室內(nèi)溫濕度檢測系統(tǒng)方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 HD7279管腳圖 ②內(nèi)部含有譯碼器，可直接接收BCD碼或16進(jìn)制碼， 同時具有兩種譯碼器方式，實現(xiàn)LED數(shù)碼管位尋址和段尋址，消隱和閃爍性等多種控制指令，編程靈活； ③循環(huán)左移和循環(huán)右移指令；④內(nèi)部含有驅(qū)動器，無需外圍元件可直接驅(qū)動LED； ⑤具有級聯(lián)功能，可方便的實現(xiàn)多于8位顯示或多于64鍵的鍵盤接口； 具有自動消除抖動并識別按鍵鍵值的功能[11]。(2) HD7279的引腳說明 　 HD7279為28引腳標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式封裝(DIP)[15]，單一的+5V供電,其引腳排列如主板所示。 DIG0DIG7分別為8個LED數(shù)碼管的位驅(qū)動輸出端[5]。SASG分別為LED數(shù)碼管的AG的輸出端。DP為小數(shù)點的驅(qū)動輸出端。HD7279與微處理器僅需4條接口線，其中非CS為片選信號(低電平有效)，RC引腳用于連接HD7279的外接振蕩元件，其典型值為R=，C=15pF。非RESET為復(fù)位端。該端由低電平變成高電平并且保持25ms即復(fù)位結(jié)束。通常,該端接+5V即可。 接口設(shè)計7279是可編程的鍵盤和顯示接口器件[5]。鍵盤和顯示器實現(xiàn)人機交互。鍵盤和顯示器由7279管理，實現(xiàn)5按鍵和4顯示器的功能。如下圖所示是HD7279與AT89C52單片機的典型接口電路。HD7279應(yīng)連接共陰式數(shù)碼管。因為采用循環(huán)掃描的工作方式,如果采用普通的數(shù)碼管，亮度有可能不夠，則可采用高亮度或超高亮度的型號[14]。數(shù)碼管的尺寸亦不宜選得過大，一般字符高度不超過1in()，如使用大型的數(shù)碼管，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動電路。HD7279需要一個外接的RC振蕩電路以供系統(tǒng)工作，外接振蕩元件為典型值(R=，C=15pF)。如果芯片無法正常工作，首先檢查此振蕩電路。在印制電路板布線時，所有元件，尤其是振蕩電路的元件應(yīng)盡量靠近HD7279，并盡量使電路連線最短。單片機通過KEY引腳電平來判斷是否有鍵按下，在使用查詢方式管理鍵盤時，該引腳接至單片機的1位I/；如果使用中斷方式，該引腳應(yīng)接至單片機的外部中斷輸入端(非INT0或非INT1)。同時應(yīng)該將中斷觸發(fā)控制位設(shè)置成下降沿有效的邊沿觸發(fā)方式。若置成電平觸發(fā)方式，則應(yīng)注意在按鍵時間較長時可能引起的多次中斷問題[5]。單片機與HD7279引腳的連接和相關(guān)的地址分配如下： (1) CS2：片選端,低電平有效，； (2) CLK:串行時鐘輸入端，； (3) DATA:串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端，；圖222 HD7279(4) KEY:按鍵有效信號端。 AT89C52與HD7279連接電路圖 AT89C52單片機與X5045的接口設(shè)計 X5045芯片簡介 X5045是單片機系統(tǒng)電路的一個輔助芯片，它將復(fù)位，電壓檢測，看門狗定時器和塊鎖保護(hù) X5045管腳圖的串E2PROM功能集合成一個芯片內(nèi)；采用SPI串行外設(shè)接口方式，降低了系統(tǒng)成本并減少了對電路板空間的要求，提高了系統(tǒng)的可靠性[8]。 (1) 功能與特點 X5045有4種基本功能:上電復(fù)位,看門狗定時器，低電壓檢測和SPI串行E2PROM。①上電復(fù)位 當(dāng)器件通電并超過Vcc門限電壓(內(nèi)部門限值Vtrip時)，X5045內(nèi)部的復(fù)位電路將會提供一個約為200ms復(fù)位脈沖(引腳RESET)讓微處理器能夠正常復(fù)位。②看門狗定時器看門狗定時器對微處理器提供了一種對外界干擾而引起程序陷入死循環(huán)或“跑飛”狀態(tài)的保護(hù)功能。X5045內(nèi)部的一個控制寄存器中有兩位可編程位決定了定時周期的長短。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，在設(shè)定的時間內(nèi)如果沒有對X5045進(jìn)行訪問，則看門狗定時器以RESET信號作為輸出響應(yīng),即變?yōu)楦唠娖剑訒r約200ms以后RESET由高電平變?yōu)榈碗娖健７荂S的下降沿復(fù)位看門狗定時器[5]。③低電壓檢測 工作過程中X5045監(jiān)測電源電壓下降并且在電源電壓跌落到Vcc門限電壓(Vtrip)以下時，會產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖,復(fù)位脈沖保持有效直到電源電壓降到1V以下。如果電源電壓在降落到VTRIP后延時約200ms，復(fù)位信號消失,使得微處理器可以繼續(xù)工作。④串行E2PROM存儲器X5045的存儲器部分是具有Xicor公司的塊鎖保護(hù)CMOS4KB串行E2PROM。它被組織成8位的結(jié)構(gòu)，由一個四線構(gòu)成的SPI總線方式進(jìn)行操作,一次最多可寫16B[10]。 接口設(shè)計利用X5045串行E2PROM存儲4通道的測量值上下限和報警上下限（保護(hù)參數(shù)）[1]。：(1)CS1:片選端,低電平有效，； (2)SO:串行數(shù)據(jù)輸出端，；(3)CK:串行時鐘輸入端，；(4)SI:串行數(shù)據(jù)輸入端，[13]。 AT89C52與X5045連接電路圖 AT89C52單片機與ADC0809的接口設(shè)計 ADC0809轉(zhuǎn)換器芯片簡介由于計算機直接執(zhí)行的是機器語言，也就是只能處理數(shù)字量,因此計算機系統(tǒng)中凡是遇到模擬量的地方，就要進(jìn)行模擬量向數(shù)字量或數(shù)字量向模擬量的轉(zhuǎn)換，由此帶來了單片機的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換的接口問題。