【正文】 濕度傳感器的精度應(yīng)達(dá)到177。2%~177。5%RH(2) 濕度傳感器的溫度系數(shù) ：濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感外，對(duì)溫度亦十分敏感，~%RH/℃范圍內(nèi)(3) 濕度傳感器的供電：金屬氧化物陶瓷，高分子聚合物和氯化鋰等濕敏材料施加直流電壓時(shí)，會(huì)導(dǎo)致性能變化，甚至失效，所以這類(lèi)濕度傳感器不能用直流電壓或有直流成份的交流電壓。(4) 濕度校正：一般情況，（最好在濕度環(huán)境適合的條件下）在缺乏完善的檢定設(shè)備時(shí)，通常用簡(jiǎn)單的飽和鹽溶液檢定法，并測(cè)量其溫度。(5) 互換性：目前，濕度傳感器普遍存在著互換性差的現(xiàn)象，同一型號(hào)的傳感器不能互換，嚴(yán)重影響了使用效果，給維修、調(diào)試增加了困難，有些廠家在這方面作出了種種努力，（但互換性仍很差）取得了較好效果。測(cè)控模塊是檢測(cè)各分機(jī)所在糧倉(cāng)的溫濕度數(shù)據(jù)，其中可由兩個(gè)電路組成分為2個(gè)電路的設(shè)計(jì)。1. RC復(fù)位電路按有效電平分，有高電平輸出、低電平輸出兩種；按功能分，有簡(jiǎn)單的電源監(jiān)視復(fù)位電路、帶“看門(mén)狗”定時(shí)器（WATCH DOG Timer,WAT）的監(jiān)控電路等多種類(lèi)型。圖21 復(fù)位電路本系統(tǒng)采用的是RC復(fù)位方式。RC復(fù)位電路的實(shí)質(zhì)是一階充放電電路。該電路提供有效的復(fù)位信號(hào)RST（高電平）直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤消復(fù)位信號(hào)（低電平）。本系統(tǒng)顯示采用8位LED共陽(yáng)極數(shù)碼管，其中四位用于顯示溫度數(shù)，四位用于顯示濕度數(shù)，其目的是為了簡(jiǎn)化顯示電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)亮度可調(diào)的要求，該顯示電路采用了與一般的電阻限流方式不同的實(shí)現(xiàn)方式，由此減少了4*8=32個(gè)限流電阻，簡(jiǎn)化了硬件系統(tǒng)。部分內(nèi)部圖如下：圖22 8個(gè)晶體管的連接示意圖發(fā)光二極管LED（Light Emitting Doide）是智能化測(cè)量?jī)x器中簡(jiǎn)單而常用的輸出設(shè)備，通常用來(lái)指示機(jī)器的狀態(tài)或其他信息。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、壽命長(zhǎng)，對(duì)電壓電流的要求低及容易實(shí)現(xiàn)多路顯示等，因此在智能測(cè)量?jī)x中獲得了廣泛的應(yīng)用[7]。多個(gè)LED可接成共陽(yáng)極或共陰極形式，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器接到系統(tǒng)的并行輸出口上，由CPU輸出適當(dāng)?shù)拇a來(lái)點(diǎn)亮或熄滅相應(yīng)的LED。如下表所示本系統(tǒng)中用到得共陽(yáng)數(shù)碼管顯示器的基本參數(shù)表，由表可知：LED是近似于恒壓的元件，導(dǎo)電時(shí)（發(fā)光），反向擊穿電壓一般大于等于5V。工作電流通常在10～20mA左右，故電路中需串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮?。發(fā)光強(qiáng)度基本上與正向電流成正比。發(fā)光 頻率和顏色取決于制造的材料，一般常用紅色，偶爾也用綠色或黃色。 四位共陽(yáng)數(shù)碼管發(fā)光顏色：紅型號(hào)：2481AS亮度：高亮引腳數(shù)：12（6*2）工作電流：20mA極性：共陽(yáng)電壓：尺寸：(L)*(H)本設(shè)計(jì)采用峰鳴音報(bào)警電路，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，下面給出了本電路的連接電路。圖23 三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電第三章 糧倉(cāng)溫室度檢測(cè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)需求及總體的思路，設(shè)計(jì)出如下總體框圖：通過(guò)溫室度傳感器在糧倉(cāng)內(nèi)部某個(gè)面積采集相關(guān)的溫室度數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)插上電源后就會(huì)開(kāi)始工作，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯識(shí)別，經(jīng)過(guò)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后，顯示器將數(shù)字顯示出來(lái)，對(duì)數(shù)字進(jìn)行比較較真，當(dāng)測(cè)得的值大于預(yù)定值則自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警電路，發(fā)出報(bào)警，通知 相關(guān)人員記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。論文設(shè)計(jì)過(guò)程：本文設(shè)計(jì)過(guò)程可以分為三個(gè)階段，即分析階段，設(shè)計(jì)階段和實(shí)現(xiàn)階段。