【正文】 [11]沙占友 .集成傳感器應(yīng)用 .北京：中國(guó)電力出版社， 2021 [12]沙占友 .集成化智能傳感器原理與應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [13]董傳岱， 于云華 . 數(shù)字電子技術(shù) . 東營(yíng)：石油大學(xué)出版社， 2021 [14]劉暢生 .傳感器簡(jiǎn)明手冊(cè)及應(yīng)用電路 .西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 [15]李道華 .傳感器電路分析與設(shè)計(jì) .武漢：武漢大學(xué)出版社， 2021 29 附錄 AT89C51 單片機(jī)在程序運(yùn)行時(shí)的主要程序語言 : 初始化程序清單： ORG 0000H AJMP START ORG 0003H AJMP SAMPLE ；轉(zhuǎn)采樣中斷程序 ORG 000BH AJMP ORG 0013H AJMP START: MOV TMOD,01H ； 置定時(shí)器 0 為工作方式 1 MOV TH0,3CH 數(shù)據(jù) 8 次采樣程序清單： SAMPLE: SETB 00H ；設(shè)置標(biāo)志位 MOV DPTR,0F00H ；設(shè)置通道初值 MOV R6,02H；設(shè)置通道數(shù)為 2 MOV R7,08H ；設(shè)置采樣次數(shù)為 8 MOV R0,40H ；設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)首址 TRAN_S: MOVX DPTR,A ；啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換程序流程圖 WAIT: JB 00H,WAIT ；標(biāo)志位為 1 等待 A/D 轉(zhuǎn)換完成中斷 SETB 00H ；置標(biāo)志位 INC DPTR ；通 道號(hào)加 1 INC R0 INC R0 ； 42H 為下一通道采樣數(shù)據(jù)存放首址 DJNZ R6,TRAN_S ； 2 個(gè)通道采樣未完，繼續(xù)采樣 MOV DPTR,0F00H ； 2 個(gè)通道采樣結(jié)束，重置通道初值 INC R0 ；修改采樣數(shù)據(jù)存放地址 DJNZ R7,TRAN_S ；未完成 8 次采樣，繼續(xù) MOV A， R3 ；數(shù)據(jù)處理程序 //*****************************************************// 糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 即將 TC534 傳來的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 BCD 編碼，由 于待轉(zhuǎn)換的二 制數(shù)不大于255，因此利用字節(jié)除法來實(shí)現(xiàn) //*****************************************************// MOV B， 100 DIV AB ；商是 BCD 編碼的百位，余數(shù)是 BCD 編碼的十位和個(gè)位 MOV R2， 。 [10]魯志康。 [7]李道華 ， 李玲 ， 朱艷 . 傳感器電路分析與設(shè)計(jì) [M].武漢 :武漢大學(xué)出版社 , 1999:6973. [8]金偉正 .溫濕度檢測(cè)控制系統(tǒng)的研制 [J].西安 :電子與自動(dòng)化 , 2021(2):120125. [9]王玨，任偉寧，張芃?！都Z食倉(cāng)庫(kù)計(jì)算機(jī)測(cè)溫中的通訊技術(shù)》鄭州工程學(xué)院學(xué)報(bào) 1996 年 03期 [6]王軍，陳亞霖，王爽。《微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》高等學(xué)校電子信息類規(guī)劃教材 2021年 2月 [4]李軍，李賦海。 [2]陳雪波，楊東偉。 糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 參考文獻(xiàn) [1]李克，吳偉力。 27 雖然研究論文的過程艱難短暫，但從中學(xué)的東西很多，已經(jīng)學(xué)過的東西在這樣得到了實(shí)踐，同時(shí)溫故而知新，相信這樣已經(jīng)加深了對(duì)課本知識(shí)的印象，以至于可以在以后的學(xué)習(xí)和工作中得以利用。 論文總結(jié)： 本次設(shè)計(jì)將模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和單片機(jī)綜合應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中，由溫度集成傳感器 HS15 采集模擬信號(hào)經(jīng)放大送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ATC0809 變?yōu)閿?shù)字信號(hào) ,采用單片機(jī) AT89C51 作為核心控制 CPU，對(duì)芯片模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ATC0809 和 LED 驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行編程控制，讀取傳送來的數(shù)字信號(hào) ，通過單片機(jī) AT89C51 處理，將濕度 信號(hào)、溫度信號(hào)顯示在四位數(shù)碼管上，采用單片機(jī)輸出高低電平到光電耦合器，從而實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的目的，控制風(fēng)機(jī)，加熱器的工作狀態(tài)。