【正文】 對于新型工藝的使用：在發(fā)展新型傳感器中，離不開新工藝的采用。該技術(shù)又稱微機械加工技術(shù)，是近年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，目前已越來越多地用于傳感器領(lǐng)域，例如濺射、蒸鍍、等離子體刻蝕、化學氣體淀積、外延、擴散、腐蝕、光刻等，迄今已有大量采用上述工藝制成的傳感器的國內(nèi)外報道。應(yīng)變片可分為體型應(yīng)變片、金屬箔式應(yīng)變片、擴散型應(yīng)變片和薄膜應(yīng)變片，而薄膜應(yīng)變片則是今后的發(fā)展趨勢，這主要是由于近年來薄膜工藝發(fā)展迅速，除采用真空淀積、高頻濺射外，還發(fā)展了磁控濺射、等離子體增強化學汽相淀積、金屬有機化合物化學汽相淀積、分子束外延、光CVD技術(shù)，這些對傳感器的發(fā)展起了很大推動作用。這種應(yīng)變計厚度很薄，大約為傳統(tǒng)的箔式應(yīng)變計的十分之一以下，故又稱薄膜應(yīng)變計。用化學氣相淀積法制備薄膜，以其成膜溫度低、可靠性好、系統(tǒng)簡單等優(yōu)點而發(fā)展很快，在制備多晶硅微晶硅傳感器方面有許多報道。目前已極少采用機械方法加工硅杯，而改為可控的化學腐蝕方法，如各向異性腐蝕、凸角補償和etchstep法等，化學腐蝕方法，可做到工藝穩(wěn)定，硅杯尺寸很小，膜片均勻度很高，結(jié)構(gòu)從C形、E形、雙島發(fā)展到梁膜式，性能和生產(chǎn)率都有很大提高。集成化的另一個定義是多功能一體化，即將傳感器與放大、運算以及溫度補償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個器件。集成化已經(jīng)成為傳感器技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式、等類型，其中壓阻式集成化傳感器發(fā)展快、應(yīng)用廣。國內(nèi)在80年代就研制出了把壓敏電阻、電橋、電壓放大器和溫度補償電路集成在一起的單塊壓力傳感器，其性能與國外同類產(chǎn)品相當。提高了輸出性能及可靠性，有較強的抗干擾能力，完全消除了二次儀表帶來的誤差。其性能穩(wěn)定，使用方便，溫度范圍在。集成化溫度傳感器具有遠距離測量和抗干擾能力強等優(yōu)點，具有很大的實用價值。所謂多功能化的典型實例，美國某大學傳感器研究發(fā)展中心研制的單片硅多維力傳感器可以同時測量3個線速度、3個離心加速度（角速度）和3個角加速度。多功能化不僅可以降低生產(chǎn)成本，減小體積，而且可以有效的提高傳感器的穩(wěn)定性、可靠性等性能指標。例如一種溫、氣、濕三功能陶瓷傳感器已經(jīng)研制成功。由上還可以看出，集成化對固態(tài)傳感器帶來了許多新的機會，同時它也是多功能化的基礎(chǔ)。借助于半導體集成化技術(shù)把傳感器部分與信號預處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制作在同一塊芯片上，即成為大規(guī)模集成智能傳感器。這類傳感器具有多能、高性能、體積小、適宜大批量生產(chǎn)和使用方便等優(yōu)點，可以肯定地說，是傳感器重要的方向之一。這一概念最早是由美國宇航局在開發(fā)宇宙飛船過程中提出來的。為使宇宙員能正常生活，需要控制艙內(nèi)的溫度、濕度、氣壓、加速度、空氣成分等。所有這些都需要大量的傳感器。為了不丟失數(shù)據(jù)，又要降低費用，提出了分散處理這些數(shù)據(jù)的方法。由此可見，智能傳感器是電五官與微電腦的統(tǒng)一體，對外界信息具有檢測、數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷、自診斷和自適應(yīng)能力的集成一體化多功能傳感器，這種傳感器還具有與主機互相對話的功能，也可以自行選擇最佳方案。 數(shù)字氣壓 溫度、濕度系統(tǒng)設(shè)計意義氣壓計、溫室傳感器被廣泛應(yīng)用于國防領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域以及我們?nèi)粘＜彝ド钪小＿\用于氣壓計的氣壓傳感器基本都是依靠不同高度時的氣壓變化來獲取氣壓值的。傳感器包括一個電 阻 式 感 濕元件和一 個 NTC 測溫元件，并與一個 高性能 8 位單片機相 連接。. 顯示模塊的芯片在工業(yè)控制中，顯示器件向來是很重要的一環(huán)，隨著科技的迅速發(fā)展，顯示器件的種類也是越來越多，目前主流的顯示器件就是液晶顯示器，液晶顯示器簡稱LCD顯示器，它是利用液晶經(jīng)過處理后能夠改變光線的傳輸方向的特性實現(xiàn)顯示信息的，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富超薄輕巧等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到日益廣泛的應(yīng)用。前兩種能夠顯示數(shù)字、字符等，而圖形點陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形。LCD1602可以顯示兩行，每行16個字符，采用+5V電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。 