【正文】 靠、無觸點(diǎn)、無火花、 壽命長(zhǎng)、無污染、高絕緣、高耐壓 、低觸發(fā)電流、開關(guān)速度快、可與數(shù)字電路巨配， 它的 原料為 阻燃型環(huán)氧樹脂 ， 利 用灌封技術(shù)，使與外界隔 斷 ， 還 具有耐壓、防潮、防腐、抗震動(dòng)等 良好的 性能。 （ 3） 輸出電路 SSR 的功率開關(guān)直接接入電源與負(fù)載端， 完成 對(duì)負(fù)載 和 電源的通斷切換。 (1)輸入電路 按輸入電壓的不同 種類 ，輸入電路可分為 三種， 直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路 。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號(hào)，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載。 圖 單片機(jī)與 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接口圖 控制電路設(shè)計(jì) 固態(tài)繼電器（ Solid State Relay,縮寫 SSR），是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)。執(zhí)行外部I/O 口讀操作 / RD 為低電平。輸出允許 OE 端為高電平， 8 位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) D0~D7 輸出到數(shù)據(jù)線上。 4. 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀?。寒?dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)， EOC 端輸出高電平。將 START 和 ALE 連在一起，與 74LS02 的輸出端相連。 2. 通道選擇：三位通道選擇端 ADDA、 ADDB、 ADDC 與數(shù)據(jù)線 P1 口的低三位、 、 相連，用數(shù)據(jù)線進(jìn)行通道選擇，由 、 、 三位決定選擇那一通道 。 19 ：由于 ADC0809 無片選端，因此電路增加了或非門 74LS02，以便對(duì) ADC0809 進(jìn)行讀 /寫控制。它允許 8路模擬量分時(shí)輸入，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸出是三態(tài)的（總線型輸出），可以直接與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接。 圖 ADC0809的外部引腳圖 ADC0809 是一個(gè)典型的逐次逼近 型 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)， ADC0809的輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下， EOC 也可作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到 START 端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。該信號(hào)在 A/D 轉(zhuǎn) 換過程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開始轉(zhuǎn)換。 （ 6） START—— A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)， A、 B、 C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。在單極性輸入時(shí)， VR(+)=5V， VR()=0V；雙極性輸 入時(shí)， VR(+)、 VR()分別接正、負(fù)極性的參考電壓。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 32所示。 8 位排列順序是 D7為最高位， D0為最低位。內(nèi)部各部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然，在此就不再贅述，下面僅對(duì)各引腳定義分述如下： 圖 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 （ 1） IN0～ IN7—— 8 路模擬輸入，通過 3 根地址譯碼線 ADDA、 ADDB、 ADDC來選通一路。 （ 8）使用時(shí)不需進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。 （ 6）具有可控三態(tài)輸出緩存器。 5V,177。 （ 4）單一電源： +5V。 1LSB。 1) 主要技術(shù)指標(biāo)和特性 （ 1）分辨率： 8 位。 ADC0809 是 CMOS 器件，不僅包括一個(gè) 8位的逐次逼近型的 ADC 部分，而且還提供一個(gè) 8通道的模擬多路開關(guān)和通道尋址邏輯，因而有理由把它作為簡(jiǎn)單的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。 它有以下幾個(gè)特點(diǎn) : 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下并不需要校正 即使長(zhǎng)時(shí)間飽和也可以快速脫濕 可以自動(dòng)化焊接，包括波峰或水浸 高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性 專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu) 可用于線性電壓或頻率輸出回路 反應(yīng)時(shí)間短。 16 圖 HS1101濕度傳感器實(shí)物圖 HS1101 電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。 2%， 為滿足設(shè)計(jì)要求選用 HS1101 傳感器 ，其具體參數(shù)如下： 寬量程： 0～ 100%RH，穩(wěn)定，比例線性的頻率輸出，精度177。 圖 溫度傳感器檢測(cè)圖 由于本設(shè)計(jì)要求濕度范圍： 20%～ 80%， 控制精度：升溫177。任何良好絕緣的雙絞線都足以應(yīng)付距離接收電路數(shù)百英尺以外的操作。 AD590在遙感應(yīng)用中尤其有效。線性電路，精確電壓放大 器，熱阻測(cè)量電路以及冷接點(diǎn)補(bǔ)償?shù)鹊?，?AD590 應(yīng)用中都不再需要 。在 4V至 30V 的電源電壓范圍內(nèi)， AD590 調(diào)節(jié)系數(shù)為 1 μA/K ，可作為高阻抗﹑恒定電流的調(diào)節(jié)器。 KR11 0 KR2 2 0 0V C C C31 0 u FR S T 15 此溫度傳感器是工業(yè)最常用溫度檢測(cè)元件之一。 AD590 可以承受 44V正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞 。電源電壓范圍為 4V～ 30V。 2℃，恒溫 1℃。經(jīng)固定周期對(duì) 發(fā)酵室 內(nèi)溫度進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)加熱功能，并 使 系統(tǒng)安全穩(wěn)定。本系統(tǒng)要求對(duì) 發(fā)酵室 內(nèi)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與檢測(cè)，在 確保 安全的情況下對(duì) 待 加工器件進(jìn)行熱處理。按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST 也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來使單片C23 0 p FC33 0 p FY11 1 .0 5 9 2 MX T A L 2X T A L 1 14 機(jī)復(fù)位。 圖 晶振電路 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位電路就 相當(dāng)于 電腦的重 啟部分，在使用電腦中 ， 當(dāng)出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕 ， 電腦內(nèi)部的程序 將 從頭開始執(zhí)行。 而且 單片機(jī)都是嚴(yán)格按照機(jī)器周期來執(zhí)行的每條指令的運(yùn)行，晶振電路提供 了 機(jī)器周期。有源晶振 不需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也 會(huì)比無源晶振要好。復(fù)位電路連接了復(fù)位開關(guān)。