一般情況下，大多數(shù)的傳感器的輸出都是電流信號，計算機要對這類傳感器的信號進(jìn)行處理,就要先進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換(I/V)，然后再通過ADC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換[2]。 ADC模/數(shù)轉(zhuǎn)換器有兩大類:一類直接在電子線路中使用,不帶使能控制端；另一類帶有使能控制端,與微型計算機接口相連。A/D轉(zhuǎn)換器是一種能把輸入模擬電壓變成與它成正比的數(shù)字量的器件，即能把被控對象的各種模擬信息轉(zhuǎn)變成計算機可以識別的數(shù)字信息[4]。(1)ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)是多路模擬開關(guān)可選通8路模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，并共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。地址鎖存與譯碼電路完成對A、B、C三個地址位進(jìn)行鎖存和譯碼。8位A/D轉(zhuǎn)換器為逐次逼近式，由控制與時序電路/逐次逼近式寄存器，樹狀開關(guān)以及256個電阻階梯網(wǎng)絡(luò)等組成。三態(tài)輸出鎖存器用于存放和輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量。(2)ADC0809的引腳 ADC0809芯片為28引腳雙列直插封裝 ①IN0IN7:8路模擬量輸入通道 ②A,B,C:模擬通道地址線 ③ALE:地址鎖存信號 ④START:A/D轉(zhuǎn)換啟動信號 ⑤D0D7:數(shù)據(jù)輸出線 ⑥OE:輸出允許信號 ADC0809管腳圖 ⑦CLOCK:時鐘信號 ⑧EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號 ⑨Vcc:+5V電源,GND:地⑩Vref:參考電壓 接口設(shè)計(1)在START端送一個100ns寬的啟動正脈沖；(2) 獲取EOC端上的狀態(tài)信息，因為它是A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束標(biāo)志；(3) ADDA、ADDB、ADDC分別接系統(tǒng)的低三位地址，只要把這三位地址寫入ADC0809的地址鎖存器，就實現(xiàn)了模擬通道的選擇；(4) START和ALE互連可以使ADC0809在接收模擬量路數(shù)地址時啟動工作；(5) A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)為數(shù)字量，這些數(shù)據(jù)傳送到單片機中進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換已完成，因為只有確認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳送[7]。 AT89C52與ADC0809連接電路圖 兩路采集開關(guān)由于要實現(xiàn)溫濕度兩個變量的數(shù)據(jù)采集，而在LED上只能顯示一路不能同時顯示，所以要有兩路之間相互轉(zhuǎn)換電路。，B和C引腳接地。，采集通道0；，采集通道1。，顯示濕度值；，顯示溫度值。： 轉(zhuǎn)換電路 熱敏電阻補償電路 熱敏電阻是其溫度值隨電阻體溫度變化的半導(dǎo)體電阻，通常可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC和臨界溫度系數(shù)熱敏電阻CRT三類。PTC是具有在工作范圍內(nèi)電阻值隨溫度升高而顯著增大的特點，NTC是具有在工作范圍內(nèi)電阻值隨溫度升高而顯著減小的特性。該系統(tǒng)溫度采集我們采用溫濕度模塊中的熱敏電阻，模塊中的熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，由于傳感器溫度輸出信號是阻抗，而ADC0809只能接受電壓信號，因此要想辦法將阻抗信號變?yōu)?5V易于采集的標(biāo)準(zhǔn)信號。經(jīng)過查閱相關(guān)資料解決辦法是將傳感器的阻抗輸出端加上一個電阻，電阻另一端接地。將溫度輸出端接到ADC0809的IN1腳，取電阻兩端電壓作為單片機的輸入。 確定所加電阻值R：因為R與熱敏電阻串聯(lián)，所以R=[R25(R0+R50)2ROR50]/[R0+R502R0R50] ()R0、R50代表要求線性化溫度范圍（050℃）兩端上是我熱敏電阻值，R25代表溫度范圍中點處的熱敏電阻值。輸出電壓E為 E=E0*Rt/(Rt+Rc) ()最大線性誤差為177。℃。根據(jù)公式得算式：R=[(16509+12031)2*16509*]/[+*]解出R=：溫濕度傳感器IN1GND4 Rout31K 溫度采集的調(diào)理電路 報警單元報警利用蜂鳴器，采樣值高于報警上限或低于報警下限時，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。蜂鳴器與AT89C52連線圖。 AT89C52與蜂鳴器連接第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 整體流程框圖本設(shè)計采用單片機C52編程實現(xiàn)。程序由C語言編寫。本程序主要分為以下幾部分：A/D采集程序，LED顯示程序，溫濕度量化程序，平均值濾波程序，定時中斷服務(wù)程序。： 整體流程框圖 各部分程序模塊設(shè)計本節(jié)就各部分程序模塊設(shè)計進(jìn)行了闡述，其中有中斷程序模塊設(shè)計，按鍵處理模塊設(shè)計，設(shè)定鍵處理模塊設(shè)計，左移鍵處