顯示模塊原理圖 LCD1602原理 LCD1602是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平，RW為高電平時可以讀取忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)； 第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令；第714腳： D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線；第1516腳：空腳。本設(shè)計采用時鐘芯片DS1302，是直流充電計時芯片，通過簡單的串行口與微處理器進行通信?！?。（2）DS1302的控制DS1302的控制字如表1所示。位6為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)。最低有效位（位0）如為0表示要進行寫操作，為1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出 DS1302控制字在控制指令字輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。如圖24所示 (4)DS1302的寄存器DS1302有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、。WP=1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。因此該傳感器具有品質(zhì)卓越、超快應(yīng)、抗干擾能力強、性價比高等優(yōu)點。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達 20 米以上，使成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。 DHT11性能說明 DHT11性能說明 DHT11接口說明連接線長度短于20米時用5K上拉電阻,大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻 典型應(yīng)用電路 電源引腳DHT11的供電電壓為3－。電源引腳（ VDD ，GND ）之間可增加一個 100nF的電容，用以去耦濾波。操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit, 高位先輸出。用戶MCU發(fā)送一次開始信號后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開始信號結(jié)束后，DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號，送出 40bit 的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。DHT11接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結(jié)束,延時等待2040us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號,主機發(fā)送開始信號后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高。則DHT11沒有響應(yīng)，請檢查線路是否連接正常。 字0信號表示方法 字1信號表示方法 DHT11接線圖 氣壓數(shù)據(jù)采集模塊 氣壓數(shù)據(jù)采集模塊的芯片選擇氣壓傳感器對于系統(tǒng)至關(guān)重要，需要綜合實際的需求和各類氣壓傳感器的性能參數(shù)加以選擇。絕對氣壓值對應(yīng)的既是實際的氣壓值，顯然本設(shè)計要實現(xiàn)的數(shù)字氣壓采集需要能測量絕對氣壓值的氣壓傳感器。經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計選用美國摩托羅拉公司的集成壓力傳感器。 氣壓數(shù)據(jù)采集模塊的原理圖數(shù)據(jù)采集模塊由氣壓傳感器MPX4115構(gòu)成，采集的是大氣壓值。 氣壓數(shù)據(jù)采集模塊原理圖MPX4115系列壓電電阻傳感器是一個硅壓力傳感器。還能為高水準模擬輸出信號提供一個均衡壓力。%VPSS靈敏度V/PmV/KPa響應(yīng)時間（10%～90%）tRms上升報警時間20ms偏置穩(wěn)定性177。關(guān)于A/D轉(zhuǎn)換，本課題中采用一種電壓頻率轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)模擬電壓數(shù)字化的處理。V/F器件的作用是將輸入電壓的幅值轉(zhuǎn)換成頻率與輸入電壓幅值成正比的脈沖序列，雖然V/F器件本身還不能算作量化器，但加上定時器與計數(shù)器以后也可以實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。通過測量V/F輸出頻率，可以實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換功能。它與AD574等電路相比，具有接線簡單，價格低廉，轉(zhuǎn)換精度高等特點，而且LM331芯片在轉(zhuǎn)換過程中不需要軟件程序驅(qū)動，這與AD574等需要軟件程序控制的A/D轉(zhuǎn)換電路相比，使用起來方便了許多。LM331是一款高精度電壓頻率轉(zhuǎn)換芯片。