【正文】 第一段內(nèi)，這時(shí)的環(huán) 境濕度值：河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 20 RH=△ RH (f f0)/( f1 f0)。如果差值大于 0，則說明測得頻率超出檢測儀的測量范圍，轉(zhuǎn)入報(bào)告出錯(cuò)子程序，告訴用戶出錯(cuò)。同時(shí)取出△ RH，定義計(jì)數(shù)量 n,分別存入不同變量。線性化處理程序子程序流程圖如 36 所示。因?yàn)榫€性化處理的過程中需要將實(shí)測頻率與 fn進(jìn)行多次比較。然后把頻率曲線上相鄰的兩點(diǎn)依次用直線相連，就得到一條新的濕度 頻率曲線，它與實(shí)際曲線幾乎重合在一起，所以可以使用該曲線產(chǎn)生進(jìn)行線性化處理?！?f RH0 在濕度檢測模塊程序的開始，首先讀取經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換的相對(duì)濕度的振蕩頻率 fo，并把得到的相對(duì)濕度頻率值存儲(chǔ)于 STC12C5410AD 的一個(gè)變量單元中。 中斷計(jì)數(shù)是將波源輸入到單片機(jī)的中斷入口中去，通過檢測一段時(shí)間內(nèi)中都的次數(shù)也能夠檢測出波形的頻率，具體工作原理入下，先用一個(gè)定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，然后開中斷，讓中斷工作在邊沿觸發(fā)狀態(tài)，這樣中斷就可以對(duì)高低變換的頻率波形進(jìn)行計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)中是來檢測波形頻率的所以最好的計(jì)一秒鐘采樣一次，同樣的問題，單片機(jī)必須的計(jì)若干次數(shù)才采集一個(gè)中斷次數(shù)，這樣才可以實(shí)現(xiàn)一秒采集數(shù)據(jù)。 對(duì)于頻率的測量，單片機(jī)由多種測量方法 ，大體由中斷測量和定時(shí)計(jì)數(shù)兩大方式。不同溫度條件下，在同一測量場合測得的濕度差異很大，所以還需要對(duì)測量頻率作溫度補(bǔ)償。由于振蕩頻率隨環(huán)境相對(duì)濕度變化是非線性的，這給濕度轉(zhuǎn)換帶來了困難，因此需要對(duì)其進(jìn)行線性化處理。但是由上面的關(guān)系，可以采用軟件的方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償和線性化處理，來實(shí)現(xiàn)高精度地測量相對(duì)濕度。當(dāng)相對(duì)濕度值升高時(shí)，振蕩器輸出頻率會(huì)隨之降低，而且它們之間的這種變化是非線性的。從圖 3 可以看出，相對(duì)濕度在 20%RH— 80%RH 范圍內(nèi)線性度較好，兩端的線性較差。 (fRH/fRH0) 式中Δ f RH0的值為 297/65（ Hz/℃）； fRH0是溫度為 0℃時(shí)相對(duì)濕度為 0%RH 的振蕩頻率，其值為 7588（ Hz）； fRHX 是溫度為 0℃時(shí)相對(duì)濕度為 X%RH 的振蕩頻率。 從圖 33 可以看出，對(duì)于不同的環(huán)境濕度，振蕩頻率的溫度補(bǔ)償系數(shù)也是不同的。 當(dāng)環(huán)境中的相對(duì)濕度不同時(shí)，相同溫度條件下的振蕩頻率差異比較大，且這種差異是非線性的。濕度傳感器 THS11 的電容值隨溫度的變化導(dǎo)致振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化，所以可以通過測量振蕩器輸出頻率，獲得相對(duì)濕度值。 167。 單片機(jī)中數(shù)據(jù)的處理全部是用二進(jìn)制數(shù)表示的，這種表示方法不適合我們平時(shí)的讀數(shù)習(xí)慣，還得先將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)來顯示，此時(shí)一次溫度檢測才算完成，程序返回進(jìn)行重復(fù)檢測來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測環(huán)境溫度。 本設(shè)計(jì)中為了使編程盡量簡潔所選取的阻值非常特殊： AD590 變化的電流通過這個(gè)特定阻值的電阻時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)變化的電壓，這個(gè)電壓變化一個(gè)毫安對(duì)應(yīng)溫度變化一度，這樣大大化簡了程序中對(duì)的溫度的算法 。在 P1M0、 P1M1中對(duì)相應(yīng)的位進(jìn)行設(shè)置。