畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于ARM倉(cāng)庫(kù)溫濕度的監(jiān)測(cè)系統(tǒng).doc

畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)論論文文 基于基于 ARM 倉(cāng)庫(kù)溫濕度的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)溫濕度的監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 姓姓 名名: 班班 級(jí)級(jí): 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào): 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師: I 摘摘 要要 倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)主要介紹對(duì) 8031 的設(shè)計(jì)和使用，AD590 溫度傳感器和 HS1100HS1101 的濕度傳感器的選擇和特點(diǎn)，通過(guò)單片機(jī)對(duì)溫濕度傳感器的控制 和檢測(cè)，對(duì)溫度濕度的檢測(cè)和控制。在研究過(guò)程和方法上運(yùn)用了模塊與結(jié)構(gòu)結(jié)合 的程序設(shè)計(jì)技術(shù)提高了效率節(jié)省了空間。在工作方式上采用了全隔離工作方式， 提高了抗干擾性，使工作狀態(tài)更加穩(wěn)定，更加可靠，使用方便。本系統(tǒng)根據(jù)用戶 實(shí)際要求來(lái)配制，檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部使用了單片機(jī)，大大降低了濕度檢測(cè)成本，檢測(cè) 警報(bào)系統(tǒng)性價(jià)比高，操作簡(jiǎn)單，可以幫助用戶管理溫室，解決了溫濕度的測(cè)量問(wèn) 題。本系統(tǒng)在倉(cāng)庫(kù)管理，生產(chǎn)制造，日常生活中被廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 溫度 濕度 檢測(cè) II Abstract Storage temperature and humidity detection system focuses on the design and use of 8031, AD590 temperature sensor and humidity sensor HS1100/HS1101 selection and characteristics, temperature and humidity sensor through the single-chip control and detection, detection and control of temperature and humidity. In the research process and methods and structure of the module on the use of a combination of programming techniques to improve the efficiency of saving space. In the work with a full isolation on the work to improve the noise immunity and the working conditions more stable, more reliable, easy to use. The system according to user requirements to the actual preparation, detection system which uses the chip, greatly reducing the cost of humidity detection, alarm and detection system cost, simple operation, can help users manage the greenhouse, to solve the temperature and humidity measurements. The system in the warehouse management, manufacturing, are widely used in daily life. Keywords: Microcontroller Temperature Humidity Detection III 目目 錄錄 摘摘 要要I AbstractII 目目 錄錄 III 1 緒論緒論1 1.1 選題背景1 2 方案的比較和論證方案的比較和論證2 2.1 溫度傳感器的選擇2 2.2 濕度傳感器的選擇3 2.3 信號(hào)采集通道的選擇4 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)6 3.1 信號(hào)采集6 3.1.1 溫度傳感器6 3.1.2 濕度傳感器11 3.1.3 多路開(kāi)關(guān)15 3.2 信號(hào)分析與處理16 3.2.1 A/D 轉(zhuǎn)換16 3.2.2 單片機(jī) 803120 3.2.3 存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)28 3.2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)30 3.2.5 系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)30 3.3 顯示與報(bào)警的設(shè)計(jì)31 3.3.1 顯示電路31 3.3.2 報(bào)警電路32 4 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)34 總總 結(jié)結(jié)40 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)41 1 1 緒論緒論 1.1 選題背景選題背景 防潮、防霉、防腐、防爆是倉(cāng)庫(kù)日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉(cāng)庫(kù)管理質(zhì)量 的重要指標(biāo)。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作 的順利進(jìn)行，首要問(wèn)題是加強(qiáng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測(cè)工作。但傳統(tǒng)的方法是用 與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等測(cè)試器材，通過(guò)人工進(jìn)行 檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工 測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。