本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的孵化室的遠(yuǎn)程無(wú)線控制

1、基于單片機(jī)的孵化室的遠(yuǎn)程無(wú)線控制 指導(dǎo)教師： 學(xué)院： 信息技術(shù)學(xué)院專業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)姓名： 學(xué)號(hào)： 孵化室的遠(yuǎn)程控制摘要：本文介紹了環(huán)境溫濕度實(shí)時(shí)測(cè)控裝置的研制思路和方法。該裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)孵化室內(nèi)溫度、濕度的實(shí)時(shí)測(cè)量與控制，并附有通信接口以及可控制多種設(shè)備的多點(diǎn)時(shí)間控制電路，該系統(tǒng)也可廣泛用于其它場(chǎng)合。環(huán)境條件中的溫濕度指標(biāo)是許多工作場(chǎng)合的重要參數(shù)，不論是倉(cāng)庫(kù)管理、圖書(shū)保存還是工農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)與計(jì)量檢定，都需要符合操作規(guī)定的溫濕度環(huán)境條件。而溫濕度也是最不易保障的指標(biāo)，針對(duì)這一情況，研制可靠且實(shí)用的溫濕度控制器顯得非常重要。本文介紹的溫濕度實(shí)時(shí)控制裝置可在和（相對(duì)濕度）的范圍內(nèi)任意設(shè)定溫

2、濕度值，其附加的通信接口可方便地實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)通信，而且便于功能的擴(kuò)展，可保證溫度、濕度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。此外，該裝置還可自動(dòng)控制多個(gè)設(shè)備的多點(diǎn)時(shí)間控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，因而具有更廣泛的應(yīng)用前景。該裝置可實(shí)現(xiàn)的功能如下：在和間可任意設(shè)定溫濕度控制點(diǎn)；可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫濕度的變化情況，并記錄、存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)；對(duì)環(huán)境溫濕度的控制可滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)；具有多點(diǎn)定時(shí)設(shè)備控制電路，便于功能擴(kuò)展；設(shè)有語(yǔ)音提示功能，可方便地實(shí)現(xiàn)儀器操作和工作管理提示；配有通信接口，可方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；溫濕度控制的精度分別為：溫度（）；濕度（）， abstract :this text introduced th

3、e environment degree of humidity solid hour measure to control to equip of develop the way of thinking and method.should equip can carry out to hatch from eggs indoor temperature,degree of humidity of solid hour measure with control, and the fish-eye correspondence connect and can control various eq

4、uipmentses to order time control electric circuit more, that system can also used for other situations extensively.the degree of humidity index sign in the environment condition is many work situation of important parameter is the warehouse management,book to keep in spite of the work agriculture he

5、rding industry to still produce and calculate an examination, all needing to meet the degree of humidity environment condition of the operation provision.and degree of humidity is also the index sign that guarantees most not easily, aiming at this circumstance, developping the dependable and practic

6、al degree of humidity controller to seem to be count for much.this text introductive degree of humidity solid hour control equip and can set degree of humidity value arbitrarily in 0-50 s and 20% scopes of s (relative humidity) with 98% s, it additional of the correspondence connect and can carry ou

7、t expediently and calculator of solid hour correspond by letter, and the easy to function expand, can promise temperature,degree of humidity satisfy design index sign.in addition, should equip cans also control several equipmentses to order time control electric circuit realization more automaticall

8、y to regulate a control automatically to degree of humidity, as a result has more extensive applied foreground.should equip the function that can carry out as follows:at 0-50 s with 20% s 98% can set degree of humidity control point arbitrarily;can actually the hour monitor the variety circumstance

9、of the environment degree of humidity, and record,saving related data;can satisfy the design index sign to the control of the environment degree of humidity;have to order much in fixed time the equipments control electric circuit, the easy to function expand;establish the speech hints function, can

10、carry out the instrument operation and the work management to hint expediently;have the correspondence connects, can carry on correspondence with calculator expediently;degree of humidity the accuracy of the control respectively is:the temperature(0-50 s) 0.5 s;the degree of humidity(20% s with 98%

11、s) 2% s with 3% s關(guān)鍵詞 無(wú)線通信；傳感器；單片機(jī)；pid算法;ptr8000； 前言 20世紀(jì)下半期開(kāi)始的電子信息科學(xué)技術(shù)革命，是人類歷史發(fā)展中的最偉大事件之一。以微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的信息技術(shù)革命，迅速地改變著人類的生產(chǎn)方式、思維方式和生活方式，加速了國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程，成為推動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、知識(shí)應(yīng)用和知識(shí)傳播的強(qiáng)有力手段。電子信息技術(shù)的發(fā)展，也明顯地影響著農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)的創(chuàng)新過(guò)程，在農(nóng)、林、牧、副、漁機(jī)械化過(guò)程中迅速吸收著電子信息技術(shù)革命的成果。從而對(duì)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與過(guò)程自動(dòng)化提出了新要求。在農(nóng)牧業(yè)機(jī)械的試驗(yàn)、測(cè)試儀

