【正文】 輸。微 處 理 器時鐘SRAM傳感器CAN 總線節(jié)點外 部 電 源 傳感器節(jié)點結構框圖，傳感器節(jié)點由傳感器、微處理器、CAN總線節(jié)點、外部電源、時鐘組成。 接收端方案設計。② 微處理器對數(shù)據(jù)處理后通過數(shù)碼管顯示，并通過語音播報系統(tǒng)報數(shù)。 系統(tǒng)開發(fā)工具 硬件開發(fā)工具介紹Protel是由始建于1985年的Protel Technonology公司開發(fā)的、功能強大的電子電路設計軟件，歷經(jīng)Protel for Dos、Protel9Protel 99和Protel 99SE等版本，2002年Protel Technonology公司更名為Altium公司，并推出Protel的最新版本Protel DXP。同時，Protel DXP將項目管理方式、SCH圖和PCB圖的雙向同步技術、多通道設計，拓撲自動布線以及電路仿真等技術進行了完美的結合，稱謂當今最為流行的電路設計制版軟件。 Protel DXP開發(fā)環(huán)境界面Protel DXP的新增功能與特性主要體現(xiàn)在以下幾點：① Protel DXP是各種設計工具更加緊密集成，大大提高了同步化程度；② Protel DXP支持自由的非線性流程設計，即雙向同步設計；③ Protel DXP支持VHDL設計和混合模式設計；④ Protel DXP支持多重組態(tài)設計，對于同一個文件，可以指定使用或不使用其中的某些元器件，然后形成元器件表或插置文件等；⑤ 集成元器件與元器件庫。Protel DXP可使原理圖與電路板之間的轉換更加流暢，另外還使交互參考的操作變得更容易；⑦ 強大的尺寸線工具。Protel DXP可直接在PCB編輯器中進行信號分析；⑨ 波形數(shù)據(jù)的輸入與輸出 Protel DXP可通過電子表格形式輸出仿真波形上的各點數(shù)據(jù), 共其他程序應用, 也可以讓其他程序的波形數(shù)據(jù)作為輸入。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行的單片機開發(fā)的軟件。Vision2集成開發(fā)環(huán)境是美國Keil Software公司開發(fā)的基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)嵌多種符合當前工業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程尤其是C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準確性和效率方面達到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制選項，在開發(fā)大型項目時非常理想。Vision2集成開發(fā)環(huán)境界面。Vision2集成開發(fā)環(huán)境Keil C51 181。Vision2：是一個集成開發(fā)環(huán)境，它將項目管理、源代碼編輯和程序調試等組合在一個功能強大的環(huán)境中；② C51國際際準化C交叉編譯器：從C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標模塊；③ A51宏匯編器：從80C51匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標模塊；④ BL51鏈接器/定位器：組合由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標模塊，生成絕對目標模塊；⑤ LIB51庫管理器：從目標模塊生成連接器可以使用的庫文件；⑥ OH51目標文件至HEX格式的轉換器，從絕對目標模塊生成Intel Hex文件；⑦ RTX51實時操作系統(tǒng)：簡化了復雜的實時應用軟件項目的設計。 系統(tǒng)控制器方案比較控制器優(yōu)點缺點DSP功能強大，能完成復雜的控制和數(shù)據(jù)處理任務開發(fā)成本、周期要比單片機要高、要長且開發(fā)難度大 ARM資源豐富，處理能力強，擴展簡單、功耗低開發(fā)成本、周期比單片機要高、要長單片機實現(xiàn)簡單，開發(fā)成本低，周期短、功耗低處理能力不強，被控對象少，抗干擾能力較差DSP器件在工控領域的應用，從長遠的觀點來看是一個必然的趨勢。ARM芯片具有體積小、功耗低、低成本和高性能的特點，但是與DSP器件一樣，不適合應用在小型系統(tǒng)的場合。51單片機作為從八十年代就開始流行的處理器，其價格低廉，開發(fā)技術成熟，應用廣泛。這類微控制器正好滿足無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)低功耗、低價格、開發(fā)簡單的要求。② 可靠性高。③ 易擴展。④ 控制功能強。