分析階段。分析階段：為本論文的開(kāi)始，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提階段，分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總括，初步了解系統(tǒng)硬軟件部分的主要性能，并初步的確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)階段：在已經(jīng)分析好的基礎(chǔ)上開(kāi)始著手系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的硬件部分的設(shè)計(jì)和軟件部分的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)階段：到了此階段說(shuō)明系統(tǒng)基本上已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，并確定了系統(tǒng)的全部安裝連接工作，這時(shí)只要驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。具體的流程可概括如下：（1） 了解系統(tǒng)的總體概況，初步確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。（2） 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，主要由兩部分：硬件的設(shè)計(jì)，軟件的設(shè)計(jì)（3） 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：對(duì)已設(shè)置連接好的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試制作，確定系統(tǒng)的可行性。上面為具體的設(shè)計(jì)流程。（過(guò)程）各功能腳在設(shè)計(jì)中的功能及PI口的連接電路在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，單片機(jī)的P0口用于LED顯示，、P2接溫溫濕度傳感器，P3連接蜂鳴報(bào)警器和發(fā)光二極管等。PI口在工作時(shí)連接情況如下：圖31 P1口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖32 P1口作為I/O口實(shí)驗(yàn)線路圖工作過(guò)程：當(dāng)訪問(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FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。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。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。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。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。當(dāng)具體工作時(shí)可用圖33來(lái)描述。圖33 單片機(jī)系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)圖P3口在系統(tǒng)中的連接設(shè)計(jì)單片機(jī)P3口在系統(tǒng)連接時(shí)接到蜂鳴報(bào)警器和發(fā)光二極管，即顯示部分，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。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下列所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。圖34 單片機(jī)P3口接顯示模塊結(jié)構(gòu)圖注：?jiǎn)纹瑱C(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯的程序可見(jiàn)附錄。 ATC0809轉(zhuǎn)換器 8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器 ，直接與微處理器相連，不需另加借口邏輯。A/D轉(zhuǎn)換芯片ATC08091與單片機(jī)采用串行通信方式，它通過(guò)一個(gè)三態(tài)輸出端（DATAOUT）和2個(gè)輸入端（包括I/OCLOCK（I/O時(shí)鐘）和（片選）～，這樣不僅簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少了電路板的占用面積，而且提高了可靠性，同時(shí)分辨率也較高。轉(zhuǎn)換器先是接受到溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)它的模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，其中溫度傳送和A/D轉(zhuǎn)換電圖接線圖如圖35所示，圖35 溫度傳送和A/D轉(zhuǎn)換電圖接線圖補(bǔ)償電橋法：補(bǔ)償電橋是一個(gè)直流不平衡電橋，在它的四個(gè)橋臂中，有一個(gè)銅電阻Rcu，銅的電阻溫度系數(shù)較大，其電阻值隨溫度而變。其余的三個(gè)橋臂由阻值由阻值恒定的錳銅電阻制成，電橋與熱電偶的連接方式如圖36所示。