【正文】 顯示（對(duì)監(jiān)測(cè)到的進(jìn)行顯示）、實(shí)時(shí)警報(bào)（根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，超出預(yù)設(shè)定的值的進(jìn)行蜂鳴警告）的功能。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來(lái)檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。串行口與LED單片機(jī)多 路模 式選 擇開(kāi) 關(guān)dht11溫濕度、檢測(cè)ADC 0832 報(bào)警電路圖31 系統(tǒng)總體框圖本設(shè)計(jì)由信號(hào)采集、信號(hào)分析和信號(hào)處理三個(gè)部分組成的。 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè) 溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號(hào)為4路的模擬信號(hào)，這就需要多通道結(jié)構(gòu)采用多路分時(shí)的模擬量輸入通道。處理速度慢。軟件比較復(fù)雜。信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路多路切換器采樣/保持器A/D轉(zhuǎn)換器接口CPU圖21多路分時(shí)的模擬量輸入通道 本章小結(jié)在本章中，主要講了溫濕度傳感器的硬件選擇和信號(hào)采集通道的選擇。在下一章中，介紹系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)所用到主要芯片。 主要特性DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的 濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng)集 成變得簡(jiǎn)易快捷。產(chǎn)品為4針單排引腳 封裝。 應(yīng)用領(lǐng)域該DHT11可以用于暖通空調(diào)、測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備、汽車(chē)、數(shù)據(jù)記錄器、消費(fèi)品、自動(dòng)控制、濕度調(diào)節(jié)器及醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域。圖32 dht11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(gè)100nF的電容，用以去耦濾波。因此在測(cè)量濕溫時(shí)，應(yīng)盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。為降低熱傳導(dǎo)，DHT11與印刷電路板其它部分的銅鍍層應(yīng)盡可 能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。配線(xiàn)注意事項(xiàng)DATA信號(hào)線(xiàn)材質(zhì)量會(huì)影響通訊距離和通訊質(zhì)量,推薦使用高質(zhì)量屏蔽線(xiàn)。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。ADC0832 具有以下特點(diǎn)：8位分辨率；雙通道A/D轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間；工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS；一般功耗僅為15mW；8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；商用級(jí)芯片溫寬為0176。C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為?40176。C； ADC0832元件說(shuō)明ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù) 校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn) 通道功能的選擇。DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。CLK 芯片時(shí)鐘輸入。CS 片選使能，低電平芯片使能。CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。但由于 DO 端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙 向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線(xiàn)上使用。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。表31 Adc0832 單端 mux 模式Mux 地址頻道Sgl/difOdd/sign0110+11+表32 Adc0832 多端 mux 模式Mux地址頻道Sgl/difOdd/sign0100+01+如表31，表32所示，當(dāng)此 2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì) CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端 IN+，CH1 作為負(fù)輸入端 IN進(jìn)行輸入。到第3個(gè)脈沖的下沉之后 DI 端的輸入電平就失去輸入作用。從第4個(gè)脈沖下沉開(kāi)始由 DO 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉 DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。也正是 從此位開(kāi)始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)字節(jié)的下沉輸出 DATD0。最后將 CS 置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí) ADC0832 的輸入電壓是 0~5V 且 8 位分辨率時(shí)的電壓精度為 。但值得注意的是，在進(jìn)行 IN+與 IN的輸入時(shí)如果IN的電壓大于IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為00H。89C51是MCS51系列單片機(jī)中CHMOS工藝的一個(gè)典型品種 ；其它廠(chǎng)商以8951為基核開(kāi)發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱(chēng)為89C51系列。此外，由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計(jì)，可提供很寬的操作頻率范圍，頻率可降至0 。由于設(shè)計(jì)是靜態(tài)的時(shí)鐘可停止而不會(huì)丟失用戶(hù)數(shù)據(jù) 運(yùn)行可從時(shí)鐘停止處恢復(fù)?？刂破鞒绦蛴?jì)數(shù)器PC ；指令寄存器IR ；定時(shí)與控制邏輯。它們均為雙向口，既可作為輸入，又可作為輸出。 有一個(gè)全雙工的串行口（）；有2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ；有1套完善的中斷系統(tǒng)。 GND：接地。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。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。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。 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(mén)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。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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。 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(mén)電流。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。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。