【正文】 CHR01濕敏元件簡(jiǎn)介電阻型濕度傳感器可分為兩類：電子導(dǎo)電型和離子導(dǎo)電型。隨濕度變化，膜發(fā)生膨脹或收縮，從而使導(dǎo)電粉末間距變化，電阻隨之改變。離子導(dǎo)電型濕度傳感器，它是高分子濕敏膜吸濕后，在水分子作用下，離子相互作用減弱，遷移率增加；同時(shí)吸附的水分子電離使離子載體增多，膜電導(dǎo)隨濕度增加而增加，由電導(dǎo)的變化可測(cè)知環(huán)境濕度。 外型尺寸示意圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1—外殼 2—基片 3—電極 4—感濕材料 5—引腳CHR01型高分子濕度電阻的工作原理：由于水附在有極性基的高分子膜上，在低濕度下，因吸附量少，不能產(chǎn)生荷電離子，電阻值較高。： CHR01電性能參數(shù)工作電壓1VAC(50Hz～2KHz)檢測(cè)范圍20%～90%RH檢測(cè)精度177。2%RH濕滯≤%RH ℃下CHR01的阻抗特性曲線，由下圖可知，在對(duì)精度要求不高的情況下，可以將其近似為線性關(guān)系。 (3) 焊接時(shí)溫度不能過高（180℃，2S濕度：20%RH而濕敏元件受溫度的影響不能忽略。環(huán)境的溫度變化越大，由感濕特征量表示的環(huán)境相對(duì)濕度與實(shí)際的相對(duì)濕度之間的誤差就越大。電解質(zhì)濕度傳感器的電導(dǎo)是靠離子的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，在直流電源作用下，正、負(fù)離子必然向電源兩極運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電解作用，使感濕層變薄甚至被破壞；在交流電源作用下，正負(fù)離子往返運(yùn)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生電解作用，感濕膜不會(huì)被破壞。但加交流電壓后會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，所以，交流電壓值不能過高，要有一定的限度，在高頻情況下，測(cè)試引線的容抗明顯下降，會(huì)把濕敏電阻短路。除此之外，響應(yīng)時(shí)間、濕滯回線、濕滯回差等也不容忽略。故采用振蕩電路作為濕敏元件的測(cè)試電路。其中U1A、U1B起驅(qū)動(dòng)傳感器作用，電壓跟隨器U1A起隔離作用，也就是增加驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)有阻抗變換作用，U1B電路即是傳感器驅(qū)動(dòng)電路，促使?jié)衩綦娮栝_始工作。在實(shí)際工作環(huán)境中，濕敏元件受溫度的影響不能忽略，故以U1D為溫度補(bǔ)償電路。采用LM35溫度傳感器作為溫度敏感元件，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，其輸出電壓與攝氏溫度成線性比例，轉(zhuǎn)換公式如公式（1） (1)0℃輸出為0V，每升高1℃，輸出電壓增高10mV。1/4℃的常用的室溫精度，從而將空氣的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)從out2輸出。若輸入的是非電量模擬信號(hào)，還需通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并加以放大。A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，這個(gè)模擬量泛指電壓、電阻、電流等參量，但在一般情況下，模擬量是指電壓而言的。A/D轉(zhuǎn)換器的主要特性是：分辨率與量化誤差，轉(zhuǎn)換精度，轉(zhuǎn)換速率，滿刻度范圍。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片種類很多，按轉(zhuǎn)換原理可分為4種：記數(shù)式、雙積分式、逐次逼近式及并行式A/D轉(zhuǎn)換器。經(jīng)分析比較，以逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的性價(jià)比為最為合適。s級(jí)，%上下，只是抗干擾能力較弱，適用于一般場(chǎng)合。這里選擇應(yīng)用廣泛的逐次逼近式ADC0809芯片。其芯片內(nèi)置有多路模擬開關(guān)以及通道地址譯碼和鎖存電路，因此能夠?qū)Χ嗦纺M信號(hào)進(jìn)行分時(shí)采集與轉(zhuǎn)換。s，無須調(diào)零或調(diào)整滿量程。A/D轉(zhuǎn)換原理及過程：ADC0809最多允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由A、B、C編碼選擇通道號(hào)通過最高位()至最低位的逐次檢測(cè)來逼近被轉(zhuǎn)換的輸入電壓。采樣是使模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化，量化及編碼是把采樣后的值按比例變換成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼。通過數(shù)字量的運(yùn)算比較的結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的測(cè)量及控制。 A/D轉(zhuǎn)換電路圖ADC0809的啟動(dòng)控制信號(hào)START、/WR、/RD控制信號(hào)等由微控制器提供。