【正文】 :某轉(zhuǎn)換器具有 10V 的單極性范圍或一 5 一 +5V 的雙極性范圍，它們的量程都為 10V。同樣分辨率的轉(zhuǎn)換器其精度可能不同。絕對(duì)精度用最低位 (LSB)的倍數(shù)來(lái)表示，如 : 如1LSB 。 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率為 8位。 分辨率 (Resolution)分辨率反映轉(zhuǎn)換器所能分辨的被測(cè)量的最小值。所有的數(shù)字電源，模擬電源，接口驅(qū)動(dòng)電壓等 電源，均通過(guò)兩個(gè)電容（ 100nF//10mF）并聯(lián)后與就近的地連接去耦。 AD與 DSP 之間采用的是 16 位并口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以 SER/PAR，H/S， W/B 均接地。片選信號(hào) CS 接地，始終保持接通。參考電壓采用的是內(nèi)部參考電壓。因此 VDD/VSS至少為 +/10V。 AD7656 允許的模擬輸入信號(hào)有兩種量程，一種是輸入信號(hào)為 +/5V 之間，另外一種為 +/10V 之間。 AVCC 和 DVCC 分別為模擬電源和數(shù)字電源，范圍為 ~ V。 T1AC1V+ 2AC3V4D6C41 0 0 u /1 6 VC61 0 0 u /1 6 vV C CV in1GND3+ 5 V 2U27 8 0 5C51 0 4C71 0 4 A/D 轉(zhuǎn)換電路 AD7656 是高集成度、 6 通道、 16bit 逐次逼近（ SAR）型 ADC，它具有每通道達(dá) 250kSPS 的采樣率，并且在片內(nèi)包含一個(gè) 。 系統(tǒng)電源模塊 系統(tǒng)電源電路如圖 36 所示。 糧倉(cāng)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 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(wèn)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)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。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。 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。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 糧倉(cāng)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 P2口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入 。 P1口管腳寫(xiě)入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 P0 口和 P2口空著，在有必要的時(shí)候可以擴(kuò)展系統(tǒng)的 ROM 和 RAM,下圖給出的是 AT89C51 的最小系統(tǒng)圖。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動(dòng)器相連，用來(lái)顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，傳感器的電容量也隨著變化，這種變化反應(yīng)到由振蕩電路提供的正弦波信號(hào)，通過(guò)電壓跟隨器輸出電壓值。濕度檢測(cè)電路如圖 34 所示。然而，遺憾的是盡管許多國(guó)家的專業(yè)人員為改進(jìn)傳感器的性能進(jìn)行了不懈的努力，但是在探索生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品的工藝條件，以及提高性能穩(wěn)定性等與實(shí)用有關(guān)的重要問(wèn)題 . 上始終未能取得重大的突破。因此它被認(rèn)為是進(jìn)行高空大氣探測(cè)可供選擇的幾種合乎要求的傳感器 之一。另外，它還適用于測(cè)量液體中的水分。 濕敏元件的 線性度 及抗污染性差，在檢測(cè)環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長(zhǎng)期暴露在待測(cè)環(huán)境中，很容易被污染而影響其測(cè)量精度及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。 濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度。 濕度采樣電路設(shè)計(jì) 濕敏元件是最簡(jiǎn)單的濕度傳感器。 糧倉(cāng)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 將 AD590放入 0 ℃的冰水 混合溶液中， A1同相輸入端的電壓應(yīng)為 同樣使 A2 的輸出電壓也為 ，因此 A1與 A2兩輸出端之間的電壓為 0V,即對(duì)應(yīng)于 0℃。而運(yùn)放 A2 的作用是把絕對(duì)溫標(biāo)轉(zhuǎn)換成攝氏溫標(biāo)，給 A2的同相輸入端輸入一個(gè)恒定的電壓，然后將此電壓放大到 。為了使此電阻精確 (%)，可用一 個(gè) ? 的電阻與一個(gè) 1 k?電位器串聯(lián)，然后通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)獲得精確的 l0k? 的電阻。因?yàn)榱鬟^(guò) AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1 和電位器 RP1 的電阻之和為 10k? 時(shí)，輸出電壓 0V 隨溫度的變化為 l0mV/K。 由式（ 5）知，改變 的值可以改變 VO的大小。電位器 R4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。在反饋電阻為 100kW 的 情況下，設(shè) 1和 2 AD590 處的溫度分別為 （℃）和 （℃），則輸出電壓為 。 AD581 是高精度集成穩(wěn)壓器，輸入電壓最大為 40V，輸出 10V。要使圖 2中的輸出為 200mV/℃，可通過(guò)增大反饋電阻（ 圖中反饋電阻由 R3與電位器 R4串聯(lián)而成）來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，若室溫為 25℃，那么 VO應(yīng)為 25mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至 0℃時(shí)， VO=0mV， 100℃時(shí) VO=100mV 為止。 