【正文】 晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是T4的n倍。因此，電流I1為： I1＝ΔUBE／R＝（KT／q）（lnn）／R　對于AD590，n＝8，這樣，電路的總電流將與熱力學(xué)溫度T成正比，將此電流引至負載電阻RL上便可得到與T成正比的輸出電壓。圖3中的電阻R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準溫度下可得到1μA／K的I值。因為流過AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kΩ時，輸出電壓V0隨溫度的變化為1mV/K。但這樣調(diào)整只保證在0℃或25℃附近有較高的精度 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙圖35 　AD590應(yīng)用電路四. 攝氏溫度測量電路如圖35所示，電位器R2用于調(diào)整零點，R4用于調(diào)整運放LF355的增益。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至0℃時，V0=0mV，100℃時V0=100mV為止。例如，若室溫為25℃，那么V0應(yīng)為25mV。五. 多路檢測信號的實現(xiàn) 本設(shè)計系統(tǒng)為八路的溫度信號采集，而MC14433僅為一路輸入，故采用CD4051組成多路分時的模擬量信號采集電路，其硬件接口如圖36所示 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙圖36八路分時的模擬量信號采集電路硬件接口 濕度傳感器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(xué)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。下面 介紹HS1100/HS1101濕度傳感器及其應(yīng)用。圖37a為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 圖37a、濕敏電容工作的溫、濕度范圍 圖37b、濕度電容響應(yīng)曲線相對濕度在1%100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于177。可見精度是較高的。如何將電容的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運方與租蓉組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之成反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集頻率輸出的555測量振蕩電路如圖37所示。7端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路又構(gòu)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。圖3頻率輸出的555振蕩電路畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙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，此時輸出，此時輸出引腳3端又由低電平突降為高電平，如此翻來覆去，形成方波輸出。表31空氣濕度與電壓頻率的典型值三、多路檢測信號的實現(xiàn) 本設(shè)計系統(tǒng)為八路的濕度信號采集，故采用CD4051組成多路分時的模擬量信號采集電路，其硬件接口如圖38所示畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙圖38八路分時的模擬量信號采集電路硬件接口 多路開關(guān)多路開關(guān)，有稱“多路模擬轉(zhuǎn)換器”。反之，當模擬信號有公共輸出端輸入時 ，作為信號分離器，實現(xiàn)了1線到n線的分離功能。在本設(shè)計中，由于采用了溫濕度雙量控制，所以在信號采集中將有兩個模擬量被提取，這時選用多路開關(guān)就是很必要的。該芯片由DTL/TTLCOMS電平轉(zhuǎn)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(guān)TG組成。XCOM（3）：該引腳作為輸出時，則為公共輸出端；作為輸入時，則為輸入端。若INH為高電平，則為禁止各通道和輸出端OUT/IN接至；若INH為低電平，則允許各通道按表32關(guān)系和輸出段OUT/IN接通。VGG（7）；電平轉(zhuǎn)換器電源，通常接+5V或5V。其它情況下，輸出端OUT/IN輸出端OUT/IN和各通道的接通關(guān)系如下表 32輸入狀態(tài)接通通道 輸入狀態(tài)接通通道INHCBAINHCBA000000101500011011060 010201117001131xxx均不顯示01004 信號分析與處理 A/D轉(zhuǎn)換一．A/D轉(zhuǎn)換器的特點為了把溫度、濕度檢測電路測出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送CPU處理，本系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙選用了雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，它精度高，分辨率達1/1999。MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器由于雙積分方法二次積分時間比較長，所以A/D轉(zhuǎn)換速度慢，但精度可以做得比較高；對周期信號變化的干擾信號積分為零，抗干擾性能也比較好。二．MC14433A/D轉(zhuǎn)換器件簡介MC14433是三位半雙積分型的A/D轉(zhuǎn)換器，具有精度高，抗干擾性能好的優(yōu)點，其缺點是轉(zhuǎn)換速率低，約1—10次/秒。MC14433A/D轉(zhuǎn)換器與國內(nèi)產(chǎn)品5G14433完全相同，可以互換。轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)以BCD碼的形式分四次送出（最高位輸出內(nèi)容特殊，詳見表33）。VEE: 模擬部分的負電源端，接5V。VSS： 數(shù)字地端。外界電阻及電容端RI： 積分電阻輸入端，VX=2V時，R1=470?；VX=200Mv時，R1=27K?。C1 。 R1/C1： R1 與C1的公共端。轉(zhuǎn)換啟動/結(jié)束信號端EOC： 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，正脈沖有效。過量程信號輸出端/OR ： 當|Vx|?VR，過量程/OR 輸出低電平。DS1 對應(yīng)千位，DS4 對應(yīng)個位。圖312 MC14433選通脈沖時序圖BCD碼輸出線Q0Q3： BCD碼輸出線。當DSDS3和DS4選通期間，輸出三位完整的BCD碼數(shù)，但在DS1選通期間，輸出端Q0Q3 除了表示個位的0或1外，還表示了轉(zhuǎn)化值的正負極性和欠量程還是過量程其含意見表33表33 DS1選通時Q3～Q0表示的結(jié)果由表可知Q3 表示1/2位，Q3=“0”對應(yīng)1，反之對應(yīng)0。 Q0=“1”表示超量程：當Q3=“0”時，表示過量程；當Q3=“1”時，表示欠量程；畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙MC14433與8031單片機的接口設(shè)計由于MC14433的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)分時輸出的BCD碼，Q0～Q3HE DS1～DS4都不是總線式的。對于8031單片機的應(yīng)用系統(tǒng)來說，MC14433可以直接和其P1口或擴展I/O口8155/8255相連。它由傳感器采集非電信號，從傳感器出來經(jīng)過功率放大過程，使信號放大，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)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(yīng)端口。8031的片內(nèi)結(jié)構(gòu)8031是有8個部件組成，即CPU，時鐘電路，數(shù)據(jù)存儲器，并行口（P0～P3）串行口，定時計數(shù)器和中斷系統(tǒng)，它們均由單一總線連接并被集成在一塊半導(dǎo)體芯畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙片上，即組成了單片微型計算機，8031就是MCS51系列單片機中的一種。還可以對數(shù)據(jù)進行邏輯和算術(shù)的運算。內(nèi)存：內(nèi)部存儲器可分做程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，但在8031中無片內(nèi)程序存儲器 。并行I/O口：MCS51有四個8位的并行I/O口，P0，P1，P2，P3，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出。畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙中斷控制系統(tǒng)：8031有五個中斷源，既外部中斷兩個，定時計數(shù)中斷兩個，串行中斷一個，全部的中斷分為高和低的兩個輸出級。VSS（20引腳）接地。XTAL2（18引腳）在內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸入端，當采用外部振蕩器時， 對MCS51系列該引腳接收外部震蕩信號，即把該信號直接接到內(nèi)部時鐘的輸入端。在掉電時，此引