上電復(fù)位后 P1 口為弱上拉型 I/O 口，用戶可以通過軟件設(shè)置將 8 路中的任何一路設(shè)置為 A/D 轉(zhuǎn)換，不需作為A/D 使用的口可繼續(xù)作為 I/O 口使用。 STC12C5410AD 系列帶 A/D 轉(zhuǎn)換的單片機(jī)在 P1 口，有 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器 , 速度可達(dá) 100KHz。如果舍棄 ADC_LOW2 的低 2 位 ,只用 ADC_DATA 寄存器的 8 位 ,則 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果為 8 位精度。 模擬 / 數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果計(jì)算公式如下： 結(jié)果 ( ADC_DATA[7:0],ADC_LOW2[1:0] ) = 1024 x Vin / Vcc Vin 為模擬輸入通道輸入電壓， Vcc 為單片機(jī)實(shí)際工作電壓，用單片機(jī)工作電壓作為模擬參考電壓。只需按照手冊(cè)中所說明的 ADC 的用法即可完成 AD 轉(zhuǎn)換功能。儀表的 應(yīng)用軟件系統(tǒng)配置有專用的服務(wù)子程序完成此項(xiàng)工作，僅僅需按儀表的 LED 顯示器的提示完成有關(guān)操作。為保證校準(zhǔn)精度，環(huán)境溫度應(yīng)在 25℃左右變化，并且變化的范圍盡可能大一些。由于 V0、 KT準(zhǔn)確與否直接影響溫度測量的精度，可通過以下方法進(jìn)行校正： 用其它高精度的測溫儀測量環(huán)境溫度 T1，輸入本儀表，單片機(jī)同時(shí)記錄下相應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 V1。 R15)。 t VR從 ADC 口輸入到單片機(jī)中，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，成為數(shù)字量 VT。 AD590 輸出電流信號(hào)經(jīng)電阻 R 轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其電壓為： VR = Kt t 為絕對(duì)溫度，單位為 K。 溫度檢測模塊程序設(shè)計(jì) 該檢測儀的溫度檢測部分使用的 AD590 是一種由所在環(huán)境溫度決定的恒流輸出器件，其輸出特性為： I=Kt 167。 主程序初始化的具體內(nèi)容包括：時(shí)間中斷的初始化、外部中斷源的初始化、單片機(jī) I/O 口初始化、 RAM 初始化、 LED 初始化、對(duì)各個(gè)子程序的調(diào)用，然后對(duì)溫度和濕度進(jìn)行檢測并將結(jié)果顯示在 LED 上。它的內(nèi)容包括主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 11 第 2章 溫濕度檢測儀的軟件設(shè)計(jì) 167。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 10 1 23 4 5 68910111213U 11 23 4 5 68910111213U 21 23 4 5 68910111213U 31 289U 41 289U 57 4 L S 1 6 4L 1 1L 1 2L 1 3L 1 4L 1 5L 1 6L 1 7L 1 8L 2 1L 2 2L 2 3L 2 4L 2 5L 2 6L 2 7L 2 8L 3 1L 3 2L 3 3L 3 4L 3 5L 3 6L 3 7L 3 8L 4 1L 4 2L 4 3L 4 4L 4 5L 4 6L 4 7L 4 8L 5 1L 5 2L 5 3L 5 4L 5 5L 5 6L 5 7L 5 8P 1 . 1P 1 . 0V C CabfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 1abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 2abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 3abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 4abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 5Q 1P N PR 4 33 0 KV C Cp 1 . 