特別要注意的事，橋臂Rcu必須和熱電偶的冷端靠近，使處于同一溫度下。設(shè)計(jì)時(shí)使Rcu在0℃時(shí)，熱電勢(shì)將減小。但這是時(shí)Rcu增大，使電橋不平衡，出現(xiàn)Uab0而且其極性恰好使Uab與熱電勢(shì)Eab（t，to）同向串聯(lián)，使輸出值得到補(bǔ)償。如果電阻Rcu選擇適合，可使得Uab增大的值恰恰等于熱電勢(shì)減小的值，從而完全避免了to的變化對(duì)測(cè)溫的影響根據(jù)不同熱電偶的熱電特性，設(shè)計(jì)了不同的補(bǔ)償電橋。補(bǔ)償電橋目前已有定型的產(chǎn)品，一般可以在0∽40 0℃的范圍里奇補(bǔ)償作用。只要冷端溫度的波動(dòng)不超過(guò)此范圍，由輸出信號(hào)即可直接利用熱電偶的分度表查出被測(cè)溫度。如果補(bǔ)償電橋是按0℃時(shí)電橋平衡設(shè)計(jì)的，則可將顯示儀表的機(jī)械零點(diǎn)預(yù)先調(diào)整到0℃；若在設(shè)計(jì)時(shí)，令電橋在20 0℃時(shí)達(dá)與平衡，則應(yīng)將顯示儀表的零點(diǎn)預(yù)先調(diào)整到20 0℃。應(yīng)當(dāng)注意的是：補(bǔ)償電橋只適用于顯示儀表采用毫伏計(jì)的情況下。當(dāng)選用電子電位差計(jì)時(shí)，因儀表內(nèi)部橋路中設(shè)置有冷端溫度補(bǔ)償電阻Rcu，所以不必再加補(bǔ)償電橋。圖36 冷端溫度補(bǔ)償電橋原理圖濕度檢測(cè)儀的主電路包括：（1）系統(tǒng)時(shí)鐘電路；（2）系統(tǒng)復(fù)位電路；（3）按鍵電路；（4）顯示電路；（5）電源控制電路；（6）濕度檢測(cè)傳輸及A/D轉(zhuǎn)換電路六部分組成。集成濕度傳感器HS15的輸出電壓在1～4V之間隨濕度呈線性變化，該電路測(cè)濕范圍為0%～100%RH。由于該電路中沒(méi)有出現(xiàn)負(fù)壓，電路主體采用差分式減法電路， 2KΩ，用這四個(gè)電阻可調(diào)節(jié)增益。通過(guò)HM1500傳感器測(cè)量所得到的濕度電壓信號(hào)從IN輸入。HS15特別適用使用于10～98%RH環(huán)境的精確測(cè)量，超過(guò)上述范圍將不會(huì)對(duì)HS15穩(wěn)定性造成影響。具體的流程圖如下：圖37 濕度傳感器在系統(tǒng)中應(yīng)用的主要流程圖 系統(tǒng)附帶電路及元件設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)如圖38所示。對(duì)于時(shí)間精度要求不是很高的系統(tǒng)，只要按圖38進(jìn)行設(shè)計(jì)就能使系統(tǒng)可靠起振并穩(wěn)定運(yùn)行，但是由于圖中的C1C12電容起著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用一定要注意選擇參數(shù)為30pF，并保證電路具有良好的對(duì)稱性。同時(shí)，要保證其溫度系數(shù)要盡可能的低。實(shí)驗(yàn)證明，這兩個(gè)電容元件對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)誤差有較大的關(guān)系。圖38系統(tǒng)時(shí)鐘電路按鍵與按鈕電路的設(shè)計(jì)見(jiàn)系統(tǒng)原理圖中S1。按鍵與按鈕電路設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的就是按鍵去抖動(dòng)問(wèn)題（簡(jiǎn)稱“去抖”）。一般有硬件去抖和軟件去抖兩種方式。過(guò)去硬件去抖電路通常采用分立元件或觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，目前時(shí)常上已有硬件去抖專(zhuān)用接口芯片，例如：MAXIM公司MAS6815～1818，均為單電源供電，～，分別為單輸入、雙輸入等形式，輸出端具有欠壓鎖定功能。這里考慮到系統(tǒng)的硬件簡(jiǎn)化和成本，沒(méi)有采用硬件去抖，而采用軟件去抖。 電源的設(shè)計(jì)電源電路是給電子設(shè)備提供必要的電源能力的電路，就輸入和輸出而言，在集成電路中的主要采用的是交流220V，50Hz的市電轉(zhuǎn)換為直流電。該部分電路由降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分組成。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，盡管有很多型號(hào)的7805三端穩(wěn)壓集成芯片，但是在實(shí)際應(yīng)用中，該最大輸出電流值往往取決于兩個(gè)方面：（1）足夠的散熱面積；（2）不同的生產(chǎn)廠家。按照許多開(kāi)發(fā)者的經(jīng)驗(yàn)，ST公司的7805三端穩(wěn)壓塊能接近標(biāo)準(zhǔn)稱值。在設(shè)計(jì)中。否則會(huì)失去穩(wěn)壓能力。同時(shí)考慮到功耗，增加芯片的溫升，不利于安全。因此，選用9V。當(dāng)交流電源失電或撤消試銷(xiāo)時(shí)，電壓為6V的直流電源通過(guò)二極管投入作用，因此滿足系統(tǒng)電源要求。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分可以分為三個(gè)大致過(guò)程，可用下總體框架圖概括：顯示模塊設(shè)計(jì)接收?qǐng)?bào)警模塊設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)模塊四位數(shù)碼管顯示電路如圖39所示。從圖中可知，該顯示電路采用了與一般