因此我們 需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確的溫濕度測(cè)量?jī)x。 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 為了不影響倉(cāng)庫(kù)的日常工作本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)基本功能：檢測(cè)溫度，濕度和過(guò) 限報(bào)警。對(duì)技術(shù)的各項(xiàng)參數(shù)做了嚴(yán)格的控制！避免測(cè)試的溫度濕度誤差過(guò)大影響 到工作的效率。 一.基本功能 檢測(cè)溫度；溫度 顯示溫度；濕度 過(guò)限報(bào)警 二主要技術(shù)參數(shù) 溫度檢測(cè)范圍：-30-+50 測(cè)量精度： 0.5 濕度檢測(cè)范圍：10%100%RH 檢測(cè)精度： 1%RH 顯示方式： 溫度：四位顯示 濕度：四位顯示 報(bào)警方式： 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警 2 2 方案的比較和論證方案的比較和論證 當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)信號(hào)懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī) 拾取必要的輸入信息。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測(cè)信號(hào)是其核心任務(wù)； 而對(duì)測(cè)控系統(tǒng)來(lái)講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的 環(huán)節(jié)。 傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒(méi)有傳 感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制都將無(wú) 法實(shí)現(xiàn)。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。 2.1 溫度傳感器的選擇溫度傳感器的選擇 方案一：采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特 性制成的測(cè)溫元件。現(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其主要的特點(diǎn)為精度 高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。 鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好， 電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精密測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是價(jià)格 貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。按 IEC 標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 溫范圍-200650，百度電阻比 W（100）=1.3850 時(shí)，R0 為 100 和 10，其 允許的測(cè)量誤差 A 級(jí)為（0.15+0.002 |t|） ，B 級(jí)為（0.3+0.005 |t|） 。 銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加工；但其電阻率小， 在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。在工業(yè)中用于-50180測(cè)溫。 方案二：采用 AD590，它的測(cè)溫范圍在-55+150之間，而且精度高。 M 檔在測(cè)溫范圍內(nèi)非線形誤差為0.3。AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。使用可靠。它只需直流電源就能工作，而 且，無(wú)需進(jìn)行線性校正，所以使用也非常方便，借口也很簡(jiǎn)單。作為電流輸出型 3 傳感器的一個(gè)特點(diǎn)是，和電壓輸出型相比，它有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。AD590 的測(cè)量信號(hào)可遠(yuǎn)傳百余米。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì) 系統(tǒng)對(duì)于溫度傳感器的選擇。 2.2 濕度傳感器的選擇濕度傳感器的選擇 測(cè)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。 電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、 電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測(cè)量的。 方案一：采用 HOS-201 濕敏傳感器。HOS-201 濕敏傳感器為高濕度開(kāi)關(guān)傳感 器，它的工作電壓為交流 1V 以下，頻率為 50HZ1KHZ，測(cè)量濕度范圍為 0100%RH，工作溫度范圍為 050，阻抗在 75%RH（25）時(shí)為 1M。這種 傳感器原是用于開(kāi)關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測(cè)濕度，因此，主要用于 判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí) 具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。 方案二：采用 HS1100/HS1101 濕度傳感器。HS1100/HS1101 電容傳感器，在 電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。不 需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專利設(shè)計(jì)的固態(tài) 聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用 于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝 配過(guò)程等。 相對(duì)濕度在 1%-100%RH 范圍內(nèi)；電容量由 16pF 變到 200pF，其誤差不大于 2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于 5S；溫度系數(shù)為 0.04 pF/。