ADC0809的啟動(dòng)控制信號(hào)START和讀取數(shù)據(jù)使能控制信號(hào)OE來自74HC02，74HC02是一個(gè)TTL電平的或非門，通過譯碼電路對(duì)地址總線上的地址進(jìn)行譯碼獲得片選信號(hào)，然后與/WR、/RD信號(hào)進(jìn)行邏輯組合而產(chǎn)生啟動(dòng)控制信號(hào)START和讀取數(shù)據(jù)使能控制信號(hào)OE。ADC0809沒有內(nèi)部時(shí)鐘，需外接10KHz~1290Hz的時(shí)鐘信號(hào)，本電路是由單片機(jī)的ALE信號(hào)通過74HC74 1/2分頻得到。通道選擇是與START連接在一起的，即在啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換ADC0809就會(huì)把通道選擇的數(shù)據(jù)鎖存。● 8路模擬通道選擇ADDA、ADDB、ADDC分別接系統(tǒng)地址鎖存器提供的末3位地址，只要把3位地址寫入0809中的地址鎖存器，就實(shí)現(xiàn)了模擬通道選擇。還要提供口地址。 ADC0809通道選擇表C（ADDC）B（ADDB）C（ADDC）選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7 ，ALE信號(hào)與START信號(hào)連在一起，這樣連接可以在信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿便啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在此之前。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因此只有確認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進(jìn)行傳送。本次設(shè)計(jì)采用中斷方式來進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送，把表示轉(zhuǎn)換結(jié)束的狀態(tài)信號(hào)(EOC)作為中斷請(qǐng)求信號(hào)即可。 AT89S51單片機(jī)的性能參數(shù)和功能概述AT89S51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。（1）主要性能參數(shù)：● 與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容● 4k字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲(chǔ)器● 1000次擦寫周期● ● 全靜態(tài)工作模式：0Hz33MHz● 三級(jí)程序加密鎖● 128*8字節(jié)內(nèi)部RAM● 32個(gè)可編程I/O口線● 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器● 6個(gè)中斷源● 全雙工串行UART通道● 低功耗空閑和掉電模式● 中斷可從空閑摸喚醒系統(tǒng)● 看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針● 掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性● 靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁寫模式）（2）功能特性概述：AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，看門狗（WDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展是以基本最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，故應(yīng)首先熟悉應(yīng)用應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。晶體振蕩器特點(diǎn)：AT89S51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益方向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 8051單片機(jī)最小系統(tǒng)該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1) 系統(tǒng)有大量的I/O線可供用戶使用：P0、PPP3四口都可以作為I/O口使用。(3) 應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)具有一定特殊性，由于應(yīng)用系統(tǒng)的P0口、P2口中開發(fā)時(shí)需要作為數(shù)據(jù)、地址總線，故這兩個(gè)口袋硬件只能用模擬的方法進(jìn)行。 LED數(shù)字顯示模塊設(shè)計(jì) 顯示器作為輸出部件，可以將系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果、狀態(tài)等信息直觀地顯示出來供操作者了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況和程序的執(zhí)行結(jié)果。 LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)與顯示段碼發(fā)光二極管LED是一種通電后能發(fā)光的半導(dǎo)體器件，其導(dǎo)電性質(zhì)與普通二極管類似。