【正文】 用。如果你使用 C語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍 . Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。 所以，設計的報警部分在當前相對濕度小于最低濕度要求時開始工作，發(fā)出聲光提示，提醒工作人員注意安全生產(chǎn)。在印刷和造紙工業(yè)中，濕度影響紙張的性能。在某些要求較高的環(huán)境，如計算機房、電子加工車間和集成電路生產(chǎn)車間等，靜電放電會損壞 元器件，造成設備失效；面粉加工廠、燃氣制造廠、油庫以及易燃性粉塵濃度較高的生產(chǎn)環(huán)境，要保持一定的空氣濕度以控制在出現(xiàn)高濃度氧氣和其他易爆氣體混合物時不產(chǎn)生靜電，避免引起爆炸；各類工廠在按既定的加工工藝進行生產(chǎn)的時候，不可避免的受到環(huán)境濕度的影響。相對濕度 35%以下時，物體上會產(chǎn)生靜電，并會經(jīng)過任何接觸它的物體將靜電釋放至大地，人體也包括在內(nèi)。能夠清晰簡單地實現(xiàn)功能仿真 。加濕器霧化工作時無機械驅(qū)動、無噪音干擾、無污染，霧化效率高、故障率低。 超聲波加濕器結構緊湊、安裝方便、控制靈敏、高效節(jié)電，與電極（熱）式 加濕器相比，可節(jié)省電能 70%～ 85%左右。同其它類型加濕設備相比，超聲波工業(yè)用加濕器具有下列特點： 加濕效率高（接近 100%），加濕強度大，產(chǎn)生的霧粒小而均勻，單位時間內(nèi)可迅速達 到要求的相對濕度，節(jié)約水源； 單位加濕量的能耗指標低，超聲波加濕器的耗能量只有 ()，僅相當于其它加濕方式的 1/15～ 1/10，日運行費用低； 體積小，可根據(jù)現(xiàn)場條件單獨自成系統(tǒng)，既適合新建廠房的配套安裝，又可在不破壞原有設備的基礎上，對舊廠房進行改造升級； 加濕均勻，可迅速及大面積地解決工業(yè)生產(chǎn)中的實際問題，例如紡織生產(chǎn)中的飛花、斷頭、靜電、毛糙不平和纖維脆弱等問題； 霧化組件采用集成式霧化機芯，全密封式結構設計達到了防水的目的并且使霧化片更換、維護可在現(xiàn)場立即解決 ，完全杜絕了早期超聲波加濕系統(tǒng)易損壞、壽命短和維修繁瑣等問題同時具有自動斷電防干燒問題； 集成霧化機芯自帶過水保護裝置，可有效地保證霧化機芯在水位過低時自動停止工作，無需另配設備，節(jié)約了成本； 控制方式靈活、方便，有三種控制方式可供選擇：開關控制、時序控制和濕度自動控制。 L2 和 C1組成的諧振電路不決定振蕩器的頻率，而是決定振蕩幅度，它的諧振頻率比電路的振蕩頻率約低， L1 和 C3 諧振頻率大于電路的振蕩頻率，采用兩個諧振回路是為了使電路的振蕩頻率合成，使振蕩頻率在大功率下保證穩(wěn)定工作 。 RP1 可以調(diào)節(jié)震蕩幅度，控制加濕強度。 超聲波加濕器是以超聲波轉(zhuǎn)能的方法產(chǎn)生高頻震動使水面產(chǎn)生霧化，在霧化過程中產(chǎn)生水霧不斷向周圍蒸發(fā)使空氣中保持一定的濕度 超聲波霧化器基本原理圖如圖： 首先由變壓器經(jīng)過整流橋產(chǎn)生 48V 左右的直流電壓。與加熱霧化方式比較，能源節(jié)省了 90%。由此實現(xiàn)濕度值與預設值的顯示。各數(shù)碼管的相應顯示發(fā)光二極管的段選信號都并聯(lián)起來，接單片機的同一個I/O 口，單片機 控制數(shù)碼管公共端信號，稱 為位選信號，控制數(shù)碼管各顯示字段的信號稱為段選信號，需要在哪些數(shù)碼管上顯示，先輸出哪位信號，選中該數(shù)碼管，再輸出段選信號，顯示一位字符，需要顯示每個字符時，用掃描的方法，依次向各段數(shù)碼管輸出位選信號和段選信號，顯然每一瞬間只有一個數(shù)碼管點亮，但由于掃描頻率高，所以看上去，就像所有的數(shù)碼管都同時點亮。 