在指導(dǎo)老師的幫助和提醒下完善系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果 根據(jù)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)，軟硬件的連接實(shí)現(xiàn)，接好電源對(duì)電路進(jìn)行模擬仿真得出了如下的仿真結(jié)果圖，濕度與對(duì)應(yīng)的輸出電壓值。 調(diào)試并不僅僅意味著設(shè)斷點(diǎn) 程序暫停 觀察 繼續(xù)這一過程，往往還 需要 profiling、跟蹤（ trace）等多種手段，而現(xiàn)代微處理器的技術(shù)進(jìn) 步卻為這些調(diào)試手段的實(shí)行帶來了困難。較之于插樁，代理 增加了對(duì)接受到的字節(jié)碼的分析模塊，相應(yīng)的目標(biāo)代碼體積只有 大 約 3K 字節(jié)；當(dāng)然，監(jiān)視記錄緩沖區(qū)也要占用目標(biāo)平臺(tái)的存儲(chǔ)空間，不過 緩沖區(qū)的大小可在代理生成時(shí)由用戶決定。程序運(yùn)行后命中監(jiān)視點(diǎn)、喚醒代理，代理根據(jù)字節(jié)碼記錄用戶所 需數(shù)據(jù)存入特定緩沖區(qū)（不僅僅是表達(dá)式的最終結(jié)果，還有中間結(jié)果）， 令程序繼續(xù)運(yùn)行；這一步驟無需與調(diào)試器通信。調(diào)試時(shí)用戶首先在調(diào)試器設(shè)置監(jiān) 視點(diǎn)，以源代碼表達(dá)式的形式指定感興趣的對(duì)象名。被調(diào)試的如果是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，即使調(diào)試器支持批處理命令避免了用戶輸命令、觀察結(jié)果帶來的延遲，它與目標(biāo)系統(tǒng)之間的通信也完全可 能錯(cuò)過對(duì)目標(biāo)平臺(tái)外設(shè)信號(hào)的響應(yīng)。當(dāng) 輸出高電平“ 1”時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約 +5V電壓而鳴叫；當(dāng) 輸出低電平“ 0”時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲，基本流程如下圖 所示： 圖 310 報(bào)警模塊主要流程圖 25 第四章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 本章主要對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的軟件進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)，分為調(diào)試，測(cè)試，完成三個(gè)部分。壓電式蜂鳴器約需 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用 TTL 系列集成電路 7406 或 7407 低電平驅(qū)動(dòng)，也可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)。端口 的作用是通過 LM317 控制數(shù)碼管顯示的開啟與關(guān)設(shè)計(jì)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)模塊 顯示模塊設(shè)計(jì) 接收?qǐng)?bào)警模塊設(shè)計(jì) 糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 閉，當(dāng) 為低電平時(shí)， Q1 關(guān)斷， LM317 的輸出電壓低 于 ，不足以發(fā)光，避免了在顯示數(shù)據(jù)刷新時(shí)顯示的抖動(dòng)現(xiàn)象。此電壓采用三端可調(diào)穩(wěn)壓電路 LM317 來實(shí)現(xiàn)。從圖中可知，該顯示電路采用了與一般的電阻限流方式不同的實(shí)現(xiàn)方式，由此減少了 4*8=32 個(gè)限流電阻，簡(jiǎn)化了硬件系統(tǒng)。當(dāng)交流電源失電或撤消試銷時(shí)，電壓為 6V 的直流電源通過二極管投入作用，硅二極管的導(dǎo)通電壓降約為 ，因此滿足系統(tǒng)電源 要求。同時(shí)考慮到功耗，增加芯片的溫升，不利于安全。在設(shè)計(jì)中，必須保證 7805 的輸入電壓 iV 和輸出電壓 oV 的壓差大于 。 應(yīng)當(dāng)說明的是，盡管有很多型號(hào)的 7805三端穩(wěn)壓集成芯片，其標(biāo)稱最大輸出電流均為 ，但是在實(shí)際應(yīng)用中，該最大 輸出電流值往往取決于兩個(gè)方面：（ 1）足夠的散熱面積；（ 2）不同的生產(chǎn)廠家。 電源的設(shè)計(jì) 電源電路是給電子設(shè)備提供必要的電源能力的電路，就輸入和輸出而言，在集成電路中的主要采用的是交流 220V， 50Hz 的市電轉(zhuǎn)換為直流電。過去硬件去抖電路通常采用分立元件或觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，目前時(shí)常上已有硬件去抖專用接口芯片，例如： MAXIM 公司 MAS6815～ 1818，均為單電源供電，電壓為～ ，分別為單輸入、雙輸入等形式，輸出端具有欠壓鎖定功能。按鍵與按鈕電路設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的就是按鍵去抖動(dòng)問題（簡(jiǎn)稱“去抖”）。實(shí)驗(yàn)證明，這兩個(gè)電容元件對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)誤差有較大的關(guān)系。對(duì)于時(shí)間精度要求不是很高的系統(tǒng)，只要按圖 38進(jìn)行設(shè)計(jì)就能使系統(tǒng)可靠起振并穩(wěn)定運(yùn)行，但是由于圖中 的 C1 C12電容起著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用一定要注意選擇參數(shù)為 30pF，并保證電路具有良好的對(duì)稱性。 