)濕度受環(huán)境溫度的影響比較大。 2. 程序設(shè)計(jì)方案 經(jīng)過(guò)以上分析可 知，濕度檢測(cè)模塊程序需要完成將來(lái)自傳感電路的濕度頻率 f 轉(zhuǎn)換為相對(duì)濕度的工作。如果我們將檢測(cè)到頻率直接送給顯示器顯示的話，得到的結(jié)果將與環(huán)境中的實(shí)際濕度值存在很大差別，無(wú)法達(dá)到性能指標(biāo)中所要求的測(cè)量精度和分辨力。 表 31 在 25℃環(huán)境溫度時(shí)相對(duì)濕度（ RH）與振蕩頻率（ f）的關(guān)系 相對(duì)濕度（R H ） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100輸出頻率（f ） 7473 7344 7219 7092 6967 6840 6710 6575 6435 6291 6133 顯然，振蕩頻率受環(huán)境濕度的影響比較大。 實(shí)驗(yàn)得出相對(duì)濕度（ RH）與濕度傳感電路輸出的振蕩頻率（ f）在環(huán)境溫度為 25℃時(shí)的關(guān)系曲線，如 圖 34 所示 ： 圖 34 在 25℃時(shí)相對(duì)濕度 RH與振蕩率 f的關(guān)系曲線 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 表 31 給出了該關(guān)系曲線上的 10 個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。研究表明，相對(duì)濕度為 X%RH 時(shí)振蕩頻率的溫度補(bǔ)償系數(shù)（Δ fRHX）與相對(duì)濕度為 0%RH 時(shí)振蕩頻率的溫度補(bǔ)償系數(shù)（Δ f RH0）具有如下關(guān)系： Δ fRHX=Δ f RH0 要準(zhǔn)確地測(cè)量濕度，必須對(duì)振蕩頻率作溫度補(bǔ)償。 實(shí)驗(yàn)得出振蕩電路的輸出頻率（ f）與環(huán)境溫度（ T）的關(guān)系曲線，如圖河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 33 所示： 圖 33 振蕩頻率 f 與溫度 T 的關(guān)系曲線 由上圖可知，在環(huán)境相對(duì)濕度不變的條件下，溫度和振蕩頻率呈近似的線性關(guān)系，所以忽略非線性誤差不影響測(cè)量的精度。 濕度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 1. 程序欲解決問(wèn)題分析 濕度測(cè)量電路是由濕度傳感器 THS11 和 NE555 構(gòu)成的振蕩電路組成。 開(kāi)始返回溫度傳感電路電壓讀取溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換初始化溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)溫度顯示測(cè)溫結(jié)束嗎？YESNO 圖 32 溫度檢測(cè)模塊程序流程圖 溫度 檢測(cè)模塊程序流程如圖 32， 該模塊程序最后將計(jì)算得到的溫度值送入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并調(diào)用 LCD 顯示程序?qū)h(huán)境溫度顯示出來(lái)，然后返回主程序繼續(xù)下面的操作。儀表的應(yīng)用軟件根據(jù) KT=（ T1T2） /（ V1V2）和 V0=VT1T1/KT計(jì)算出 KT和 V0 的值，并存儲(chǔ)在單片機(jī)河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 的 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，既完成該儀表的溫度測(cè)量精度的校正。當(dāng)環(huán)境溫度從 T1 變化到 T2 時(shí)，重復(fù)以上過(guò)程，單片機(jī)同時(shí)記錄下相應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 V2。它們均作為常量存儲(chǔ)在單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù) EEPROM 中。 溫度檢測(cè)模塊程序 如圖 32， 首先讀取測(cè)量電路的溫度電壓 VT，并將這一電壓信號(hào)作為溫度轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行電壓→溫度轉(zhuǎn)換， 具體轉(zhuǎn)換方法為：把經(jīng)過(guò) A/D 的所得的數(shù)字電壓值 VT作如下計(jì)算 T = KT（ VTV0） 式中 T 為需要測(cè)量的環(huán)境實(shí)際溫度值，參數(shù) V0為環(huán)境溫度為 0℃時(shí) A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量電壓值，參數(shù) KT為環(huán)境溫度與 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量電壓的轉(zhuǎn)換系數(shù)： KT = 1/( Kt R Kt為轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位為 1uA/K。 t 式中 I 為 AD590 輸出電流信號(hào)，單位為 1uA 電