基于單片機的溫室控制系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 分型的 A/D 轉換器，全部轉換電路用 CMOS 大規模集成電路技術設計，具有功耗低、精度高、抗干擾性能強、功能完整、使用簡單及 與微機或其他數字電路兼容等優點。它電壓量程分 和 兩檔，量程的擴展通過外加控制電路實現。轉換速率為 4~10Hz，相應時鐘頻率變化范圍為 50~150kHz。輸入阻抗大于 100MΩ。工作電壓范圍為177。 ~177。 8V 或 9~16V。當電壓為177。 5V 時，典型功耗為 8mW。片內具有自動極性轉換和自動調零功能。有過量程和欠量程標志信號輸出，配上控制電路可以完成自動量程切換。片內提供時鐘脈沖發生電路，使用時只需外接一電阻，也可以使用外部輸入時鐘。時鐘頻率范圍為50~150kHz。外接單一正電壓基準，基準電壓值和量程有關。當量稱為 時，基準電壓為 2V。當量程為 時，基準電壓為 200mV。各管腳排列如圖 11 所示。 MC14433 的 管 腳功能 如下： VDD：主工作電源 +5V。 VEE:模擬部分的負電源端，接 5V。 VAG：模擬地端。 ..2423Q322Q221Q120Q019D S 11211C L K 010C L K 19DU876C15R 1/ C 14R1321V A G1314E O C1516D S 417D S 318D S 2V RV XC 01C 02V CCVM C 1 44 33ORV SSdd圖 11 MC14433 的引腳排列 10 VSS：數字地端。 VR：基準電壓。 RI：積分電阻輸入端， VX=2V 時， R1=470?； VX=200Mv 時， R1=27K?。 C1：積分電容輸入端。 C1 一般為 。 C0 C02：外界補償電容端，電容取值約 。 R1/C1： R1 與 C1 的公 共端。 CLK CLKO:外界振蕩器時鐘調節電阻 Rc， Rc 一般取 470 K?左右。 EOC：轉換結束信號輸出端，正脈沖有效。 DU：啟動新的轉換，若 DU 與 EOC 相連，每當 A/D 轉換結束后，自動啟動新的轉換。 /OR：當 |Vx|VR，過量程 /OR 輸出低電平。 DS4~DS1： 選擇個、十、百、千位，正脈沖有效。 DS1 對應千位， DS4 對應個位。每個選通脈沖寬度為 18 個時鐘周期，兩個相應脈沖之間間隔為 2 個時鐘周期。 MC14433 選通脈沖時序如圖 12 所示。 圖 12 MC14433 選通脈沖時序圖 Q0~Q3： BCD 碼輸出線。其中 Q0 為最低位， Q3 為最高位。當 DS DS3和 DS4 選通期間，輸出三位完整的 BCD 碼數，但在 DS1 選通期間，輸出端 Q0~Q3 除了表示個位的 0 或 1 外，還表示了轉化值的正負極性和欠量程還是過量程。具體情況如表 3 所示。 由表可知： Q3 表示 1/2 位， Q3=0 對應 1，反之對應 0。 Q2 表示被測信號的極性， Q2=1 為正極性，反之為負極性。 Q0 指示量程是否合適，若輸出為“ 0”，表示量程合適，若輸出為“ 1”，說明 VX 超出量程范圍，當≈1 / 2 C L K 周期1 6 4 0 0 個時鐘脈沖周期2 個時鐘脈沖周期18 個脈沖時鐘周期≈≈≈≈E O CD S 1 1 / 2 位D S 2D S 3D S 4（最低位）（最高位）千位 百位 十位 個位 ≈ 千位 百位Q 3~ Q 0. 11 與 Q3 一起使用時，就可以指示出過量程或欠量程 。過量程時 Q3 為“ 0”， Q0 為“ 1”；欠量程時 Q3 與 Q0 均為“ 1”。 表 3 DS1 選通時 Q3~Q0 表示的結果 DS1 Q3 Q2 Q1 Q0 表示結果 1 1 0 千位數為 0 1 0 0 千位數為 1 1 1 0 結果為正 1 0 0 結果為負 1 0 1 輸入過量程 1 1 1 輸入欠量程 由于 MC14433 的 A/D 轉換結果是動態分時輸出的 BCD 碼，對于 89C51 單片機的應用系統來說， MC14433 可以直接和其 P2 口或擴展 I/O 口 8155/8255 相連。 MC14433 與 AT89C51 單片機 P2 口直接相連的硬件接口 電路 如圖 13 所示 。 圖 13 MC14433 與 89C51 單片機的硬件接口 電路 該電路采用中斷方式管理 MC14433 的操作，由于引腳 EOC 與 DU 連接在一起 ，所以， MC14433 能自動 連續 轉換，每次轉換結束 便在 EOC 腳輸出正脈沖，經反相后作為 89C51 的外部中斷請求信號 /INT1。 