可見(jiàn)精度是較高的。 綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測(cè)量濕度范圍的要求，但 其只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。而且還 不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對(duì)溫度-3050的要求，因此，我們選擇方案二來(lái)作為本 設(shè)計(jì)的濕度傳感器。 4 2.3 信號(hào)采集通道的選擇信號(hào)采集通道的選擇 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號(hào)為 8 路的模擬信號(hào)，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。 方案一、采用多路并行模擬量輸入通道（如圖 2-1） 。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為： （1） 可以根據(jù)各輸入量測(cè)量的要求選擇不同性能檔次的器件?？傮w成本可 以作得較低。 （2） 硬件復(fù)雜，故障率高。 （3） 軟件簡(jiǎn)單，各通道可以獨(dú)立編程。 方案二、采用多路分時(shí)的模擬量輸入通道（如圖 2-2） 。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為： （1） 對(duì) ADC、S/H 要求高。 （2） 處理速度慢。 （3） 硬件簡(jiǎn)單，成本低。 （4） 軟件比較復(fù)雜。 綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于模擬量輸入的 要求，比較其框圖，如圖所示，方案二更具備硬件簡(jiǎn)單的突出優(yōu)點(diǎn)，所以選擇方 案二作為信號(hào)的輸入通道。 信號(hào)調(diào)理 電路 采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換器 接口 CPU 信號(hào)調(diào)理 電路 采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換器接口 信號(hào)調(diào)理 電路 采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換器接口 圖 2-1 多路并行模擬量輸入通道 5 圖 2-2 多路分時(shí)的模擬量輸入通道 6 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生 模擬信號(hào)，和 A/D 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，我設(shè)計(jì)了以 8031 基本系統(tǒng)為核心 的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括 A/D 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、濕度檢測(cè)、 鍵盤及顯示、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。 圖 3-1 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。 （一）信號(hào)采集 由 AD590、HS1100 及多路開(kāi)關(guān) CD4051 組成； （二）信號(hào)分析 由 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433、單片機(jī) 8031 基本系統(tǒng)組成； （三）信號(hào)處理 由串行口 LED 顯示器和報(bào)警系統(tǒng)等組成。 3.1 信號(hào)采集信號(hào)采集 3.1.1 溫度傳感器溫度傳感器 集成溫度傳感器 AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流源。 AD590溫度檢 測(cè) MC14433A/ D轉(zhuǎn)換 CD4051多路 開(kāi)關(guān) 串行口LED 顯示 單片機(jī) 報(bào)警電路 HS1100濕度 檢測(cè) CD4051多路 開(kāi)關(guān) 7 一主要特性 AD590 是電流型溫度傳感器，通過(guò)對(duì)電流的測(cè)量可得到所需要的溫度值。根 據(jù)特性分擋，AD590 的后綴以 I，J，K，L，M 表示。AD590L，AD590M 一般用 于精密溫度測(cè)量電路，其電路外形如圖 3-2 所示，它采用金屬殼 3 腳封裝，其中 1 腳為電源正端 V；2 腳為電流輸出端 I0；3 腳為管殼，一般不用。集成溫度傳 感器的電路符號(hào)如圖 3-2 所示。 圖 a 圖 b 圖 3-2 圖 a 為 AD590 外形 圖 b 為電路符號(hào) 1、流過(guò)器件的電流（A）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)， 即： I T/T=1A /K 式中：IT 流過(guò)器件（AD590）的電流，單位 A。 T熱力學(xué)溫度，單位 K。 2、AD590 的測(cè)溫范圍-55- +150。 3、AD590 的電源電壓范圍為 4V-30V。電源電壓可在 4V-6V 范圍變化，電流 IT變化 1A，相當(dāng)于溫度變化 1K。AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓， 因而器件反接也不會(huì)損壞。 4、輸出電阻為 710M。 5、精度高。AD590 共有 I、J、K、L、M 五檔，其中 M 檔精度最高，在- 55+150范圍內(nèi)，非線形誤差0.3。 8 二AD590 的工作原理 在被測(cè)溫度一定時(shí)，AD590 相當(dāng)于一個(gè)恒流源，把它和 530V 的直流電源相 連，并在輸出端串接一個(gè) 1k 的恒值電阻，那么，此電阻上流過(guò)的電流將和被 測(cè)溫度成正比，此時(shí)電阻兩端將會(huì)有 1mVK 的電壓信號(hào)。其基本電路如圖 3-3 所示。 圖 3-3 AD590 內(nèi)部核心電路 圖 3-3 是利用 UBE特性的集成 PN 結(jié)傳感器的感溫部分核心電路。其中 T1、T2 起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流 I1 和 I2 相等；T3、T4 是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但 T3 實(shí)質(zhì)上是由 n 個(gè)晶體 9 管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是 T4 的 n 倍。T3 和 T4 的發(fā)射結(jié)電壓 UBE3和 UBE4經(jīng)反 極性串聯(lián)后加在電阻 R 上，所以 R 上端電壓為 UBE。