一般來說，單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。但近年來已開始出現(xiàn)了片內(nèi)固化有BASIC解釋程序及FROTH操作系統(tǒng)的單片機，使單片機系統(tǒng)的開發(fā)提高了一個新水平。特別是單片機與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品相結合，使原有機械產(chǎn)品的結構簡化、控制智能化。目前，至少有50個系列400余種機型，性能和結構各不相同，Intel、Motorola、Atmel等公司都有系列單片微型計算機。它具有89C52的全部功能，是80C51的增強型并且指令完全兼容，AT89S52新增加的功能由特殊功能寄存器完成，相信日后它將更廣泛地應用于工業(yè)控制、汽車控制、智能儀器儀表及電機控制等應用領域。AT89S52內(nèi)部增加了片內(nèi)看門狗定時器，這將有利于堅固用戶應用系統(tǒng)，提高系統(tǒng)可靠性；AT89S52獨有的雙數(shù)據(jù)指針使數(shù)據(jù)操作更加快捷方便；再次，AT89S52運行速度更高，最高晶振可達到33MHz；最后，AT89S52支持ISP（InSystem Programming）在線下載功能。用戶可以直接替換應用系統(tǒng)中的AT89C51/52，而軟件硬件均不需作任何修改，這給正使用AT89C51/52單片機的用戶更新?lián)Q代帶來許多方便。因此，用它作為系統(tǒng)的控制器可以滿足檢測與控制的要求。 AT89S52引腳圖。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在Flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)，在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在Flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。對P2端口寫1時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高八位地址。在使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在Flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。ALE/：地址所存控制信號ALE是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置1，ALE操作將無效。否則，ALE將被微弱拉高。是外部程序存儲器選通信號。/VPP是訪問外部程序存儲器控制信號。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應該接VCC。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 單總線技術目前常用的微機與外設之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€主要有總線、SPI總線和SCI總線。近年來，美國DALLAS半導體公司開發(fā)了一種新技術——單總線技術。它具有節(jié)省I/O口線資源、結構簡單、成本低廉、便于總線擴展和維護等諸多優(yōu)點，適用于遠距離、多點測試、集中控制、現(xiàn)場缺電等場合?？偩€命令者可以是PC機或者普通的單片機，從者是DALLAS公司提供的單總線器件芯片。 單總線的硬件配置單總線系統(tǒng)只定義了一根信號線。為了區(qū)分這些芯片，廠家在生產(chǎn)每個芯片時，都編制了唯一的序列號，通過尋址就能把芯片識別出來，組成一個自動測控系統(tǒng)，甚至還可以組成一個微型局域網(wǎng)。從最低位開始，前8位是族碼，表示產(chǎn)品的分類編號；接著的48位是一個序列號；最后8位是前56位的CRC校驗碼。單總線上通常處于高電位（5V左右），每個器件都能在需要時驅動它。連接單總線電纜是有長度限制的。單總線的數(shù)據(jù)傳輸有兩種模式：通常情況下，超速模式可達142kbps。 單總線的總線協(xié)議總線協(xié)議是軟件設計的任務。簡潔的硬件配置是依靠復雜的軟件來支持的。而用單片機作為主控機時，需要依據(jù)單總線協(xié)議，用匯編語言或高級語言來編寫全部軟件，給開發(fā)應用增加了一定的難度。一次數(shù)據(jù)傳輸可分為以下四個操作過程: 初始化；傳送ROM命令；傳送RAM命令；數(shù)據(jù)交換。初始化時序是由一個復位脈沖和一個或多個從者發(fā)出的應答脈沖組成。當總線命令者檢測到某器件的存在時，首先發(fā)送7個ROM功能命令中的一個命令：讀ROM；寫ROM；查找ROM；跳過ROM；超速匹配ROM；超速跳過ROM；條件查找ROM。