【正文】 最后，向在百忙之中抽出寶貴時間的論文的審核 老師們 ，表示由衷的感謝。在我論文的完成過程中，無論是技術(shù)知識上所遇到的難題還是編寫格式上的錯誤，他們都給予了我熱情的幫助和支持。陳立文老師以他淵博的知識、豐富的經(jīng)驗、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度指導(dǎo)我順利完成論文，無論是資料的收集、題目的選定還是實驗的設(shè)計過程，陳立文老師都給予了我極大的幫助、支持和鼓勵。 HUMIREL， 2020 [6] 張萍、黃增雙， 基于 555 定時器的數(shù)字化測濕方法的研究 ，自動化技術(shù)與應(yīng)用， 26（ 09）： 106107， 2020 [7] 李林功、吳飛青、王兵、丁曉， 單片機(jī)原理與應(yīng)用 ，北京：機(jī)械 工業(yè)出版社， 2020 [8] Hnatek、 Eugene R.， A user’s handbook of D/A and D/A converters， New York：Wiley,1976 [9] 李光忠， 基于單片機(jī)的溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計 ， 中國學(xué)術(shù)期刊 (光盤版 )電子雜志社 ， 2020 [10] 南建輝、熊鳴、王軍茹， MCS51 單片機(jī)原理及應(yīng)用實例 ，北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [11] 劉文濤， Protel 2020 完全學(xué)習(xí)手冊 ， 北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [12] 冉彥中 ， 基于單片機(jī)的軍需倉庫溫濕度測控系統(tǒng)研究 ， 中國學(xué)術(shù)期刊 (光盤版 )電子雜志 社 ， 2020 [13] 于海生，微型計算機(jī)控制技術(shù)，北京：清華大學(xué)出版社， 1999 26 致謝 首先，在本課題的 最后 我想要衷心感謝我的導(dǎo)師陳立文老師。 本人對該系統(tǒng)的應(yīng)用前景十分看好，相信未來的對環(huán)境的測控中，濕度測控有一個更科學(xué)、更智能、更好性能的發(fā)展。本系統(tǒng)只考慮了濕度的測控，對其它環(huán)境的測控如果需要擴(kuò)展，本文并沒有給出作答。 本設(shè)計 由于時間倉促，準(zhǔn)備材料不足的情況下，所設(shè)計的系統(tǒng)有著不少不足之處。 從最開始的方案分析設(shè)計、到后來的系統(tǒng)分析選擇，再到最后系統(tǒng)的實現(xiàn)，本人從中學(xué)到了不少知識，也積累了很多系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗。 3. 成功地開發(fā)出一套結(jié)構(gòu)簡單、性能安全、流程清晰、運(yùn)用方便、操作簡單、效率很高的系統(tǒng)，充分實現(xiàn)了室內(nèi)濕度測控管理的科學(xué)化、系統(tǒng)化和自動化。 2. 能過計算機(jī)的實時監(jiān)測，能夠迅速對信息進(jìn)行采集、報警和處理。 1. 在本系統(tǒng)中，采用了模塊化、層次化設(shè)計。本文針對平常的實驗室的室內(nèi)濕度的測控作為出發(fā)點(diǎn)， 將多種信息處理技術(shù)和總線通信技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了一套實時的、全面的、可靠的室內(nèi)濕度測控系統(tǒng)。 圖 43：上位機(jī)流程圖 系統(tǒng)初始化 顯示模塊 數(shù)據(jù)收集處理模塊 命令輸入模塊 命令分析處理模塊 命令處理模塊 24 第五章 結(jié) 論 鑒于當(dāng)前的基于單片機(jī)的測控系統(tǒng)中，溫度測控有著廣泛的應(yīng)用來成熟的技術(shù)，本課題在提出時是基于另一個新穎的角度――濕度 測控。 主程序執(zhí)行全 系統(tǒng)的監(jiān)控和管理；數(shù)據(jù)收集處理模塊，從串行接收獲得下位機(jī)的狀態(tài)，整理后進(jìn)行保存和歸檔。其軟件設(shè)計流程圖如圖 42所示。 上位機(jī)上電復(fù)位后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并控制 LED。 本系統(tǒng)軟件采用匯編語言來實驗初始化、數(shù)據(jù)采集處理、濕度管理和對設(shè)備的處理。 TCP/IP 一般是支持的。等待串行口中斷 RET 簡單軟件設(shè)計 下位機(jī)軟件設(shè)計 下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的 計算機(jī)，一般是 PLC/單片機(jī)之類的。啟動 T1 工作 MOV IE,90H 。設(shè)定 T1 為方式 2 標(biāo)記寄存器 R2 初始化定時器 T1為方式 2 設(shè)定 T1初值 啟動 T1工作 串行口為方式 3 開中斷 等待串行口中斷 標(biāo)記寄存器 R2 初始化定時器 T1為方式 2 設(shè)定 T1初值 啟動 T1工作 串行口為方式 3，允許 接收并開中斷 等待串行口中斷 22 MOV TH1,0F3H 。數(shù)據(jù)塊始址送發(fā)送緩沖器 WAIT1: JB ES,WAIT1 。串行口方式 3,禁止接收 MOV IE,90H 。設(shè) 定 T1值 MOV TL1,0F3H SETB TR1 。設(shè)定 SMOD＝ 1 MOV TMOD,20H 。 21 （ a）發(fā)送子程序流程圖 （ b）接收子程序流程圖 圖 41： RS232發(fā)送與接收流程圖 本系統(tǒng)在 Keil uVision2 中使用匯編程序來對發(fā)送和接收子程序?qū)懗龊唵蔚某绦蚯鍐?。?shù)據(jù)長度高字節(jié)和低字節(jié)由主程序在發(fā)送前先調(diào)入 R2 和 R3中。 3. 