HS15 特別適用使用于 10～ 98%RH 環(huán)境的精確測(cè)量，超過上述范圍將不會(huì)對(duì)HS15 穩(wěn)定性造成影響。由于該電路中沒有 出現(xiàn)負(fù)壓，電路主體采用差分式減法電路，精密電阻 ， 2KΩ，用這四個(gè)電阻可調(diào)節(jié)增益。 圖 36 冷端溫度補(bǔ)償電橋原理圖 濕度傳感器 濕度檢測(cè)儀的主電路包括：（ 1）系統(tǒng)時(shí)鐘電路；（ 2）系統(tǒng)復(fù)位電路；（ 3）按鍵電路；（ 4）顯示電路；（ 5）電源控制電路；（ 6）濕度檢測(cè)傳輸及 A/D 轉(zhuǎn)換電路六部分組成。 應(yīng)當(dāng)注意的是：補(bǔ) 償電橋只適用于顯示儀表采用毫伏計(jì)的情況下。只要冷端溫度的波動(dòng)不超過此范圍，由輸出信號(hào)即可直接利用熱電偶的分度表查出被測(cè)溫度。如果電阻 Rcu 選擇適合，可使得 Uab 增大的值恰恰等于熱電勢(shì)減小的值，從而完全避免了 to的變化對(duì)測(cè)溫的影響 根據(jù)不同熱電偶的熱電特性，設(shè)計(jì)了不同的補(bǔ)償電橋。設(shè)計(jì)時(shí)使 Rcu 在 0℃時(shí)，熱電勢(shì)將減小。其余的三個(gè)橋臂由阻值由阻值恒定的錳銅電阻制成，電橋與熱電偶的連接方式如圖 36所示。A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ATC08091 與單片機(jī)采用串行通信方式， 它通過一個(gè)三態(tài)輸出端（ DATAOUT）和 2個(gè)輸入端（包括 I/OCLOCK（ I/O 時(shí)鐘）和 CS（片選）與 AT89C51的 ～ ，這樣不僅簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少 了 電路板的占用面積，而且提高了可靠性， 同時(shí) 分辨率也較高。 糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T / V P D9P 3 . 0 / R x D10P 3 . 1 / T x D11P 3 . 2 / I N T 012P 3 . 3 / I N T 113P 3 . 4 / T 014P 3 . 5 / T 115P 3 . 6 / W R16P 3 . 7 / R D17X T A L 218X T A L 119GND20P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V p p31P 0 . 732P 0 . 633P 0 . 534P 0 . 435P 0 . 336P 0 . 237P 0 . 138P 0 . 039V C C40U18 9 C 5 15 0 5 _ A 15 0 5 _ A 00 3 8 _ A 00 3 8 _ A 14 0 5 2 _ AD0D1D2D3D4D5D6D7V C CL C D _ EL C D _ R SK e y 0K e y 1K e y 2K e y 3K e y 4K e y 54 0 5 2 _ B5 0 5 _ L A D C4 0 5 2 _ I N H+ 5 VJTC03 0 p FC13 0 p FX 5 0 4 5 _ S IX 5 0 4 5 _ S OX 5 0 4 5 _ S C KX 5 0 4 5 _ C SR E S E T5 1 7 1 _ S C L5 1 7 1 _ S D AR x D 0T x D 0 圖 34 單片機(jī) P3 口接顯示模塊結(jié)構(gòu)圖 注：?jiǎn)纹瑱C(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯的程序可見附錄。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 圖 33 單片機(jī)系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)圖 P3 口在系統(tǒng)中的連接設(shè)計(jì) 單片機(jī) P3 口在系統(tǒng)連接時(shí)接到蜂鳴報(bào)警器和發(fā)光二極管，即顯示部分，P3口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù) 17 存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 PI 口在工作時(shí)連接情況如下： 圖 31 P1 口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 32 P1 口作為 I/O 口實(shí)驗(yàn)線路圖 工作過程： 當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 上面為具體的設(shè)計(jì)流程 。具體的流程可概括如下： （ 1） 了解系統(tǒng)的總體概況，初步確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)階段：在已經(jīng)分析好的基礎(chǔ)上開始著手系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的硬件部分的設(shè)計(jì)和軟件部分的設(shè)計(jì)。分析階段。 四位共 陽 數(shù)碼管 發(fā)光顏色：紅 型號(hào)： 2481AS 亮度：高亮 引腳數(shù)： 12（ 6*2） 工作電流： 20mA 極性：共 陽 電壓： 尺寸： (L)*(H) 糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 圖 23 三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電 15 第三章 糧倉(cāng)溫室度檢測(cè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 根據(jù)系統(tǒng)需求及總體的思路，設(shè)計(jì)出如下總體框圖： 通過溫室度