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 :XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 13 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序 存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器 將 器件復(fù)位時(shí)，要保持 RST 腳高電平兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口， P3 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(shí)器 0外部輸入） ， T1（記時(shí)器 1外部輸入） ， WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） ， RD（ 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） ，P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) 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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2口當(dāng) 作為 外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí) 候 ， P1口作為低八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個(gè) 8位雙向 I/O 口 而且在 內(nèi)部提供上拉電阻， P1 口緩沖器能接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。 P0 能夠 存儲(chǔ) 外部程序數(shù)據(jù)，也稱為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。 P0 口： P0 口 是 一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 圖 AT89C51引腳圖 管腳說明 ： VCC：供電電壓。 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 11 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 控制單元電路設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制器。 因此，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)選擇 LED。顯示的方式分為動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)的要比靜態(tài)的節(jié)省 I/O 口。 LCD 液晶 顯示器 也是 低壓功耗 小， 外觀小 而 精致，厚度 僅 有 ~8mm，并無眩光，不刺激人眼， 也 不會(huì)引起眼睛疲勞 ，能夠 顯示 的 信 息量 很大，像素能夠做的小， 在色譜上可以非常準(zhǔn)確的 呈現(xiàn)，沒有 電磁輻射 ， 對(duì)人體安全 ， 這種器件幾乎沒有什么劣化問題，因此壽命極長(zhǎng) 。消耗能量 特別少， 較同光效 其他燈都減少很多的能量。 CRT 的維護(hù)要求是盡量不要讓 CRT 顯示器在灰塵過多 、溫度較高 的地方 工作，并且 注意避免電磁場(chǎng)對(duì) CRT顯示器的干擾 。 CRT 顯示器 是一種使用陰極射線管的 器 件 。 固態(tài)繼電器 SSR40DA 的輸出電路可與 數(shù)字電路 很 配， 所以 不需要再進(jìn)行D/A 轉(zhuǎn)換，既減少電路的復(fù)雜性，還減少了信號(hào)轉(zhuǎn)換的過程。用隔離器件完成了控制端與負(fù)載端的阻斷。單片機(jī)可自動(dòng)控制繼電器的開關(guān)狀態(tài)，開啟相應(yīng)的設(shè)備，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的溫濕度進(jìn)行控制。通過比較三種 A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇應(yīng)用較廣且性價(jià)比較高的逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器。根據(jù)采集信號(hào)數(shù)有八路模擬通道數(shù)。 其中分辨率是指 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出位所代表的最低數(shù)值，通常用轉(zhuǎn)換后數(shù) 9 字量的位數(shù)來表示。雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器 優(yōu)點(diǎn)是抗干擾 的 能力強(qiáng)；穩(wěn)定性 不錯(cuò) ；可實(shí)現(xiàn)高精度 的 模數(shù)轉(zhuǎn)換 過程 。 由于 它需用的元器件比并聯(lián)比較型少，所以它是應(yīng)用較廣的一種。 逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器 ：它產(chǎn)生 了 一系列 的 比較電壓 V，但 不同 與并聯(lián)比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 ，它是逐 一 產(chǎn)生比較 電壓， 依次 與輸入電壓分別比較，以逐漸逼近的方式進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的。并聯(lián)比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 的缺點(diǎn)是成本高、功耗大。直接 A/D 轉(zhuǎn)換器 則直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，常用的有并聯(lián)比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 和逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器。 A/D 轉(zhuǎn)換器 的種類很多，按工作原理的不同，可分成間接 A/D 轉(zhuǎn)換器 和直接 A/D 轉(zhuǎn)換器。所以要有 A/D轉(zhuǎn)換器的加入。 輸入通道方案選擇 在生產(chǎn)過程中隨時(shí)間溫度和濕度連續(xù)變化，由傳感器檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并通過模擬量輸入通道送至計(jì)算機(jī)。 除了這兩種濕敏元件外，還有集成濕度傳感器和單片智能濕度傳感器。 濕敏電阻是根據(jù)其材料吸濕后的電阻發(fā)生變化進(jìn)行濕度 測(cè)量，濕敏電阻的 溫度的依存性小 可以用作空調(diào)，加濕器等電器，磁滯小可以使用在樓宇空調(diào)中，而 8 且其 濕度感知范圍廣 ， 小型，輕量 。 濕敏元件是最簡(jiǎn)單的濕度傳感器，其中以電阻式、電容式為主。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求高實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定性、快速性、溫度范圍等設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)選擇 AD590 芯片。℃ ，以絕對(duì)溫度定標(biāo)： 1μA/K， 0℃ 時(shí)， AD590 傳感器的輸出電流是 . AD590 可以 測(cè)量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路， 普遍 應(yīng)用于不 一樣 的溫度控制場(chǎng)合。 AD590 能夠經(jīng) 受 44V正向電壓和 20V 反向電壓， 于是 器件反接也不會(huì)被損壞 ， 精度高。 AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。 AD590 是美國模擬器件公司 制造 的單片集成兩端感溫電流源。常用的熱電偶 在 零下 50 度 —— 1600 度 中都 可 以持 續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶如金鐵鎳鉻最低可測(cè)到 269 度， 例 如鎢、錸最高可達(dá)2800 度 ，熱電偶一般由貴金屬制成，材料貴重，而測(cè)溫點(diǎn)與顯示的儀表的距離卻很遠(yuǎn) 為了節(jié)省材料，降低 一些 成本， 大都會(huì) 采