發(fā)送或接收數(shù) 據(jù)塊起始地址存放單元為 41H 和 40H，其中 41H 為數(shù)據(jù)塊起始地址高字節(jié)存放單元， 40H 為數(shù)據(jù)塊起始地址低字節(jié)存放單元；數(shù)據(jù)塊長度存放單元為 32H 和 31H，其中 32H 為數(shù)據(jù)塊長度高字節(jié)存放單元， 31H為數(shù)據(jù)塊長度低字節(jié)存放單元。對于 AT89S51 的發(fā)送和接收，其間的通訊協(xié)議如下 [10]： 1. 通訊波特率為 4800b/s，晶振為 12MHz，其中 T1 為方式 2,可以計算得到 TH1 為 F3H 和 SMOD 為 1。 單片機(jī)和 PC 通信連接 PC 機(jī)作為上位機(jī)，它是對單片機(jī)進(jìn)行各種各樣的管理和控制的。其物理特性有：傳輸線采用屏蔽雙絞線，傳輸電纜的長度最大為 50 英尺。 RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)采用 25 個引腳的連接器 其電氣特性是：邏輯“ 1”， 5— 15V；邏輯“ 0”， +5— +15V。 RS2323C接口 是目前最為常用的一種串行通訊接口。用 Protel 軟件里面的 3D 效果圖工具可以得到下面的 310圖： 19 圖 310：系統(tǒng) 3D效果圖 本設(shè)計的電路中所用到的元件的實物照片如下 311 所示： 晶振 集成與非門 ADC0809 NE555 AT89S51 HS1101 圖 311：系統(tǒng)所用元件的實物圖 20 第四章 單片機(jī)與 PC 間的串行通訊 RS232C 接口 計算機(jī)與計算機(jī)之間或計算機(jī)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。 6. 信號遵循從左邊進(jìn)入、從右邊輸出，從上邊輸入、從下邊輸出。 18 4. 對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局要考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。 2. 重量太大的元件要有支架固定。本設(shè)計的 PCB版圖是直接從生成的網(wǎng)絡(luò)表直接載入的，載入元件封裝后，再進(jìn)行元件的布局。 開始 初始化 讀濕度 濕度轉(zhuǎn)換 濕度比較 17 圖 38：系統(tǒng)總原理圖 電路 PCB版圖設(shè)計 本設(shè)計所用到的電路圖，是在 Protel DXP 2020 軟件中進(jìn) 行畫圖的， Protel DXP 2020 是目前新一代完整的板級設(shè)計工具，它是 Altium 公司 2020 年的最新產(chǎn)品。R4 是用作 555 定時器內(nèi)部溫度補(bǔ)償?shù)?，其?yīng)該具有 1%的精度。 NE555 電路中的參數(shù)選擇為： R1＝ 1K、 R2＝ 499K、 R3＝ 576K、 R4＝ 909K。例如： 口通過 電阻用于 LED 的外接 ； 和 P0 所有接口接 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器等等。 AT89S51 具有 4個 I/O接口，它們分別是 P0口、 P1 口、 P2口和 P3 口。所以，在本系統(tǒng)設(shè)計中，考慮到目前只是計劃應(yīng)用于較小的機(jī)房中，監(jiān)測點(diǎn)不多，因此本文沒有對片內(nèi) RAM 進(jìn)行擴(kuò)展或是改換單片機(jī)的型號。 本系統(tǒng)的部原理圖如圖 48 所示 下面對本次設(shè)計的總電路進(jìn)行說明。其程序流程圖如圖 37所示。 15 其電路原理圖如圖 36 所示。 圖 35： AT89S51復(fù)位與晶振電路 總體電路系統(tǒng) LED 報警設(shè)計 本設(shè)計中，在 ST89S51 單片機(jī)的 口外接一 個 LED 二極管作為對濕度測控的報警輸出。這樣使用起來比較方便，就算是在程序“跑飛”時，也可以手動復(fù)位，不用再重起單片機(jī)電源。復(fù)位對單片機(jī)來說，是程序還沒開始執(zhí)行，是在做準(zhǔn)備工作。 圖 34： AT89S51的 PDIP封裝 其中，有主電源引腳 ccss VV和 ，外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2，控制引腳STPD RV / 、 ALE/ PROG 、 PSEN 、 DDVEA/ ，輸入輸出接口 P0～ P3。 HMOS制造工藝的 MCS51單片機(jī)都采用 40引腳的雙列直插（ DIP）方式， CHMOS制造工藝的 80C31/80C51 除采用 DIP封裝方式外，還采用 PLCC 方形的封裝方式。 開始 初始化 ADC0809（ 1） 發(fā)送 ADC0809（ 1）地址 啟動 ADC0809（ 1） 發(fā)送讀 A/D命令 讀 A/D 發(fā)送 ADC0809（ 2）地址 啟動 ADC0809（ 2） 發(fā)送讀 A/D命令 讀 A/D 13 AT89S51 單片機(jī) 本課題所設(shè)計的系統(tǒng)的核心采用的是 AT89S51 單片機(jī)，它是一個低功耗、高性能的 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含有 4kBytesISP 的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash只讀程序存儲器， 器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元。由于單片 機(jī)把各種功能部件集成在一塊芯片上，因此它的結(jié)構(gòu)緊湊、超小型化、可靠性高、價格低廉、易于開發(fā)應(yīng)用。 12 圖 33是對 ADC0809 的操作流程圖。實際的測量值 ix 一定會落在某個區(qū)間 ? ?1, ?kk xx 內(nèi)，即 kx ix 1?kx 。即當(dāng) ADC0809 的輸入與輸出特性為非線性時，可以用一個單調(diào)非線性函數(shù) ? ?xfu? 來表示。 圖 32：測濕電路與單