【正文】 2RH 響應(yīng)時間小于 5S 溫度系數(shù)為 004 pF℃可見精度是較高的 33 采集電路的設(shè)計 集電路 圖 35 溫度檢測電路 由于 DS18B20 只有一個串行通信接口與單片機的連接電路非常簡單只需和單片機的一個 IO 端口連接即可本系統(tǒng)選擇了端口其連接電路圖如圖 35 所示DS18B20 的 IO 口屬于漏極開路輸出外接上拉電阻后常態(tài)下呈高電平該 器件內(nèi)含寄生電源其供電方式可以選擇寄生電源方式也可以選用外部電源為方便起見采用外部電源供電 HS1101 電容傳感器在電路構(gòu)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易于接受的信號常有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 AD 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)為與之成反比的電壓頻率信號可直接被計算機所采集 本系統(tǒng)采用的是將 HS1101 接入 555 定時器組成的震蕩電路中 輸出一定頻率的方波信號這種方法結(jié)構(gòu)簡單使用方便因此被廣泛采用具體電路圖如 36 下 圖 36 HS1101 和 NE556 構(gòu)成的濕度采集電路 集成定時器 NE555 一方面可以形成單穩(wěn)態(tài)電路另一方面可以形成多諧振蕩電路本系統(tǒng)選用的是 NE556它內(nèi)部含有兩個 NE555定時器其中 R1R2C1C2和 NE556構(gòu)成多諧振蕩器外接電阻 R1R2 和濕敏電容 C1 構(gòu)成了對濕敏電容 C1 的充電回路7 端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路又構(gòu)成了對 C1 的放電回路并將 26 端相連引入到片內(nèi)比較器該振蕩電路的兩個暫穩(wěn)態(tài)過程交替如下首先是電源 Ucc 通過R1R2 向 C2 充電經(jīng) T1 充電時后 Uc2 充至內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平約 23Ucc 此時輸入引腳 3端由高電平突降為低電平然后通過 R2放電經(jīng) T2 放電時間后 Uc2下降到比較器的低觸發(fā)電平約 13Ucc此時輸入引腳 3端又由低電平躍升為高電平如此反復(fù)形成方波輸出其中充放電時間為 T1 C1 R1R2 ln2 T2 C1R2ln2 因而輸出的方波頻率為 f 1 t1t2 1C1 R12R2 ln2 50HZ 只要改變定時元件 R1和 R2就可以改變脈沖的頻率從多諧振蕩器出來的信號又接入到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器它有兩個觸發(fā)狀態(tài)一個穩(wěn)定狀 態(tài)一個暫穩(wěn)定狀態(tài)在外來觸發(fā)脈沖作用下能夠由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)定狀態(tài)而暫穩(wěn)定狀態(tài)維持一段時間后再自動的返回到穩(wěn)定狀態(tài)且暫穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)時間長短取決與電路本身參數(shù)圖中 R3C3 和傳感器 HS1101 是外接地定時元件觸發(fā)脈沖 Ui由 5 端輸出由 8端輸入下降沿有效從 9端輸出一個幅度寬度都一定的矩形波信號輸出的脈沖寬度 Tp 為 Tp R3 C2Cx ln3 34 AD 轉(zhuǎn)換 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC 簡稱 AD 是實現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)變的設(shè)備 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的確定 AD 轉(zhuǎn)換器位數(shù)的確定和系統(tǒng)所需測量控制的范圍精度有關(guān)其一實際選取的位數(shù) 與其它環(huán)節(jié)所能獲得的精度相適應(yīng)只要不低于它們就可以不必太高其二如果微處理機是 51單片機采用 8位以下的 AD轉(zhuǎn)換器時接口電路最簡單其三由于度變化相對于控制運行的速度來說是緩慢的因此在 AD 轉(zhuǎn)換的時候也不要求有很快的轉(zhuǎn)換速率 ADC0809是采樣分辨率為 8位的以逐次逼近原理進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的器件其內(nèi)部有一個 8通道多路開關(guān)它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號只選通 8路模擬輸入信號中的一個進行 AD 轉(zhuǎn)換 主要特性 18 路輸入通道 8 位 AD 轉(zhuǎn)換器即分辨率為 8 位 2 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫? 