12、器開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域引進(jìn)了先進(jìn)的電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)。單片機(jī)技術(shù)成了發(fā)展農(nóng)牧業(yè)的主要力量之一。目前，單片機(jī)已隨著社會(huì)的發(fā)展?jié)B透到各個(gè)領(lǐng)域之中， 在日常生活和生產(chǎn)中，我們經(jīng)常要測(cè)量環(huán)境的溫、濕度，傳統(tǒng)的測(cè)量方式采用水銀溫度計(jì)和干濕球濕度計(jì)查算法，存在著誤差大，操作使用不便等問(wèn)題，采用工業(yè)級(jí)測(cè)量?jī)x表價(jià)格昂貴。在國(guó)家相關(guān)政策向農(nóng)業(yè)傾斜，重點(diǎn)解決三農(nóng)問(wèn)題，大力建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的大環(huán)境下，農(nóng)民收入有了很大提高，其中家禽養(yǎng)殖業(yè)成為農(nóng)民增收的主要手段，隨著養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，孵化室的數(shù)量也在不斷增加，孵化室的溫度，濕度，照度等參數(shù)的控制就成為一個(gè)難題，傳統(tǒng)的孵化室采用懸掛溫度計(jì)等，通過(guò)讀取溫度濕度

13、等示值來(lái)知道孵化室內(nèi)的溫度和濕度，然后根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)與額定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，然后再進(jìn)行人工操作調(diào)整，而照度更是沒(méi)有辦法掌握，只是憑經(jīng)驗(yàn)看差不多就可以了。這些都浪費(fèi)了大量人力物力，并且不夠及時(shí)準(zhǔn)確。對(duì)于孵化室數(shù)量很多的孵化企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的難題，鑒于以上原因我設(shè)計(jì)了一個(gè)孵化室自動(dòng)控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制各傳感器工作，全部控制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，具有反映及時(shí)，精度高等特點(diǎn)，并且節(jié)省了大量人力物力在孵化室的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，對(duì)孵化室孵化過(guò)程中的主要環(huán)境因子-溫濕度進(jìn)行里提供的是采用單片機(jī)及數(shù)字傳感器開(kāi)發(fā)出數(shù)字溫度/濕度檢測(cè)計(jì)，應(yīng)用控制。1溫度檢測(cè)電路選用公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器作為溫度檢測(cè)器件，該器

14、件只有個(gè)引腳（即電源、地線、數(shù)據(jù)線），且不需要外部元件，而是共用一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行通信，使用一根線通信時(shí)，的電源電壓是以寄生方式供電的，因此，只需將其和端接地即可。dallas最新單線數(shù)字溫度傳感器ds18b20 作為新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì) 。dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器ds1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。ds18b20、 ds1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器 同ds1820一樣，ds18b20也 支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 -55

15、c+125c，在-10+85c范圍內(nèi),精度為0.5c。ds1822的精度較差為 2c ?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3v5.5v的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 ds18b20、 ds1822 的特性 ds18b20可以程序設(shè)定912位的分辨率，精度為0.5c?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在eeprom中，掉電后依然保存。ds18b20的性能是新一代產(chǎn)品中最好的

16、！性能價(jià)格比也非常出色！ ds1822與 ds18b20軟件兼容，是ds18b20的簡(jiǎn)化版本。省略了存儲(chǔ)用戶定義報(bào)警溫度、分辨率參數(shù)的eeprom，精度降低為2c，適用于對(duì)性能要求不高，成本控制嚴(yán)格的應(yīng)用，是經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。 繼“一線總線”的早期產(chǎn)品后，ds1820開(kāi)辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。ds18b20和ds1822使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)。 濕度檢測(cè)電路的濕度信號(hào)的獲取采用電容式濕敏傳感器作為濕度檢測(cè)器件。環(huán)境濕度與傳感器電容成線性關(guān)系，所以可方便地將濕度轉(zhuǎn)換成可以接受的電信號(hào)，本例中采用來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。由積分電路、基準(zhǔn)電路、頻率轉(zhuǎn)換電路及頻率電壓

17、（）轉(zhuǎn)換電路等組成，積分電路及、用于產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào)并從腳送至腳。調(diào)節(jié)可對(duì)該脈沖信號(hào)頻率進(jìn)行調(diào)整，從而使?jié)穸葌鞲衅鞯木€性和靈敏度處于較好狀態(tài)；基準(zhǔn)電路和頻率轉(zhuǎn)換電路可將濕度傳感器的電容變化轉(zhuǎn)換成頻率變化，再經(jīng)頻率電壓轉(zhuǎn)換電路后從腳輸出與頻率成線性的電壓，然后經(jīng)等濾波后送入的端，再進(jìn)行轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。本例中的濕敏傳感器為型電容式濕敏傳感器，濕度為時(shí)的電容值為，電容相對(duì)變化率為。當(dāng)濕度為時(shí)，腳輸出的相應(yīng)信號(hào)頻率為，精度為，電路輸出的電壓為。調(diào)整時(shí)，可先設(shè)定濕度為，然后調(diào)節(jié)，使腳輸出電壓即可。正文1. 系統(tǒng)概述及主要流程11 系統(tǒng)簡(jiǎn)介土壤水分監(jiān)測(cè)與速測(cè)系統(tǒng)，由軟件和硬件共同來(lái)實(shí)現(xiàn)的一