所有數(shù)據(jù)的讀寫都是從最低位開始的。各器件的數(shù)據(jù)手冊對這4種波形參數(shù)都作了具體要求，設計中應保證指令執(zhí)行時間小于或等于時序信號中的最小時間。4 傳感器模塊設計 溫濕度傳感器電路設計 SHT10 溫濕度傳感器的技術特性SHT10溫濕度傳感器屬于SHTxx系列產(chǎn)品，是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全標定的數(shù)字輸出。具有超快響應、抗干擾能力強、功耗低、極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。 SHT10溫濕度傳感器主要技術參數(shù)參數(shù)條件MinTypMax單位供電DC5V供電電流測量550uA平均421952uA休眠1uA低電平輸出電壓0Vdd低電平輸出電壓75%1Vdd低電平輸入電壓下降沿80%Vdd低電平輸入電壓上升沿1Vdd焊盤上的輸入電流1uA輸入峰值電流on4mA三態(tài)門（off）10uA傳感器的應用環(huán)境要求：如果一些大分子與傳感器內(nèi)部的濕敏元件接觸，很難再發(fā)揮到空氣中，會阻塞空氣中水分子的滲入，導致傳感器反應不靈敏，測量濕度偏高。注意上拉電阻的鏈接：因為由于不加上拉電阻或者阻值選用不當，給應用帶來麻煩。具體情況由用戶根據(jù)自己的單片機類型進行調整。如果選用頻率較高，要在軟件加一些延時和空操作指令，以調整時序。注意單片機的I/O設置：注意選用不同單片機編程時對SCK、DATA的I/O方向設置與轉換。如果傳感器工作在95%RH以上高濕環(huán)境，要避免發(fā)生冷穎現(xiàn)象。測濕精度為177。℃。接通后，可將SHTxx 的溫度提高大約 5℃（9℉）。應用于：比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。 SHT1x內(nèi)部結構框圖 SHT10引腳排列圖。封裝類型SHT10采用4針的單排引腳形式包裝。不含鉻、汞。傳感器頭部背面的鍍金板與GND引腳相連。所有引腳均鍍金處理，以防腐蝕。 SHT的封裝尺寸SHT10 的供電電壓為 ~。在此期間無需發(fā)送任何指令。 SHTxx 的串行接口，在傳感器信號的讀取及電源損耗方面，都做了優(yōu)化處理；但與 I2C 接口不兼容。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小 SCK 頻率。DATA 在 SCK 時鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在 SCK 時鐘上升沿有效。為避免信號沖突，微處理器應驅動DATA 在低電平。上拉電阻通常已包含在微處理器的 I/O 電路中。 SHT10應用電路原理圖將SHT10的4個引腳全部用排插引出，方便接線，電源引腳VCC和GND之間接入100nF的電容，用于去耦濾波。 狀態(tài)寄存器位Bit類型說明默認值7預留06R電量不足（低電壓檢測）‘0’對應Vdd‘1’ 對應VddX無默認值，此位僅在測量結束后更新5預留04預留03僅供測試，不使用02R/W加熱0關1R/W不從OTP 加載0加載0R/W‘1’=8bit RH/12bitT分辨率‘0’=12bit RH/14bit T 分辨率012bit RH14bit RH SHT10的數(shù)據(jù)發(fā)送用一組“ 啟動傳輸”時序，來表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟：罄m(xù)命令包含三個地址位（目前只支持“000”），和五個命令位。在第 9 個 SCK 時鐘的下降沿之后，釋放 DATA（恢復高電平）。下一次命令前等待至少11ms11110 測量分辨率調整默認的測量分辨率分別為 14bit（溫度）、12bit（濕度），也可分別降至 12bit 和 8bit。程序調試過程中有效排查方法：在程序仿真運行過程中，用示波器監(jiān)測DATA，SCK兩路信號的輸出波形，與SHT10的技術手冊中的傳輸時序波形比對，看是否符合傳感器的時序要求，對軟件進行相應調整。根據(jù)噪聲測試分析要求，阻抗匹配電路的響應工作頻率為 0．1 ～4 kHz ，不均勻性限制在1dB以內(nèi)。當2個駐極體話筒相同極連接時，測得的聲源波形和聲壓級相對較大。采用 2個駐極體話筒作傳感器的工作原理與采用 2個揚聲器作傳感器的工作原理相同。 2M034D型，別針型麥克風WM034B / 034DB型。 噪聲傳感原理圖 實測分析 話筒是一種轉化聲信號為電信號的元件， 也可以用揚聲器代替 。 話筒指向性是指在頻率固定時在特定方向上錄入的聲音特大。聲信號的測量在實驗室 中進行，通過頻譜分析儀記錄信號功率和頻譜 ， 測試方法通常為“斷聲源法”和“脈沖聲源法”，斷聲源法用的聲源一般為粉紅噪聲和白噪聲。粉紅噪聲是一種頻率覆蓋范圍很寬的聲音，這種信號隨著