片內(nèi)的128B的RAM地址為00H～7FH，供用戶(hù)做RAM用，但是在這中間的前32單元，00H～1FH即引用地址尋址做用戶(hù)RAM用，常常做工作寄存器區(qū)，分做四組，每組由8個(gè)單元組成通用寄存器R0～R7，任何時(shí)候都由其中一組作為當(dāng)前工作寄存器，通過(guò)RS0，RS1的內(nèi)容來(lái)決定選擇哪一個(gè)工作寄存器。此時(shí)單片機(jī)通過(guò)P2口和P0口選出6位地址，使用ALE作低8位的鎖存信號(hào)，再由P0口寫(xiě)入或讀出數(shù)據(jù)。TL低5位溢出時(shí)向TH進(jìn)位，TH溢出時(shí)向中斷標(biāo)志位TF進(jìn)位，并申請(qǐng)中斷。定時(shí)時(shí)間t=(216初值)振蕩周期12；計(jì)數(shù)長(zhǎng)度位216=65536個(gè)外部脈沖模式2：把TL0和TL1配置成一個(gè)自動(dòng)重裝載的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。TL計(jì)數(shù)溢出時(shí)不僅使TF0置1，而且還自動(dòng)將TH中的內(nèi)容重新裝載到TL中。TL0為8位計(jì)數(shù)器，功能與模式0和模式1相同，可定時(shí)可計(jì)數(shù)。定時(shí)器T1無(wú)工作模式3，但T0在工作模式3時(shí)T1仍可設(shè)置為0~2。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。89c51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)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(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器電路中的CC2的選擇在30PF左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的NPO電容，采用的晶振頻率為12MHZ。4 硬件設(shè)計(jì) 顯示與報(bào)警的設(shè)計(jì) 顯示電路 該設(shè)計(jì)中我們采用顯示驅(qū)動(dòng)接口芯片方式。MAX7219是Maxim公司推出的8位LED串行顯示驅(qū)動(dòng)器，它采用3線(xiàn)串口傳送數(shù)據(jù)，占用資源少且硬件簡(jiǎn)單，只需一個(gè)外部電阻即可方便地調(diào)節(jié)LED的亮度；可靈活地選擇顯示器的個(gè)數(shù)( 1～8個(gè), 級(jí)聯(lián)可成倍增加)；可進(jìn)行譯碼或不譯碼顯示；內(nèi)含硬件動(dòng)態(tài)掃描控制，可設(shè)置低功耗停機(jī)方式。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。峰鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需購(gòu)買(mǎi)市售的壓電式蜂鳴器，然后通過(guò)MCS51的1根口線(xiàn)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)聲。在圖中。圖44是一個(gè)簡(jiǎn)單的使用三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電路：圖44 三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電路本設(shè)計(jì)是為在溫濕度測(cè)量中對(duì)溫濕度的上下限超出是的提示報(bào)警，但溫濕度過(guò)限時(shí)，本系統(tǒng)開(kāi)始工作。而下一章我將講解軟件設(shè)計(jì)部分。通常，符合上述功能的溫濕度監(jiān)測(cè)程序由主程序和T0中斷服務(wù)程序兩部分組成。對(duì)一般線(xiàn)性?xún)x表來(lái)說(shuō)，標(biāo)度變換公式為：式中：A0為一次測(cè)量?jī)x表的下限；Am為一次測(cè)量?jī)x表的上限；AX為實(shí)際測(cè)量值；N0為儀表下限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；Nm為儀表上限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；NX為測(cè)量所得數(shù)字量。由于系統(tǒng)控制過(guò)程是由中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)的，本文給出了中斷服務(wù)程序流程圖（見(jiàn)圖42）,從中可以看到整個(gè)程序設(shè)計(jì)的思路和概貌。第一步，先設(shè)置堆棧，堆棧完后清標(biāo)志，清除暫時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，最后再清顯示的數(shù)字。第三步進(jìn)行CPU開(kāi)中斷。第五步顯示采集所得到的溫濕度數(shù)據(jù)。圖51主程序流程圖 T0中斷流程圖軟件的中斷流程圖如圖52所示。第二步進(jìn)行溫濕度采樣，接著將溫濕度值送顯示，通過(guò)指針取設(shè)定值，與已經(jīng)設(shè)定好的設(shè)定值進(jìn)行比較，采用控制算法。圖52 中斷服務(wù)程序框圖 報(bào)警子程序流程圖報(bào)警子程序圖如圖53所示。 圖54溫濕度采集流程圖6 結(jié)論 總結(jié)本文設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的單點(diǎn)糧庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能自動(dòng)簡(jiǎn)單的測(cè)量糧庫(kù)一點(diǎn)的溫濕度并且具有溫濕度超過(guò)規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行警報(bào)的功能。 改進(jìn)思路在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間，應(yīng)充分考慮并滿(mǎn)足抗干擾 的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。下面講具體的抗干擾方案。地線(xiàn)、電源線(xiàn)的部線(xiàn)肯定重要了！線(xiàn)路的去偶；數(shù)、模地的分開(kāi)；每個(gè)數(shù)字元件在地與電源之間都要104電容；在有繼電器的應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是大電流時(shí)，防繼電器觸點(diǎn)火花對(duì)電路的干擾，可在繼電器 線(xiàn)圈間并一104和二極管，在觸點(diǎn)和常開(kāi)端間接472電容，效果不錯(cuò)！為防I/O口的串?dāng)_，可將I/O口隔離，方法有二極管隔離、門(mén)電路隔離、光偶隔離、電磁隔離等；當(dāng)然多層板的抗干擾肯定好過(guò)單面板，但成本卻高了幾倍。因?yàn)槠骷焐牟蛔闶呛茈y用外部方法去彌補(bǔ)的，但往往抗干擾能力強(qiáng)的就貴些總結(jié)本文的研究工作，主要做了下面幾點(diǎn)較突出的工作：3． 通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料，詳細(xì)了解了dht11傳感器的優(yōu)點(diǎn)，以及他的結(jié)構(gòu)與功能并且明確了研究目標(biāo)。5． 文章給出了系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計(jì)方案,硬件結(jié)構(gòu)電路圖，軟件流程圖和具體匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等方面。7． 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，重新復(fù)習(xí)并進(jìn)一步學(xué)習(xí)了MCS51；并且熟練掌握了WORD等軟件的使用。參 考 文 獻(xiàn)[1] ARM Limited. ARM7TDMI(Rev4)Technical Reference Manual[M]．ARM DDI 0201A，2001.[2] 王永志,[J] .農(nóng)機(jī)化研究, 2008,(08).[3] [J].傳感器技術(shù),2003,(04)3037.[4] [J].電腦學(xué)習(xí), 2003,(04)5055.[5] [J].電子工程師,2004,(10).[6] [M].北京航空航天大學(xué)出