其中圖中的7號引腳Vin是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入端，接到上一個數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊原理圖 LM331的原理LM331是性能價格比比較高的集成芯片。線性度好, 最大非線性失真小于0. 01 % , 工作頻率低到0. 1Hz 時尚有較好的線性；變換精度高數(shù)字分辨率可達12 位；外接電路簡單, 只需接入幾個外部元件就可方便構(gòu)成V/ F 或F/ V 等變換電路,并且容易保證轉(zhuǎn)換精度。當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此兩引腳端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。當RST輸入端保持2個機器周期以上高電平時，單片機完成復位初始化操作。 ：地址鎖存允許信號輸入端。當單片機正常工作后，ALE端就周期性地以時鐘振蕩頻率的1/6固定頻率向外輸出正脈沖信號。：程序存儲器允許輸出端。CPU從外部程序存儲器取指令時，PSEN信號會自動產(chǎn)生負脈沖，作為外部程序存儲器的選通信號。當EA為高電平時，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令，但當PC中的值超過0FFFH時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器指令；當EA為低電平時，CPU只執(zhí)行片外程序存儲器指令。分為三部分：數(shù)據(jù)總線,地址總線,控制總線.數(shù)據(jù)總線：P0口提供。控制總線：ALE—地址鎖存信號，實現(xiàn)P0口低8位輸出； —片外ROW讀信號；—片外RAW讀信號； —片外RAW寫信號。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(shù)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軟件是目前最流行開發(fā)MCS51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。 程序流程圖 顯示單片機程序流程圖 采集單片機程序流程圖 核心代碼 顯示單片機主函數(shù)：includeincludeincludeincludeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intunsigned char timecount。unsigned char num。 for(x=z。x) for(y=110。y)。 //時鐘停止標志 LcdInitiate()。 Init_DS1302()。 Config905()。 up_flag=0。 done=0。 //進入默認液晶顯示 show=0。 TH0=0x15。 TR0=1。 //進入調(diào)整模式 displaytime()。 Setkey()。 num=num+1。 if(TF0) { TR0=1。 TH0=0x15。 if(num==50||show==1) //20秒時間到或者一鍵采集按鈕按下 { num=0。 TxRxBuf[4]=0xff。 delayT(100)。 //發(fā)送命令數(shù)據(jù) LED=0。 DisplayWait()。 LED=1。 LED=0。 LED=1。 LED=0。 T_data_H_temp = TxRxBuf[1]。 PressVal_L = TxRxBuf[3]。 WriteInstruction (0x01)。//顯示濕度 delayT(3000)。 DisplayTem_H()。 WriteInstruction (0x01)。//顯示氣壓 delayT(3000)。 } TR0=1。 //定義字符數(shù)組顯示數(shù)字uchar second,minute,hour,day,month,year,week。/*****************************************************函數(shù)功能：延時若干微秒入口參數(shù)：n***************************************************/ void delay_ns(uchar n) { uchar i。in。 }/*****************************************************函數(shù)功能：向1302寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)入口參數(shù)：x***************************************************/ void Write1302(uchar dat){ uchar i。 //拉低SCLK，為脈沖上升沿寫入數(shù)據(jù)做好準備為上升沿時才能寫進數(shù)據(jù)） delay_ns(2)。i8。0x01。 //稍微等待，使硬件做好準備 SCLK=1。 //稍微等待，使硬件做好準備 SCLK=0。 //將dat的各數(shù)據(jù)位右移1位，準備寫入下一個數(shù)據(jù)位 } }/*****************************************************函數(shù)功能：根據(jù)命令字，向1302寫一