因此，電流 I1 為： I1UBER（KTq） （lnn）R 對(duì)于 AD590，n8，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(fù)載電阻 RL上便可得到與 T 成正比的輸出電壓。由于利用了恒流特性，所以輸 出信號(hào)不受電源電壓和導(dǎo)線電阻的影響。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(zhǔn)溫度下可得到 1AK 的 I 值。 圖 3-4 AD590 內(nèi)部電路 圖 3-4 所示是 AD590 的內(nèi)部電路，圖中的 T1T4 相當(dāng)于圖 3-3 中的 T1、T2，而 T9，T11 相當(dāng)于圖 3-3 中的 T3、T4。R5、R6 是薄膜工藝制成的低溫 度系數(shù)電阻，供出廠前調(diào)整之用。T7、T8，T10 為對(duì)稱的 Wilson 電路，用來(lái)提高 阻抗。T5、T12 和 T10 為啟動(dòng)電路，其中 T5 為恒定偏置二極管。 T6 可用來(lái)防止電源反接時(shí)損壞電路，同時(shí)也可使左右兩支路對(duì)稱。R1，R2 為發(fā)射極反饋電阻，可用于進(jìn)一步提高阻抗。T1T4 是為熱效應(yīng)而設(shè)計(jì)的連接防 10 式。而 C1 和 R4 則可用來(lái)防止寄生振蕩。該電路的設(shè)計(jì)使得 T9，T10，T11 三者 的發(fā)射極電流相等，并同為整個(gè)電路總電流 I 的 13。T9 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積 比為 8：1，T10 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積相等。 T9 和 T11 的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻 R5 和 R6 上，因此可以寫 出： UBE（R62 R5）I3 R6 上只有 T9 的發(fā)射極電流，而 R5 上除了來(lái)自 T10 的發(fā)射極電流外，還有來(lái) 自 T11 的發(fā)射極電流，所以 R5 上的壓降是 R5 的 23。 根據(jù)上式不難看出，要想改變 UBE，可以在調(diào)整 R5 后再調(diào)整 R6，而增大 R5 的效果和減小 R6 是一樣的，其結(jié)果都會(huì)使 UBE減小，不過(guò)，改變 R5 對(duì) UBE的 影響更為顯著，因?yàn)樗懊娴南禂?shù)較大。實(shí)際上就是利用激光修正 R5 以進(jìn)行粗 調(diào)，修正 R6 以實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，最終使其在 250之下使總電流 I 達(dá)到 1AK。 三基本應(yīng)用電路 圖 3-8 是 AD590 用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^(guò) AD590 的電 流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1和電位器 R2的電阻之和為 1k 時(shí)，輸出電壓 V0隨溫度的變化為 1mV/K。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有偏差，因此應(yīng) 對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R2， 使 V0=273.2+25=298.2（mV） 。但這樣調(diào)整只保證在 0或 25附近有較高的精度。 11 圖 3-5 AD590 應(yīng)用電路 四攝氏溫度測(cè)量電路 如圖 3-5 所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。調(diào) 整方法如下：在 0時(shí)調(diào)整 R2，使輸出 V0=0，然后在 100時(shí)調(diào)整 R4使 V0=100mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至 0時(shí)，V0=0mV，100時(shí) V0=100mV 為止。最 后在室溫下進(jìn)行校驗(yàn)。例如，若室溫為 25，那么 V0應(yīng)為 25mV。冰水混合物是 0環(huán)境，沸水為 100環(huán)境。 五.多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的溫度信號(hào)采集，而 MC14433 僅為一路輸入，故采用 CD4051 組成多路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路，其硬件接口如圖 3-6 所示 圖 3-6 八路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路硬件接口 12 3.1.2 濕度傳感器濕度傳感器 測(cè)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。 電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、 電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測(cè)量的。下面 介紹 HS1100/HS1101 濕度 傳感器及其應(yīng)用。 一、特點(diǎn) 不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專利設(shè)計(jì) 的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品， 適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自 動(dòng)裝配過(guò)程等。 圖 3-7a 為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。圖 3-7b 為濕度-電容響應(yīng)曲線。 圖 3-7a、濕敏電容工作的溫、濕度范圍 圖 3-7b、濕度-電容響應(yīng)曲線 13 相對(duì)濕度在 1%-100%RH 范圍內(nèi)；電容量由 16pF 變到 200pF，其誤差不大于 2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于 5S；溫度系數(shù)為 0.04 pF/?？梢?jiàn)精度是較高的。 