【正文】 合上述功能的溫度控制程序由主程序和T0中斷服務程序兩部分組成。 模塊組成。圖315是一個簡單的使用三極管驅動的峰鳴音報警電路：圖315三極管驅動的峰鳴音報警電路本設計是為在溫濕度測量中對溫濕度的上下限超出是的提示報警，當溫濕度過限時，本系統(tǒng)開始工作 系統(tǒng)總圖圖316總電路原理圖第 4 章 軟件設計系統(tǒng)軟件設計采用模塊化結構。在圖中。峰鳴音報警接口電路的設計只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過MCS51的1根口線經(jīng)驅動器驅動蜂鳴音發(fā)聲。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或記過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示和控制。 當8031的串行口未作它用時，使用8031的串行口來外擴鍵盤/顯示器。 顯示與報警的設計 顯示鍵盤接口電路 在單片機應用系統(tǒng)設計中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。程序存儲器擴展的容量大于256字節(jié)，故EPROM片內(nèi)地址線除了由P0口經(jīng)地址存儲器提供低8位地址外，還需要由P2口提供若干條地址線，我們選用8K的2764EPROM，故地址線應該是13條，因為系統(tǒng)中只擴展一片EPROM，所以不用片選信號，即EPROM 的接地。74LS373譯碼器的輸出Y7用于A/D轉換器的口地址，去控制74LS244緩沖器輸出允許端。由于檢測系統(tǒng)需要對檢測的溫度數(shù)據(jù)進行記錄保存，因此，在單片機的外圍電路中設計了RAM掉電保護電路，保證存在6264RAM內(nèi)的檢測結果在斷電后不丟失。1片74LS138譯碼器及一些必要的邏輯器件構成。8031對程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器均可進行0000H～FFFFH的64K字節(jié)地址內(nèi)容的有效尋址。圖311時鐘電路電路中的CC2的選擇在30PF左右，晶振頻率為在12MHZ。8031內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構成了一個自激勵振蕩器。通常時鐘由于兩種形式：內(nèi)部時鐘和外部時鐘。當單片機已在運行當中時，按下復位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關復位的操作。常用的上電或開關復位電路如圖 (310b)所示。上電后，保持RST一段高電平時間，由于單片機內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R1，也能達到上電復位的操作功能，如圖 (310a)中所示。常用的上電復位電路如圖 (310a)中左圖所示。二、單片機復位電路根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位和上電或開關復位。l P0，P1，P2，P3：8031有四個并行口，在這四個并行口中，可以在任何一個輸出數(shù)據(jù)，又可以從它們那得到數(shù)據(jù)，故它們都是雙向的，每一個I/O口內(nèi)部都有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為SFR中的一個。l （31引腳）：當保持高電平時，單片機訪問內(nèi)部存儲器，當PC值超過0FFFH時，將自動轉向片外存儲器。l ALE/PROG（30引腳）：當8031訪問外部存儲器時，包括數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器，ALE9地址鎖存允許0輸入的脈沖的下沿用于鎖存16位地址的低8位，在不訪問外部存儲器的時候，ALE仍有兩個周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的頻率的1/6，在訪問外存儲器的是候，在兩個周期中，ALE只出現(xiàn)一次，ALE斷可驅動8個LS TTL負載，對于有片內(nèi)EPROM的而言，在EPROM編程期間，此腳用于輸入編程脈沖PROG。l RST/VPD（9引腳）：在振蕩器運行時，在此引腳加上兩個機器周期的電平將單片機復位。l XTAL1（19引腳）：在單片機內(nèi)部，它是一個反向放大器的輸入端，該放大器構成了片內(nèi)的震蕩器，可以提供單片機的時鐘信號，該引腳也是可以接外部的晶振的一個引腳，如采用外部振蕩器時，對于8031而言此引腳應該接地。圖39 8031引腳圖各引腳說明如下：l VCC（40引腳）：正常運行時提供電源。8031就是MCS51系列單片機中的一種。它由傳感器采集非電信號，從傳感器出來經(jīng)過放大過程，使信號放大，再經(jīng)過模/數(shù)轉換成為計算機能識別的數(shù)字信號，再送入計算機系統(tǒng)的相應端口。經(jīng)分析，本系統(tǒng)中MC14433與單片機8031的P1口直接相連，其電路結構如圖38所示。二、MC14433與8031單片機的接口電路由于MC14433的A/D轉換的結果是動態(tài)分時輸出的BCD碼，Q0~Q3和DS1~DS4不是總線式的，因此MCS51系列的單片機只能通過并行I/O接口或者擴展I/O接口與其相連。圖37 MC14433選通脈沖時序圖Q0Q3中Q0為最低位，Q3 為最高位。每個選通脈沖寬度為18個時鐘周期，兩個相應脈沖之間間隔為2個時鐘周期。其管腳如圖36所示，各引腳的功能見表32所示。轉換完的數(shù)據(jù)以BCD碼的形式分四次送出。在不要求高速轉換的場合，例如，在低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被廣泛采用。