攝氏溫度測(cè)量電路 圖 2所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)， R4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益?；蛟谑覝叵?(25℃ )條件下調(diào)整電位器 ,VO=+25=（ mV）。但由于 AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。 AD590 的應(yīng)用電路 基本應(yīng)用電路 圖 1（ a）是 AD590 的封裝形式，圖 1（ b）是 AD590 用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。電壓輸出型的靈敏度一般為 10mV/K，溫度 0℃時(shí)輸出為 0，溫度 25℃時(shí)輸出。 集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)溫室溫度控制的特點(diǎn)，本系統(tǒng)中溫度傳感器選用 AD590 集成溫度傳感器。系統(tǒng)的硬件組成 : (1)信號(hào)采樣電路 (2)單片機(jī)基本系統(tǒng) (8031) (3) A/D 轉(zhuǎn)換電路 (4)鍵盤(pán)和顯示電路 (5)執(zhí)行電路 信號(hào)采樣電路設(shè)計(jì) 采樣電路在整個(gè)控制裝置中占據(jù)著十分重要的地位，采樣值是8031 主要處理的數(shù)據(jù)，是實(shí)施控制的依據(jù)，所以保證采樣電路的準(zhǔn)確是進(jìn)行良好控制的基礎(chǔ)。當(dāng)溫、濕度超過(guò)上、下限設(shè)定值時(shí)，可自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，報(bào)警的上下限值可通過(guò)鍵盤(pán)隨時(shí)設(shè)定。 糧倉(cāng)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 總的設(shè)計(jì)思想是通過(guò)溫、濕度傳感器將溫度、濕度值轉(zhuǎn)換為電量輸出，由A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，被數(shù)字化的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后，送顯示器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成溫、濕度聲光報(bào)警的功能，總體設(shè)計(jì)框圖如圖 31所示。 不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。因此可以用查詢方式，測(cè)試 EOC 的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。可 據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 （ 1）定時(shí)傳送方式 對(duì)于一種 A/D 轉(zhuǎn)換其來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。當(dāng) OE 輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。糧倉(cāng)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。 GND：地。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有 效。 START： A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換）。 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端。 圖 21ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的管腳 2． 外部特性（引腳功能） ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，下面說(shuō)明各引腳功能。 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13． 22 所示，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μ s(時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μ s（時(shí)鐘為 500kHz 時(shí)） 4）單個(gè) +5V 電源供電 5）模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 ADC0809 的主要技術(shù)指標(biāo)為 : 1） 8 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 ℃。 精度高。 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。 AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。它的主要特性如下： 流過(guò)器件的電流（ mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)，即：mA/K 式中： — 流過(guò)器件（ AD590）的電流，單位為 mA； T— 熱力學(xué)溫度，單位為 K。 ，提高系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性。 。當(dāng)環(huán)境溫度變化 時(shí)，其電阻值也相應(yīng)改變并且從 NTC 端引出，配上二次儀表即可測(cè)量出溫度值 [f}l0 本課題的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 實(shí)現(xiàn)溫室溫、濕度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。 頻率 /溫度輸出式集成濕度傳感器 典型產(chǎn)品為 HTF3223 型。其主要特點(diǎn)是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對(duì)濕度成比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強(qiáng)。 二、集成濕度傳感器 目前，國(guó)外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主 要廠家及典型產(chǎn)品分別為 Honeywe”公司 ((H1H3602, HIH3605, HIH3610 型 )， Humirel 公司 (