二、濕度測(cè)量電路 HS1100/HS1101 電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量 隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于 接受的信號(hào)，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運(yùn)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(hào)經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 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(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集 頻率輸出的 555 測(cè)量振蕩電路如圖 3-7 所示。集成定時(shí)器 555 芯片外接電阻 R4、R2 與濕敏電容 C，構(gòu)成了對(duì) C 的充電回路。7 端通過(guò)芯片內(nèi)部的晶體管對(duì)地 短路又構(gòu)成了對(duì) C 的放電回路，并將引腳 2、6 端相連引入到片內(nèi)比較器，便成 為一個(gè)典型的多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。另外，R3 是防止輸出短路的保護(hù)電 阻，R1 用于平衡溫度系數(shù)。 圖 3-7、頻率輸出的 555 振蕩電路 該振蕩電路兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的交替過(guò)程如下：首先電源 Vs 通過(guò) R4、R2 向 C 充電， 經(jīng) t 充電時(shí)間后，Uc 達(dá)到芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，約 0.67Vs，此時(shí)輸出引 腳 3 端由高電平突降為低電平，然后通過(guò) R2 放電，經(jīng) t 放電時(shí)間后，Uc 下降到 比較器的低觸發(fā)電平，約 0.33Vs 此時(shí)輸出，此時(shí)輸出引腳 3 端又由低電平突降 14 為高電平，如此翻來(lái)覆去，形成方波輸出。其中，充放電時(shí)間為 t 充電=C（R4+R2）Ln2 t 放電=CR2 Ln2 因而，輸出的方波頻率為 f=1/(t 放電+t 充電)=1/ C（R4+R2）Ln2 可見(jiàn)，空氣濕度通過(guò) 555 測(cè)量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號(hào)，表 3-1 給出 了其中的一組典型測(cè)試值。 15 表 3-1、空氣濕度與電壓頻率的典型值 三、多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的濕度信號(hào)采集，故采用 CD4051 組成多路分時(shí)的模擬量 信號(hào)采集電路，其硬件接口如圖 3-8 所示 圖 3-8 八路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路硬件接口 16 3.1.3 多路開(kāi)關(guān)多路開(kāi)關(guān) 多路開(kāi)關(guān)，有稱“多路模擬轉(zhuǎn)換器” 。多路開(kāi)關(guān)通常有 n 個(gè)模擬量輸入通道 和一個(gè)公共的模擬輸入端，并通過(guò)地址線上不同的地址信號(hào)把 n 個(gè)通道中任一通 道輸入的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)有 n 線到一線的接通功能。反之，當(dāng)模擬信號(hào)有公 共輸出端輸入時(shí) ，作為信號(hào)分離器，實(shí)現(xiàn)了 1 線到 n 線的分離功能。因此，多 路開(kāi)關(guān)通常是一種具有雙向能力的器件。 在本設(shè)計(jì)中，由于采用了溫濕度雙量控制，所以在信號(hào)采集中將有兩個(gè)模擬 量被提取，這時(shí)選用多路開(kāi)關(guān)就是很必要的。 本文選用的是 CD4051 多路開(kāi)關(guān)，它是一種單片、COMS、8 通道開(kāi)關(guān)。該芯片 由 DTL/TTL-COMS 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(gè) COMS 模擬開(kāi)關(guān) TG 組成。CD4051 的內(nèi)部原理框圖如圖 3-9 所示。 圖 3-9、CD4051 的內(nèi)部原理框圖 圖中功能如下： 通道線 IN/OUT（4、2、5、1、12、15、14、13）：該組引腳作為輸入時(shí)，可 實(shí)現(xiàn) 8 選 1 功能，作為輸出時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 1 分 8 功能。 17 XCOM（3）：該引腳作為輸出時(shí)，則為公共輸出端；作為輸入時(shí)，則為輸入 端。 A、B、C（11、10、9）：地址引腳 INH（6）：禁止輸入引腳。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 3-2 關(guān)系和輸出段 OUT/IN 接 通。VDD（16）和 VSS（8）：VDD為正電源輸入端，極限值為 17V；VSS為負(fù)電源輸 入端，極限值為-17V。 VGG（7） ；電平轉(zhuǎn)換器電源，通常接+5V 或-5V。 CD4051 作為 8 選 1 功能時(shí)，若 A、B、C 均為邏輯“0” （INH=0） ，則地址碼 00013 經(jīng)譯碼后使輸出端 OUT/IN 和通道 0 接通。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 3-2 輸入狀態(tài)輸入狀態(tài) INHCBA 接通 通道 INHCBA 接通 通道 0000001015 0001101106 0010201117 001131xxx 均不顯示 01004 3.2 信號(hào)分析信號(hào)分析與處理與處理 3.2.1 A/D 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 一A/D 轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn) 為了把溫度、濕度檢測(cè)電路測(cè)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送 CPU 處理，本系 統(tǒng)選用了雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433，它精度高，分辨率達(dá) 1/1999。由于 MC14433 只有一路輸入，而本系統(tǒng)檢測(cè)的多路溫度與濕度信號(hào)輸入，故選用多路 18 選擇電子開(kāi)關(guān)，可輸入多路模擬量。 MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器 由于雙積分方法二次積分時(shí)間比較長(zhǎng)，所以 A/D 轉(zhuǎn)換速度慢，但精度可以做 得比較高；對(duì)周期信號(hào)變化的干擾信號(hào)積分為零，抗干擾性能也比較好。 