符號(hào)和引腳 共陰極 共陽極 7段LED數(shù)碼顯示器LED數(shù)碼顯示器的顯示段碼為了顯示字符，要為L(zhǎng)ED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個(gè)“8”字形字符的7段，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供給LED顯示器的顯示段碼為一個(gè)字節(jié)。所謂靜態(tài)顯示，就是在同一時(shí)刻只顯示1種字符，或者說被顯示的字符在同一時(shí)刻是穩(wěn)定不變的。這種顯示方法雖然編程容易，接口簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是占用的接口資源太多，如果顯示位數(shù)較多的話，所占用的鎖存器譯碼驅(qū)動(dòng)電路將是一個(gè)驚人的數(shù)字。從經(jīng)濟(jì)角度來講也太浪費(fèi)，所以在實(shí)際應(yīng)用中一般都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)LED顯示的設(shè)計(jì)方法是將不同LED模塊的所有的LED的驅(qū)動(dòng)端一對(duì)一地連接到一起，而將其公共極（陰極或陽極）分別由不同的IO口來驅(qū)動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，用9個(gè)74HC595作鎖存電路，采用串行方式，可以失陷4個(gè)LED數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，而且，在掃描頻率允許的情況下，還可以級(jí)聯(lián)這樣的4～6組64個(gè)數(shù)碼管。靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時(shí)間，但由于每一個(gè)LED需要一個(gè)IO口，使用的硬件較多，不易實(shí)現(xiàn)大數(shù)量的LED驅(qū)動(dòng)和顯示，擴(kuò)展性能差。動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。本系統(tǒng)采用是節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)顯示方式。： 語音報(bào)警和鍵盤電路此電路中輸入的數(shù)字信號(hào)即為以上經(jīng)過溫濕度模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊處理過后的所測(cè)空氣的溫濕度信號(hào)，從SP+、SP輸出語音信號(hào)。ISD4002系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間4至8分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信接口(SPI或Microwire)送入。采樣頻率可為 ,頻率越低,錄放時(shí)間越長(zhǎng),而音質(zhì)有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年(典型值),反復(fù)錄音10萬次。下面就測(cè)控系統(tǒng)中的原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，以滿足系統(tǒng)要求。外界需要控制的各種物理信號(hào)，首先必須經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(數(shù)字式傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào))，之后經(jīng)過電路處理轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再經(jīng)過量程變換轉(zhuǎn)換成一個(gè)合適的數(shù)值輸入給模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，最終轉(zhuǎn)換成控制系統(tǒng)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)來反映外界各種物理量的變化趨勢(shì)，從而使控制系統(tǒng)能及時(shí)掌握外界各種物理量的實(shí)時(shí)變化。現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展使模／數(shù)、數(shù)／模轉(zhuǎn)換器的精度已經(jīng)很高，給整個(gè)系統(tǒng)帶來的誤差完全可以控制在允許的范圍內(nèi)。在各種特性里面，整個(gè)系統(tǒng)是否為線性是很關(guān)鍵的，因?yàn)樗苯由婕翱刂葡到y(tǒng)對(duì)外界物理量變化的判斷和控制。然而，并非所有的非線性函數(shù)都可以找到一個(gè)合適的直接算法輸入給控制系統(tǒng)，所以一定要采取一定的措施來解決這個(gè)問題。 傳感器的非線性補(bǔ)償設(shè)傳感器具有非線性特性 ，則輸出與輸入x的函數(shù)圖像將是一條曲線，曲線的復(fù)雜程度和函數(shù)關(guān)系式有關(guān)。把這種離散化的問題再公式化的方法有兩類：一是通過給出函數(shù)的樣點(diǎn)值，選用一個(gè)便于計(jì)算的函數(shù)形式，如多項(xiàng)式、分段線性函數(shù)及三角多項(xiàng)式等，要求它通過給定的已知樣點(diǎn)，由此確定函數(shù)作為的近似，這就是插值法；另一類方法是在選定近似函數(shù)時(shí)，不要求近似函數(shù)一定要過已知點(diǎn)，只是要求在某種意義下它在這些點(diǎn)上的總偏差最小，這類方法稱為曲線(數(shù)據(jù))擬合法。 代數(shù)插值法對(duì)傳感