基于單片機的溫濕度測量電路

目錄TOC\o"1-3"\u1緒論 ④輸入/輸出〔I/O〕引腳P0口、P1口、P2口及P3口(A).P0口〔39腳～22腳〕：P0.0～P0.7統(tǒng)稱為P0口。當不接外部存儲器與不擴展I/O接口時，它可作為準雙向8位輸入/輸出接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O口時，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時復用口。它分時提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。對于片內(nèi)含有EPROM的單片機，當EPROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)，而當檢驗程序時，那么輸出指令字節(jié)。(B).P1口〔1腳～8腳〕：P1.0～P1.7統(tǒng)稱為P1口，可作為準雙向I/O接口使用。對于MCS—52子系列單片機，P1.0和P1.1還有第2功能：P1.0口用作定時器/計數(shù)器2的計數(shù)脈沖輸入端T2；P1.1用作定時器/計數(shù)器2的外部控制端T2EX。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P0口接收輸入的低8位地址。(C).P2口〔21腳～28腳〕：P2.0～P2.7統(tǒng)稱為P2口，一般可作為準雙向I/O接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用于高8位地址總線送出高8位地址。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P2口接收輸入的8位地址。(D).P3口〔10腳～17腳〕：P3.0～P3.7統(tǒng)稱為P3口。它為雙功能口，可以作為一般的準雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。P3口的第2功能如表1所示。表1單片機P3.0管腳含義引腳第二功能P3.0RXD(串行口輸入端0〕P3.1TXD〔串行口輸入端〕P3.2INT0〔部中斷0請求輸入端，低電平有效〕P3.3INT1〔中斷1請求輸入端，低電平有效〕P3.4T0〔時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖端〕P3.5T1〔時器/計數(shù)器1數(shù)脈沖端〕P3.6WR〔部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效〕P3.7RD〔部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效〕3.4濕度的調(diào)節(jié)模塊設計1、濕度調(diào)節(jié)的原理及結(jié)構(gòu)框圖當環(huán)境的濕度超出我們預先設定的濕度范圍時，通過濕度檢測電路以及A/D轉(zhuǎn)換，把相應的信號送入主處理器AT89C51中，通過軟件的判斷，確定當前的濕度值是否在適宜的范圍，如果不是，就自動的發(fā)出信號，啟動濕度調(diào)節(jié)，例如當相應環(huán)境濕度大于預先設定的濕度值時，通過單片機發(fā)出信號，經(jīng)功率驅(qū)動放大電路，啟動抽風機的工作，減少空氣中水蒸氣的含量，以到達降低空氣濕度的目的；當環(huán)境相應濕度小于預先給定的濕度值時，仍然的通過單片機發(fā)出信號，經(jīng)功率放大電路，啟動加濕器的工作〔其實也就是一個蒸汽機相關(guān)的機械〕，增加空氣中的水蒸氣，以到達增加空氣中濕度的目的?？傊?，我們所要做的工作就是要使空氣濕度保持在我們需要的理想狀態(tài)。濕度調(diào)節(jié)電路的設計如圖9所示。單片機輸出信號單片機輸出信號繼電器吹風機/蒸汽機電源圖9濕度調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)框圖2、濕度調(diào)節(jié)硬件結(jié)構(gòu)圖圖10為濕度控制硬件圖，圖中采用了兩只光電耦合器件、兩個繼電器、和兩只發(fā)光二極管。其中光電耦合器件是將處理器〔單片機〕輸出的信號轉(zhuǎn)換為繼電器的輸入信號，而繼電器又與吹風機和蒸汽機的電源線相連[11]，這樣，處理器輸出的信號就可以通過光電耦合電路和繼電器電路來控制機械〔吹風機或蒸汽機〕的動作。濕度調(diào)節(jié)的硬件結(jié)構(gòu)如圖10所示。圖10濕度硬件控制電路3、濕度調(diào)節(jié)原理實現(xiàn)本濕度調(diào)節(jié)電路包含兩個方面，一方面就是增加濕度的蒸汽機，也就是用來增加空氣濕度的加濕設備，另一方面就是降低濕度的的吹風機，也就是用來減小空氣中的濕度，這兩個方面合起來，就是實現(xiàn)空氣濕度的自動調(diào)節(jié)。3.5顯示模塊設計1、LED顯示器的介紹LED顯示器是由發(fā)光二極管組，其結(jié)構(gòu)如下圖，其中7個發(fā)光二極管按“8〞行排列，用于顯示數(shù)字，字母等符號，一個發(fā)光二級管圓點形狀，右下角用于顯示小數(shù)點，LED顯示器共陰極和共陽極兩種類型[12]。