目前，國(guó)內(nèi)外雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器集成電路芯片很多，大部分是用于數(shù)字測(cè)量 儀器上。常用的有 3.5 位雙積分 A/D 裝換器 MC14433 和 4.5 位雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7135 二MC14433A/D 轉(zhuǎn)換器件簡(jiǎn)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(diǎn)，其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速率低，約 110 次/秒。在不要求高速轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合，例如， 在低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被廣泛采用。MC14433A/D 轉(zhuǎn)換器與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品 5G14433 完 全相同，可以互換。 MC14433A/D 轉(zhuǎn)換器的被轉(zhuǎn)換電壓量程為 199.9mV 或 1.999V。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(jiàn)表 3-3） 。 圖 3-10 MC14433A/D 轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部邏輯框圖 19 圖 3-11 MC14433 引腳圖 MC14433 的框圖（圖 3-10）和引腳（圖 3-11）功能說(shuō)明 各引腳的功能如下： 電源及共地端 VDD： 主工作電源+5V。 VEE: 模擬部分的負(fù)電源端，接-5V。 VAG： 模擬地端。 VSS： 數(shù)字地端。 VR： 基準(zhǔn)電壓。 外界電阻及電容端 RI： 積分電阻輸入端，VX=2V 時(shí)，R1=470；VX=200Mv 時(shí)，R1=27K。 C1： 積分電容輸入端。C1 一般為 0.1F。 C01、C02： 外界補(bǔ)償電容端，電容取值約 0.1F。 R1/C1： R1 與 C1 的公共端。 CLKI、CLKO ： 外界振蕩器時(shí)鐘調(diào)節(jié)電阻 Rc，Rc 一般取 470 K 左右。 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)/結(jié)束信號(hào)端 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，正脈沖有效。 DU： 啟動(dòng)新的轉(zhuǎn)換，若 DU 與 EOC 相連，每當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，自動(dòng)啟動(dòng) 新的轉(zhuǎn)換。 過(guò)量程信號(hào)輸出端 20 /OR ： 當(dāng)|Vx|VR，過(guò)量程/OR 輸出低電平。 位選通控制線 DS4-DS1： 選擇個(gè)、十、百、千位，正脈沖有效。 DS1 對(duì)應(yīng)千位，DS4 對(duì)應(yīng)個(gè)位。每個(gè)選通脈沖寬度為 18 個(gè)時(shí)鐘周期，兩個(gè) 相應(yīng)脈沖之間間隔為 2 個(gè)時(shí)鐘周期。 圖 3-12 MC14433 選通脈沖時(shí)序圖 BCD 碼輸出線 Q0-Q3： BCD 碼輸出線。其中 Q0 為最低位，Q3 為最高位。當(dāng) DS2、DS3 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 Q0- -Q3 除了表示個(gè)位的 0 或 1 外，還表示了轉(zhuǎn)化值的正負(fù)極性和欠量程還是過(guò)量 程其含意見(jiàn)表 3-3 表 3-3、DS1 選通時(shí) Q3Q0 表示的結(jié)果 由表可知 Q3 表示 1/2 位，Q3=“0”對(duì)應(yīng) 1，反之對(duì)應(yīng) 0。 21 Q2 表示極性，Q2=“1”為正極性，反之為負(fù)極性。 Q0=“1”表示超量程：當(dāng) Q3=“0”時(shí)，表示過(guò)量程；當(dāng) Q3=“1” 時(shí)，表示欠量程； 一MC14433 與 8031 單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 由于 MC14433 的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果是動(dòng)態(tài)分時(shí)輸出的 BCD 碼，Q0Q3HE DS1DS4 都不是總線式的。因此，MCS-51 單片機(jī)只能通過(guò)并行 I/O 接口或擴(kuò)展 I/O 接口與其相連。對(duì)于 8031 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，MC14433 可以直接和其 P1 口或擴(kuò)展 I/O 口 8155/8255 相連。下面是 MC14433 與 8031 單片機(jī) P1 口直接相連 的硬件接口，接口電路如圖 3-13 所示 圖 3-13 MC14433 與 8031 單片機(jī) P1 口直接相連的硬件接口 3.2.2 單片機(jī)單片機(jī) 8031 為了設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，我們采用了 8031 單片機(jī)作為控制芯片，在前向通道中是 一個(gè)非電信號(hào)的電量采集過(guò)程。它由傳感器采集非電信號(hào)，從傳感器出來(lái)經(jīng)過(guò)功 率放大過(guò)程，使信號(hào)放大，再經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再 送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)端口。 由于 8031 中無(wú)片內(nèi) ROM，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也不能滿足要求， ，經(jīng)擴(kuò)展 2762 和 22 6264 來(lái)達(dá)到存儲(chǔ)器的要求，其結(jié)果通過(guò)顯示器來(lái)進(jìn)行顯示輸出。 3.2.2.1 8031 的片內(nèi)結(jié)構(gòu)的片內(nèi)結(jié)構(gòu) 8031 是有 8 個(gè)部件組成，即 CPU，時(shí)鐘電路，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并行口 （P0P3）串行口，定時(shí)計(jì)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)體芯片上，即組成了單片微型計(jì)算機(jī)， 8031 就是 MCS-51 系列單片機(jī)中的一種。 