2L18L17L16L15L14L13L12L11L28L27L26L25L24L23L22L21L38L37L36L35L34L33L32L31L48L47L46L45L44L43L42L41L58L57L56L55L54L53L52L51C O MC O MC O MC O MC O MR 81 0 0C O MCOMarr1arr2arr3arr4arr5arr6arr7arr812456791 012456791 012456791 012456791 012456791 03 4 5 6101112133 4 5 610111213QAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHABCLKCLRABCLKCLRABCLKCLRABCLKCLRABCLKCLR圖 212 LED 顯示電路圖 由于設(shè)計(jì)中用到 AD 轉(zhuǎn)化器， AD 轉(zhuǎn)化器的參考電壓的穩(wěn)定對(duì)于采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有著直接的關(guān)系，本設(shè)計(jì)采用了從 USB 接口取電和通過變壓器供電兩種 方式，前者是為了在下程序和做一些基本測試的方便，但 USB 接口的電壓不是很穩(wěn)定，所以如果僅用這一種供電方式是不夠的，再加上溫度傳感器 AD590 的工作電壓必須要超過 5V 的要求，本設(shè)計(jì)還采用了后者通過變壓電源供電。 其中的共陽極接法在設(shè)計(jì)中得以應(yīng)用，單片機(jī)信號(hào)通過移位寄存器 74HC164 輸出，經(jīng)過八個(gè)電阻在 LED數(shù)碼管上顯示出來。從 LED 顯示器的顯示原理可知，為了顯示字母數(shù)字，必須最終轉(zhuǎn)換成相應(yīng)段選碼。 74HC164 的 CLEAR 端都始終接高電平， 74HC164 的 A、 B 兩輸入端共同連接到 口上。 P1。 本設(shè)計(jì)中采用五個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行靜態(tài)顯示，所以要用五個(gè) 74HC164 分別控制五個(gè)數(shù)碼管的顯示和選通，前一個(gè) 74HC164 的 QH 與后一個(gè) 74HC164 的輸入端相連， 74HC164 的輸出端 QA~QH 通過電阻連到數(shù)碼管上，控制數(shù)碼管選通的信號(hào)為 P1。 167。 3℅ RH，分辨力 ℅RH，使得相對(duì)濕度傳感器 THS11 的測量范圍大，長期穩(wěn)定性好，響應(yīng)時(shí)間短，溫度系數(shù)低，線性度較好，體積小。應(yīng)用電路如下圖所示： C 1 61 0 uT R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1U 1 0N E 5 5 5C 1 5T H S 1 1R 4 45 8 0 kR 4 59 1 0 kV C CR 4 7R E S _ 1P 1 . 5V C C 圖 23 濕度檢測電路 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 9 濕度檢測電路的工作過程為：環(huán)境相對(duì)濕度的變化導(dǎo)致濕度傳感器THS11 的電容變化，從而引起 RC振蕩回路的震蕩頻率的變化，由于 THS11 的容值的變化和環(huán)境中相對(duì)濕度的變化接近線性關(guān)系，那么在震蕩回路中 R 的阻值固定的情況下，振蕩頻率也就和相 對(duì)濕度有一個(gè)近似的線性關(guān)系，震蕩回路的頻率通過 NE555 后形成一個(gè)穩(wěn)定的、頻率跟相對(duì)濕度由近似線性關(guān)系的波，單片機(jī)通過測量該頻率的變化，經(jīng)應(yīng)用軟件的溫度補(bǔ)償和線性化處理可獲得環(huán)境相對(duì)濕度值。 %RH）； 具有極好的線性輸出等特性。濕度檢測電路通過濕度傳感器 THS11 采集環(huán)境中的相對(duì)濕度。 167。 溫度檢測電路如圖 22 所示： 12U 9A D 5 9 0V d d 9 vR 4 31 0 K321411U 1 1 AL M 3 2 4P 1 . 4 圖 22 溫度檢測電路 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 8 工作過程：因?yàn)榱鬟^ AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，電流經(jīng)電阻 R43轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所以電阻 R43上的電壓也將隨環(huán)境中溫度的變化而變化。即－ 273℃時(shí) AD590 的輸出電流為 0μ A， 0℃時(shí)輸出約為 273μ A。 AD590 是一種電流輸出型二端式集成溫度傳感器，其主要技術(shù)參數(shù)：測溫范圍－ 55℃～ +150℃；工作電壓 +4V～ +30V；精度177。 167。 167。開關(guān)按下時(shí)是按鍵手動(dòng)復(fù)位電路， RST 端通過電阻與 VCC 電源接通，通過電阻的分