由于MC14433只有一路輸入，而本系統(tǒng)檢測的多路溫度與濕度信號輸入，故選用多路選擇電子開關，可輸入多路模擬量。圖34多路濕度檢測的電路每路溫度檢測電路的輸出接入模擬開關CD4051的S0~S7，而模擬開關CD4051的選通地址A、B、～。圖33多路溫度檢測的電路每路溫度檢測電路的輸出接入模擬開關CD4051的S0~S7，而模擬開關CD4051的選通地址A、B、～，而CD4051的片選信號 INH由單片機8031 。該芯片由DTL/TTLCOMS電平轉換器，帶有禁止端的8選1譯碼器輸入，分別加上控制的8個COMS模擬開關TG組成。表31 空氣濕度與電壓頻率的典型值 多路開關本系統(tǒng)設計的溫度信號采集和濕度信號采集為八路，而A/D轉換僅為一路輸入，因此需要采用由CD4051組成的多路分時的模擬信號采集電路。該振蕩電路兩個暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下：首先電源Vs通過RR2 向C充電，經(jīng)t充電時間后，Uc達到芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，此時輸出引腳3端由高電平突降為低電平，然后通過R2放電，經(jīng)t放電時間后，Uc下降到比較器的低觸發(fā)電平。7端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路又構成了對C的放電回路，并將引腳6端相連引入到片內(nèi)比較器，便成為一個典型的多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。頻率輸出的555測量振蕩電路如圖32所示。二、濕度測量電路HS1100/HS1101電容傳感器，在電路構成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。2%RH；響應時間小于5S； pF/℃。一、HS1100/HS1101特點HS1100/HS1101電容傳感器，是不需校準的完全互換性、高可靠性和長期穩(wěn)定性、快速響應時間，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。冰水混合物是0℃環(huán)境，沸水為100℃環(huán)境。最后在室溫下進行校驗。調(diào)整方法如下：在0℃時調(diào)整R2，使輸出V0=0，然后在100℃時調(diào)整R4使V0=100mV。二、攝氏溫度測量電路攝氏溫度測量電路如圖31所示?！妗D590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會損壞。T——熱力學溫度，單位K。一、AD590主要特性AD590是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。圖24系統(tǒng)總體框圖第 3 章 硬件電路的設計 信號采集信號采集系統(tǒng)包括溫度傳感器電路、濕度傳感器電路和多路開關組成。 系統(tǒng)總體設計本設計是基于單片機對數(shù)字信號的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號，和A/D模擬數(shù)字轉換芯片的性能，以8031基本系統(tǒng)為核心的一套檢測系統(tǒng)，其中包括A/D轉換、單片機、復位電路、溫度檢濕度檢測、鍵盤及顯示、報警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設計。(4) 軟件比較復雜。(2) 處理速度慢。結構框圖如圖23所示。(3) 軟件簡單，各通道可以獨立編程。總體成本可以做得較低。結構框圖如圖22所示。 信號采集通道的選擇 在本設計系統(tǒng)中，溫度輸入信號假設為8路的模擬信號，需要多通道結構。綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。2%RH；響應時間小于5S； pF/℃。不需校準的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應時間，專利設計的固態(tài)聚合物結構，由頂端接觸（HS1100）和側面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。方案二：采用HS1100/HS1101濕度傳感器。這種傳感器原是用于開關的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。方案一：采用HOS201濕敏傳感器。 濕度傳感器的選擇測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。AD590的測量信號可遠傳百余米。它只需直流電源就能工作，而且，無需進行線性校正，所以使用也非常方便，接口也很簡單。方案二：采用集成芯片AD590 AD590的測溫范圍在55℃～+150℃之間，而且精度高。按IEC標準測溫范圍200～650℃；銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。其主要的特點為精度高、測量范圍大、便于遠距離測量。方案一：采用熱電阻溫度傳感器 熱電阻是利用導體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件。圖21系統(tǒng)總體框圖 傳感器的選擇 溫度傳感器的選擇傳感器是實現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測信號進行準確可靠的捕捉和轉換，那么一切準確的測量和控制都將無法實現(xiàn)。第 2 章 設計要求和設計方案選擇 設計要求設計一溫濕度檢測系統(tǒng)：(1) 基本功能：l 檢測溫度、濕度；l 顯示溫度、濕度