圖 3-14 8031 基本組成 CPU 中央處理器： 中央處理器是 8031 的核心，它的功能是產(chǎn)生控制信號(hào)，把數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器或 輸入口送到 CPU 或 CPU 數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器或送到輸出端口。還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯 和算術(shù)的運(yùn)算。 時(shí)鐘電路： 8031 內(nèi)部有一個(gè)頻率最大為 12MHZ 的時(shí)鐘電路，它為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘序列， 需要外接石英晶體做振蕩器和微調(diào)電容。 內(nèi)存： 內(nèi)部存儲(chǔ)器可分做程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但在 8031 中無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ) 器 。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器： 8031 有兩個(gè) 16 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成定時(shí)的 23 方式和計(jì)數(shù)的方式，但只能用其中的一個(gè)功能，以定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行 控制。 并行 I/O 口： MCS-51 有四個(gè) 8 位的并行 I/O 口，P0，P1，P2，P3，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出。 串行口： 它有一個(gè)全雙工的串行口，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間或單片機(jī)同其它外設(shè)之間的 通信，該并行口功能較強(qiáng)，可以做為全雙工異步通訊的收發(fā)器也可以作為同步移 位器用。 中斷控制系統(tǒng)： 8031 有五個(gè)中斷源，既外部中斷兩個(gè)，定時(shí)計(jì)數(shù)中斷兩個(gè)，串行中斷一個(gè)， 全部的中斷分為高和低的兩個(gè)輸出級(jí)。 3.2.2.2 8031 的引腳的引腳圖圖 圖 3-15 8031 引腳圖 8031 的制作工藝為 HMOS，采用 40 管腳雙列直插 DIP 封裝，引腳說(shuō)明如下： VCC（40 引腳）正常運(yùn)行時(shí)提供電源。 24 VSS（20 引腳）接地。 XTAL1（19 引腳）在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端，該放大器 構(gòu)成了片內(nèi)的震蕩器，可以提供單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)，該引腳也是可以接外部的晶 振的一個(gè)引腳，如采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)于 8031 而言此引腳應(yīng)該接地。 XTAL2（18 引腳）在內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸入端，當(dāng)采用外部振蕩 器時(shí)， 對(duì) MCS51 系列該引腳接收外部震蕩信號(hào)，即把該信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘 的輸入端。 RST/VPD（9 引腳）在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上兩個(gè)機(jī)器周期的電平將單 片機(jī)復(fù)位，復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平保持不高于 0.5V 的低電平以保證 8031 正常工 作。在掉電時(shí)，此引腳接備用電源 VDD，以保持 RAM 數(shù)據(jù)不丟失，當(dāng) BVCC 低于規(guī) 定的值時(shí)，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時(shí)，VPD 就向內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供備用 電源。 ALE/PROG（30 引腳）當(dāng) 8031 訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存 儲(chǔ)器，ALE9 地址鎖存允許 0 輸入的脈沖的下沿用于鎖存 16 位地址的低 8 位，在 不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器的時(shí)候，ALE 仍有兩個(gè)周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的 頻率的 1/6，在訪問(wèn)外存儲(chǔ)器的是候，在兩個(gè)周期中，ALE 只出現(xiàn)一次，ALE 斷可 驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS TTL 負(fù)載，對(duì)于有片內(nèi) EPROM 的而言，在 EPROM 編程期間，此腳用 于輸入編程脈沖 PROG。 （29 引腳）此腳輸出為 單片機(jī)內(nèi)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)， 在讀取外部指令期間， PSEN 非有兩次在每個(gè)周期有效，在此期間，每當(dāng)訪問(wèn)外 部存儲(chǔ)器時(shí)，兩個(gè)有效的 PSEN 非將不再出現(xiàn)，同樣這個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 /VPP（31 引腳）當(dāng)保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部存儲(chǔ)器，當(dāng) PC 值 超過(guò) 0FFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外存儲(chǔ)器。當(dāng)保持低電平時(shí)，則只訪問(wèn)外部程序 存儲(chǔ)器，對(duì) 8031 而言，此腳必須接地。 