2、單片機與LED接口在單片機應用系統(tǒng)中LED顯示器有動態(tài)和靜態(tài)兩種顯示方式，所謂的靜態(tài)顯示方式就是需要在顯示的字符各段通過連續(xù)的電流，動態(tài)顯示方式就是需要顯示的字符斷續(xù)通過電流，對于動態(tài)顯示，當需要顯示多個字符時輪流給每個字符通以電流，由于輪流的速度很快，發(fā)光二極管的余輝以及人的視覺暫留等因素，雖然在同一時刻只有一個顯示器通電，但人們看起來都是所有的顯示器都穩(wěn)定的顯示。數(shù)碼管顯示原理如圖11所示。圖11數(shù)碼管原理圖3.6按鍵模塊的設計鍵盤可分為兩類：獨立式和矩陣式，本文只用到了獨立式鍵盤，故只對獨立鍵盤作簡要說明。=1\*GB3①獨立式鍵盤電路，各個鍵相互獨立，每個按鍵獨立的與一根輸入線相連，一根線上的工作狀態(tài)不會影響其他輸入線的工作狀態(tài)，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易判斷那個按鍵按下了。=2\*GB3②為中斷方式，任何一個按鍵按下時通過門電路都會向CPU申請中斷，在中斷效勞程序中讀入P1口的值，從而判斷是那個鍵被按下，=3\*GB3③為查詢方式，在平時，所有的數(shù)據(jù)輸入線都通過上拉電阻被連接成高電平，當任何一個鍵被按下時，與之相連的數(shù)據(jù)輸入線將被拉成低電平，要判斷是否有鍵按下，只要用位處理指令即可。4軟件的設計及實現(xiàn)1、程序設計及其流程圖如圖12所示?！瞐〕主程序流程圖〔b〕A/D轉(zhuǎn)換子程序流圖〔c〕顯示子程序流程圖〔d〕按鍵子程序流圖圖12程序設計及流程圖2、程序流程圖說明程序流程圖說明：在本程序的設置中，A/D轉(zhuǎn)換是通過每次轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生中斷來通知處理器，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送如處理器的存儲器中保存；顯示子程序采用單獨的子程序，作為主程序的調(diào)用子程序，以保證LED管的連續(xù)顯示。主程序流程圖如〔a〕，將鍵盤查詢子程序和顯示調(diào)用子程序作為它的程序運行的循環(huán)環(huán)節(jié)；A/D轉(zhuǎn)換中斷處理程序如程序流程圖〔b〕，采用中斷處理程序，保持了濕度檢測信號的不斷及時更新；流程圖〔c〕就是顯示子程序，它直接通過單片機的端口，不停的送出字位顯示和字數(shù)的顯示；〔d〕就是鍵盤處理子程序，鍵盤采用獨立鍵盤，在有鍵按下時，首先判斷那個鍵按下，然后根據(jù)相應的鍵作出相應的處理，在此程序中，鍵盤采用的是脈沖式按鍵方式，按鍵按下一下，處理器作出一次相應的回應?？偨Y(jié)濕度檢測技術(shù)一直是世界上的一個難題，本文在這里也只能是作出一些簡單的探討。首先系統(tǒng)初始化由傳感器讀取環(huán)境濕度并自身將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入51單片機，如果該數(shù)據(jù)低于預設最低值或高于預設最高值，那么報警電路和控制電路將被接通，起到提醒和控制的作用，并將數(shù)據(jù)送入51單片機在LCD上顯示。如果濕度正常即處于預設范圍，那么報警電路和控制電路不會動作，并將數(shù)據(jù)送入單片機在LCD上顯示，之后進入下次的監(jiān)控流程。以AT89S51單片機為系統(tǒng)的濕度控制系統(tǒng)，可自動檢測并顯示濕度?？筛鶕?jù)要求設定濕度的閾值進行控制，它克服了電子式濕度控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)較復雜，控制精度低等特點。系統(tǒng)具有與上位機通信的功能，方便對濕度進行統(tǒng)一的管理，具有很強的實用性。致謝在此次課程設計完成之際，首先，在本課題的設計過程中，我的指導老師栗紅霞老師傾注了大量的心血，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關(guān)，循循善誘，在設計過程中，老師給我提供了很多資料和專業(yè)知識的指導，借此向栗紅霞老師表示最真摯的謝意。除此之外，在課程設計進行當中，我還要感謝我的同學，在我沒有思路進行下去的時候，他們幫助我分析電路功能和電路結(jié)構(gòu)，讓我找到了切入點，在此深表感謝。感謝他們給予我的無私幫助，正是他們的鼓勵和幫助之下，我得以順利完成了這篇課程設計。最后再一次感謝所有在此次課程設計中曾經(jīng)幫助過我的老師和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。參考文獻[1]李玉忠.中國濕度與水分測量技術(shù)的現(xiàn)狀[J].分析儀器，2003年第l期：22～23.[2]盧崇考，洲明軍，露琳.濕度計量基準與標準傳感器世界[J].2000年第6卷第10期

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