AT89C51 單片機的 介紹 AT89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 4k 字節的可反.2423Q322Q221Q120Q019D S 1M C 1 44 331211 109DU876 5 43218D S 217D S 314E O C16D S 4113C40 .1uC50 .04 7uC60 .02 uC30 .1uR 134 70 KR 14 3 00 K5 G 1 40 3123+ 5V+ 5V 5 VR P 11KVxP 28P 27P 26P 25P 24P 23EA31I N T 113P 21P 22A T 8 9C 511( 被測信號輸入端 )...12 復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器（ PEROM）和 128 字節的隨機存取數據存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS51 指令系統，片內置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，內置功能強大的微型計算機的 AT89C51 提供了高性價比的解決方案。 AT89C51 單片機有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內含 2 個外中斷口， 2 個 16 位可編程定時計數器 ， 2 個全雙工串行通信口，AT89C51 可以按照常規方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器 和 Flash 存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發成本。整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執行。此外， AT89C51設有穩態邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數器 ，串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。其引腳排列如圖 14 所示。各管腳功能描述 如下： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每 個管 腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數據存儲器，它 可以被定義為數據 /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且.E A / V p p31X T A L 119X T A L 218R E S E T9P 3 . 7 ( R D )17P 3 . 6 ( W R )16P 3 . 2 ( I N T 0 )12P 3 . 3 ( I N T 1 )13P 3 . 4 ( T 0 )14P 3 . 5 ( T 1 )15P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 0 . 039P 0 . 138P 0 . 237P 0 . 336P 0 . 435P 0 . 534P 0 . 633P 0 . 732P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728P S E N29A L E / P R O G30P 3 . 1 ( T X D )11P 3 . 0 ( R X D )10G N D20V C C40A T 8 9 C 5 1..圖 14 AT89C51 的管腳排列 13 作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內部上拉為高電平，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。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩 個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執行 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行狀態 ALE 禁 止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現。 /EA/VPP ：當 /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸 入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 電源電路 電源電路是給電子設備提供必要的電源能量的電路，在集成電路中主要使用的是由交流（ AC） 220V， 50/60Hz 的市電轉換成的直流電。 其電路圖如圖 15 所 示。該部分電路由降壓、整流、濾波、穩壓四部分組成。 220V、 50Hz 的 市電經變壓器 降 壓后產生 12V 的交流電，經 D1~D4 橋式整流 、 電容濾波后，由不同穩壓集成塊產生 12V 和 177。 5V 三 種電壓，供不同的外圍設備使用 。其中穩壓塊 78L05 輸出的 +5V 電壓作為系統的主要電源向電路供電，78L12 輸出的 +12V 電源專用于向驅動電路的 14 圖 15 電源電路 繼電器供電，穩壓塊 79L05 輸出的 5V 專用于 A/D 轉換的負電源。 LED 為電源指示， R1 R16