3 轉(zhuǎn)換時間為 100μ s 4 單個 ＋ 5V 電源供電 5 模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V 不需零點和滿刻度校準 6 工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度 7 低功耗約 15mW 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 AD 轉(zhuǎn)換器它由 8 路模擬開關(guān)地址鎖存與譯碼器比較器 8 位開關(guān)樹型 DA 轉(zhuǎn)換器逐次逼近 外部特性引腳功能 ADC0809 芯片有 28 條引腳采用雙列直插式封裝 IN0～ IN78 路模擬量輸入端 21～ 288 位數(shù)字量輸出端 ADDAADDBADDC3 位地址輸入線用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ALE 地址鎖存允 許信號輸入高電平有效 START AD 轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端輸入一個正脈沖至少 100ns 寬使其啟動脈沖上升沿使 0809 復(fù)位下降沿啟動 AD 轉(zhuǎn)換 EOC AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出當 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束時此端輸出一個高電平轉(zhuǎn)換期間一直為低電平 OE數(shù)據(jù)輸出允許信號輸入高電平有效當 AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時此端輸入一個高電平才能打開輸出三態(tài)門輸出數(shù)字量 CLK 時鐘脈沖輸入端要求時鐘頻率不高于 640KHZ REFREF基準電壓 Vcc 電源單一＋ 5V GND 地 首先輸入 3 位地址并使 ALE 1 將地址存入地址鎖存器中 此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器 START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位下降沿啟動 AD轉(zhuǎn)換之后 EOC 輸出信號變低指示轉(zhuǎn)換正在進行直到 AD 轉(zhuǎn)換完成 EOC 變?yōu)楦唠娖街甘?AD轉(zhuǎn)換結(jié)束結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器這個信號可用作中斷申請當 OE輸入高電平 時輸出三態(tài)門打開轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上 單片機控制 ADC 可采用查詢法和中斷控制法本系統(tǒng)采用中斷方式中斷控制是指啟動信號送到 ADC后單片機執(zhí)行別的程序當 ADC轉(zhuǎn)換完成時向單片機發(fā)出中斷請求信號單片機響應(yīng)中斷請求讀出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)然后返回源程序 ADC0809 與單片機的接 口如圖所示 將 AD0809作為一的外擴展的并行 IO口直接由的 P20和脈沖進行啟動模擬量輸入通道選擇端 ABC分與的 P00P01P02直接相連數(shù)據(jù)由 AD0809轉(zhuǎn)換器的 21 28輸出為了提高系統(tǒng)的效率 AD轉(zhuǎn)換器 D采用中斷的方法將 ADC0809的轉(zhuǎn)換信號 EOC經(jīng)反相器連接到單片機的 INT 當 AD轉(zhuǎn)換結(jié)束向單片機申請中斷單片機響應(yīng)后即可讀出 AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù) ADC0809的時鐘信號由單片機的 ALE提供為 1MHZ轉(zhuǎn)換器的啟動信號 START 和 8 位模擬量輸入地址鎖存允許信號 ALE 由單片機的 WR 和P20 口來控制轉(zhuǎn)換的輸出 允許信號 OE 由單片機的 RD 和 P20 口控制 分 根據(jù)該系統(tǒng)的實際情況我選用了獨立式鍵盤獨立式鍵盤是個按鍵相互獨立地連通一條輸入數(shù)據(jù)線如圖所示這種鍵盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是電路簡單缺點是當鍵的數(shù)量較多時占用的 IO 線的數(shù)量較多 圖 38 鍵盤連接 利用 P1 口實現(xiàn)當開關(guān)全部打開時均為高電平經(jīng)過與門仍為高電平因此不會產(chǎn)生中斷當其中一鍵被按下時端變?yōu)榈忘c平向 CPU申請中斷 CPU響應(yīng)后用查詢方法找到申請中斷的功能鍵并按程序設(shè)定執(zhí)行相應(yīng)的功能 本系統(tǒng)的顯示部分我選用了帶有高速串行接口的 8 位控制驅(qū)動器 7219 芯片本設(shè)計采用 1 片 7219 在每輪溫濕度檢測完成以后顯示新值 7219