P0，P1，P2，P3：8031 有四個(gè)并行口，在這四個(gè)并行口中，可以在任何一個(gè) 輸出數(shù)據(jù)，又可以從它們那得到數(shù)據(jù)，故它們都是雙向的，每一個(gè) I/O 口內(nèi)部都 25 有一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為 SFR 中的一個(gè)， 因此 CPU 數(shù)據(jù)從并行 I/O 口輸出時(shí)可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時(shí)可以得到緩沖，但 他們?cè)诠δ芎陀猛旧系牟町惡艽螅琍0 和 P2 口內(nèi)部均有個(gè)受控制器控制的二選一 選擇電路，故它們除可以用做通用 I/O 口以外還具有特殊的功能，P0 口通常用做 通用 I/O 口為 CPU 傳送數(shù)據(jù)，P2 口除了可以用做通用口以外，還具有第一功能， 除 P0 口以外其余三個(gè)都是準(zhǔn)雙向口。 8031 有一個(gè)全雙工串行口，這個(gè)串行口既可以在程序下把 CPU 的 8 位并行數(shù) 據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位的從發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送出去，也可以把串行數(shù)據(jù)接受進(jìn)來(lái) 變成并行數(shù)據(jù)給 CPU，而且這種串行發(fā)送和接收可以單獨(dú)進(jìn)行也可以同時(shí)進(jìn)行。 8031 的 串行發(fā)送和接收利用了 P3 口的第二功能，利用 P3.1 做串行數(shù)據(jù)接 收線，串行接口的電路結(jié)構(gòu)還包括了串行口控制寄存器 SCON，電源及波特率選擇 寄存器 PCON 和串行緩沖寄存器 SBUF，他們都屬于 SFR，PCON 和 SCON 用于設(shè)置串 行口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，SBUF 用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作 用。 3.2.2.3 8031 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 MCS-51 系列單片機(jī)的內(nèi)部 ROM 是不同的，8051 有 4K 的 ROM，而 8751 則是 4K 光可擦寫 EPROM，而我們所采用的 8031 則沒(méi)有片內(nèi)的 ROM，但是無(wú)論那種型號(hào) 的芯片都可以在片外擴(kuò)展多達(dá) 64K 的片外程序存儲(chǔ)器，外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的大 小以滿足系統(tǒng)要求即可，或有特殊要求或?yàn)榱艘院笊?jí)方便采用大容量的片外程 序存儲(chǔ)器。當(dāng)外接程序存儲(chǔ)器的時(shí)候，單片機(jī)通過(guò) P2 口和 P0 口輸出 16 位的地 址，即可尋址的外部程序存儲(chǔ)器單元的地址，使用 ALE 作為低 8 位地址鎖存器信 號(hào)，再由 P0 口讀回指令的代碼，用 PSEN 非作為外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 單片機(jī)有一個(gè)程序計(jì)數(shù)器 PC，它始終存著 CPU 要讀取的機(jī)器碼的所在地址， 單片機(jī)工作時(shí)，PC 自動(dòng)加一，此時(shí)程序開(kāi)始順序執(zhí)行，因?yàn)閱纹瑱C(jī)程序 訪問(wèn)空 間是 64K，故需要 16 條地址線，當(dāng)接“0”則 8031 在片外程序存儲(chǔ)器中讀取 指令，此時(shí)片外程序存儲(chǔ)器從 0000H 開(kāi)始編址，因?yàn)?8031 無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 26 故在此系統(tǒng)中必須接地使 CPU 到外部 ROM 中去尋址。 在程序存儲(chǔ)器中有六個(gè)單元有特定的含義： 0000H 單元：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位后，PC=0000H 即從此處開(kāi)始執(zhí)行指令。 0003H 單元：外部中斷 0 入口地址。 000BH 單元：定時(shí)器 0 溢出中斷入口地址。 0013H 單元：外部中斷 1 入口地址。 001BH 單元：定時(shí)器溢出中斷入口地址。 0023H 單元：串行口中斷入口地址。 使用時(shí)常在這些入口外安放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到擁護(hù)安排的中 斷處理程序的起始地址，或從 0000H 外執(zhí)行一跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計(jì)的初始 程序入口。 3.2.2.4 8031 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放運(yùn)算中間的結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)志位、待測(cè)程序 等功能。 片內(nèi)的 128B 的 RAM 地址為 00H7FH，供用戶做 RAM 用，但是在這中間的前 32 單元，00H1FH 即引用地址尋址做用戶 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 R0R7，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。 低 128 字節(jié)中的 20H2FH 共 16 字節(jié)可用位尋址方式訪問(wèn)各位，共 128 個(gè)位 地址，30H7FH 共 80 個(gè)單元為用戶 RAM 區(qū)，作堆棧或數(shù)據(jù)緩沖用，片內(nèi) RAM 不 夠用時(shí)，須擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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 口寫入或讀出數(shù)據(jù)。寫時(shí)用，讀時(shí)用 做外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的選通信號(hào) 3.2.2.5 特殊功能寄存器特殊功能寄存器 SFR 8031 有 21 個(gè)專用寄存器，他們是用來(lái)管理 CPU 和 I/O 口以及內(nèi)部邏輯部件 的，在指令中專用寄存器是以存儲(chǔ)單元方式被讀寫的，專用寄存器雖有名稱，但 27 尋址時(shí)都做專用寄存器用，它們的地址是與片內(nèi) RAM 的地址相連的。下面就專用 寄存器作以簡(jiǎn)單的介紹： 累加器 A：在絕大多數(shù)情況下它參與運(yùn)算的一方并存放運(yùn)算的結(jié)果。 寄存器 B：進(jìn)行乘除運(yùn)算時(shí)，寄存器 B 有特定的用途，在乘時(shí)存放一個(gè)乘數(shù) 以及積的最高位，A 中存放另一個(gè)乘數(shù)以及積的低位。除法時(shí)，B 中存放除數(shù)及 余數(shù)，而在