圖 37 7SEGMPX2CABLUE 圖 38 7SEGMPX4CA 數(shù)碼管驅(qū)動電路 數(shù)碼管驅(qū)動使用譯碼器 74LS154 和非門驅(qū)動，處于常見的 TTL 驅(qū)動，如下： 圖 39 數(shù)碼管驅(qū)動電路 LED 顯示器與單片機 的 連接 在單片機應用系統(tǒng) 中 LED 顯示器有動態(tài)和靜態(tài)兩種顯示方式，所謂的靜態(tài)顯示方式就是需要在顯示的字符各段通過連續(xù)的電流，動態(tài)顯示方式就是需要顯示的字符斷續(xù)通過電流，對于動態(tài)顯示， 當需要顯示多個字符 時輪流給每個字符通以電流，由于輪流的速度很快，發(fā)光二極管的余輝以及人的視覺暫留等因素，雖然在同一時刻只有一個顯示器通電，但人們看起來都是所有的顯示器都穩(wěn)定的顯示。由于發(fā)光二極 管是電流驅(qū)動設備，一般的 I/O 接口驅(qū)動能力都是有限的，在發(fā)光二極管與芯片間要接驅(qū)動電路。對共陰極顯示器，將共陰極 COM接地，在 aq 段加驅(qū)動信號，當驅(qū)動信號是高電平時，相應段發(fā)光；對共陽極顯示器，將共陽極 COM 接地，在 aq段加驅(qū)動信號，當驅(qū)動信號是 低 電平時，相應段發(fā)光 ，從而顯示相應字符。 顯示 單元 LED 顯示器介紹 LED 顯示器 是由發(fā)光二極管組成， 其中 7 個發(fā)光二極管按 8 字形排列，用于顯示數(shù)字或字母符號，一個發(fā)光二極管圓點形狀，在右下角用于顯示小數(shù)點，LED 顯示器有共陰極和共陽極兩種類型。 S1鍵按下3次，預設值上下限值停止閃爍，即相當于確定。 按鍵輸入 單元 設計中按鍵設計 部分如圖所示： 圖 36 按鍵連接圖 如圖所示， S1 鍵與單片機 相連， S2 鍵與 相連， S3 鍵與 相連。存儲在存儲器中。通過對數(shù)字量的運算比較的結果，再實現(xiàn)對模擬量的測量及控制。采樣是使模擬信號在時間上離 散化，量化及編碼是把采樣后的值按比例變換成相應的二進制數(shù)碼。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的作用就是把模擬量變換成單片機能接收的數(shù)字量。 CMOSensTM 技術不僅將溫濕度傳感器結合在一起，而且還將信號放大器， A/D轉(zhuǎn)換器，標準數(shù)據(jù)存貯器，標準 I2C 總線等電路全部集成在一個芯片上。 SHT11 引腳圖如下： 圖 34 SHT11 管腳圖 (1)GND：接地端 (2)DATA：雙向串行數(shù)據(jù)線 (3)SCK：串行時鐘輸入 (4)VDD：電源端 (58)NC:空管腳 SHT11 溫濕度傳感器工作原理 SHT11 的濕度檢測運用電容式結構，并采用具有不同保護的微型結構檢 電極系統(tǒng)與聚合物覆蓋層來組成 傳感器芯片的電容，除保持電容式濕敏器件的原有特性外，還可抵御外界因素的影響。 (3) 測量精度可編程調(diào)節(jié)，內(nèi)置 A／ D 轉(zhuǎn)換器 (分辨率為 8～ 12 位，可以通過對芯片內(nèi)部寄存器編程米選擇 )。 其 主要特點如下 ： (1) 高度集成，將溫度感測、濕度感測、信號變換、 A／ D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到 一個芯片上。 SHT11 是瑞士 Ssirion 公司推 的一款數(shù)字溫濕度傳感器芯片。單片機最小系統(tǒng)如圖 所示 : 圖 32 單片機最小系統(tǒng) 復位電路 單片機的程序穩(wěn)定性和運行及數(shù)據(jù)的安全性是設計者在不同的運行環(huán)境中 所必須考慮的問題，而最易遇到的問題是受干擾而使 CPU 進入死循環(huán)，一般情 況下設計者會使用軟件陷阱和硬件看門狗來避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于一般的運行環(huán)境還可以，但本系統(tǒng)是連續(xù)運行，而且環(huán)境惡劣，這時要使用硬件看門狗來重啟 CPU，使程序恢復正常運行。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于 輸入編程脈沖。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部 中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當 P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口： P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 （ 3） AT89C51 的 管腳 說明 ： VCC：供電電壓。 (2) AT89C51 的主要特性如下： AT89C51 與 MCS51 產(chǎn)品 兼容 ； 具有 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ； 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) ； 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 ； 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz； ATMEL 公司生產(chǎn)的這種 89C51 微控制器，將具有多種功能的 8 位 CPU 于 FPEROM 結合在同一個芯片上，為很多嵌入式控制應用提供了設計靈活且價格適宜的方案，深受用戶歡迎。也可以用常規(guī)的 EPROM編程器編程。 3 系統(tǒng) 硬件設計 數(shù)字主控單元 AT89C51 的簡介及應用 (1) AT89C51 性能 及特點： AT89C51 是一種魚 MCS— 51 單片機相兼容的，高性能的 8 位 CMOS 微控制芯片， 采用 40 引腳 DIP 封裝，片內(nèi)帶有 4KB 的快閃可編程、擦除只讀存儲器（ FPEROM） 。濕度比：它表示水蒸氣的質(zhì)量與干燥空氣的質(zhì)量比。 露點： 在水蒸氣冷卻過程中最初發(fā)生結露的溫度。相對濕度的英文縮寫為 RH，其公式為： RH = 1P （ T）／ 2P （ T） 100% () 式中 1P （ T）代表溫度為 T時的水蒸氣壓強， 2P （ T）為溫度 T下的飽和壓強。 絕對濕度 ： 絕對濕度也稱為水 蒸氣密度，它表示水蒸氣的質(zhì)量與總體積的比值， 其公式為： 2 1 7 .62 7 3 .1 6v abmpd vT?? ? () 式中 vd 代表絕對濕度，它表示每立方米干燥空氣與水蒸氣的混合物中所含水分的 克數(shù)； p 為水蒸氣的壓強（單位是 Pa）； Tab 為干燥空氣的溫度值（單位是℃ ）單片機 傳感器 按鍵 顯示 加濕器 聲光報警 指示燈 需要指出，國內(nèi)也有人將空氣中所含水蒸氣的壓強理解為絕對濕度，這與國外 關于絕對濕度的定義不符。 濕度測量的名詞術語 濕度： 濕度表示空氣中水蒸氣的含量。 (3)顯示屏顯示當前濕度和預設濕度上下限值。 在本設計之中，由于各種原因，不能實現(xiàn)出實物，所以，為了在仿真中能體現(xiàn)設計的功能加濕器部分用電動馬達代表，馬達轉(zhuǎn)動表示加濕器工作，馬達不轉(zhuǎn)動表示 加濕器不工作。當環(huán)境相對濕度高于預設相對濕度上限時，單片機控制加濕器停止工作。 (6)聲光報警部分 聲光報警部分為當相對濕度低于下限值時，聲光報警啟動，給工作人員以提示。 (4)顯示部分 顯示部分不僅能夠顯示監(jiān)測環(huán)境的實時相對濕度，而且能夠顯示預先設定的相對濕度的上下限值。 (2)按鍵輸入部分 按鍵輸入部分能夠根據(jù)不同的相對濕度要求，設定相對濕度的上下限值。 (7)最后對設計進行總結 。通過 KEIL 軟件對程序進行編寫。 (4)詳細研究分析 單片機 ，針對系統(tǒng)設計要求，重點選擇 單片機 的 類型以及型號。 (2)對系統(tǒng)的總體 方案進行了設計。 數(shù)字主控單元主要由按鍵 顯示模塊、濕度采集模塊、輸出控制等模塊構成。本設計采用智能控制，以 AT89C51單片機為核心，外接輔助電路，通過實現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報警、智能開啟和關閉以及室內(nèi)濕度的顯示功能基本實現(xiàn)加濕器的智能化。 在日常 工作 生活工作環(huán)境以及工業(yè)生產(chǎn)中加濕器得到了廣泛的應用，但是現(xiàn)有的加濕器都需要手工控制開啟和關 閉并且不具備對室內(nèi)空氣 濕度的監(jiān)測，人們在使用過程中存在過度加濕和干燒的 問題，不僅給室內(nèi)空氣舒適度造