18、個(gè)測(cè)量系統(tǒng)。它是通過(guò)傳感器，與高精度的12位tlc2543 a/d轉(zhuǎn)換器連接，經(jīng)at89c51處理，從四位串行段式液晶顯示器edm1190b中顯示出來(lái)，同時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在2k的flash蕊片24c02中，以便將數(shù)據(jù)通過(guò)串行通信接口max-232傳送到pc機(jī)，利用pc機(jī)上的接收軟件把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)。只要在不斷電的情況下測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)就會(huì)依次存入24c02中，斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，并能重復(fù)將數(shù)據(jù)傳入pc機(jī)，每次測(cè)量后要及時(shí)將數(shù)據(jù)存入pc機(jī)中，以免第二次測(cè)量時(shí)將第一次數(shù)據(jù)覆蓋。12 主要流程2. 系統(tǒng)相關(guān)部件簡(jiǎn)介21 單片機(jī)at89c51at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fpe

19、romfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器。211主要特性： 與mcs-51 兼容 4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0hz-24hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8位內(nèi)部ram 32可編程i/o線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路212 引腳說(shuō)明：（引腳定義如圖2-1-1）圖2-1-

20、1 at89c51引腳定義vcc：供電電壓。gnd：接地。p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向i/o口。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)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(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可

21、接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。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，p

22、3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，如下表所示：口管腳 備選功能p3.0 rxd（串行輸入口）p3.1 txd（串行輸出口）p3.2 /int0（外部中斷0）p3.3 /int1（外部中斷1）p3.4 t0（記時(shí)器0外部輸入）p3.5 t1（記時(shí)器1外部輸入）p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）p3.7 /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)。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)ale/prog：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)。

23、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。/psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。/ea/vpp：當(dāng)/ea保

24、持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。xtal2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。213 振蕩器特性：xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但

25、必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。214 芯片擦除：整個(gè)perom陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ale管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，at89c51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)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(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存ram的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。ds18b20數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)51功能要求數(shù)字溫度計(jì)要求測(cè)溫范圍50110，精確度

26、誤差0.1以內(nèi)，led數(shù)碼管直接讀顯示。52 方案論證在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測(cè)及控制，傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和熱電阻。面熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是模擬量的電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試也復(fù)雜，制作成本高。本溫度計(jì)采用了美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司繼ds1820之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器ds18b20作為檢測(cè)元件，測(cè)溫范圍50125，最大分辨率可達(dá)到0。0625。ds18b20可以直接讀出被測(cè)溫度值，而且采用3線制與單片機(jī)相連，減少了部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由3個(gè)模塊組成：主控

27、制器、測(cè)溫電路及顯示電路數(shù)字溫度計(jì)總體電路結(jié)構(gòu)框圖如圖5。1所示。顯示電路at89c2051主控制器ds18b20掃描驅(qū)動(dòng)圖5。1 數(shù)字溫度計(jì)電路結(jié)構(gòu)框圖5.3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)原理圖5。2所示，控制器使用單片機(jī)at89c2051，溫度傳感器使用ds18b20，用4位共陽(yáng)led數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)溫度顯示。圖5。2 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)電路原理圖311 主控制器單片機(jī)at89c2051具有低電壓供電和小體積等特點(diǎn)，兩個(gè)端口剛好滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用，系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。312 顯示電路顯示電路采用4位共陽(yáng)led數(shù)碼管，從p0口輸出段碼，列采用p2口

28、控制74ls138來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和掃描。313 溫度傳感器工作原理ds18b20溫度傳感器是美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。ds18b20的性能特點(diǎn)如下：l 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；l 多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；l 無(wú)須外部器件；l 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05. 5；l 零待機(jī)功耗；l 溫度以位或位數(shù)字量讀出；l 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置；l 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)

29、警條件）的器件；l 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱面燒毀，但不能正常工作。ds12b20采用腳pr封裝或腳soic封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖。所示。存儲(chǔ)器與控制邏輯位和單線接口i/o高速緩存溫度傳感器高溫觸發(fā)器thc低溫觸發(fā)器tlvdd配置寄存器位crc發(fā)生器圖。ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖位rom的位結(jié)構(gòu)如圖。所示。開(kāi)始位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有位，最后位是前面位的crc檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)ds18b20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器和，可通過(guò)軟件寫(xiě)入戶報(bào)警上下限。位檢驗(yàn)crc位序列號(hào)位工廠代碼（）msb lsb msb lsb msb l

30、sb圖。位rom結(jié)構(gòu)圖ds溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存ram和一個(gè)非易失性的可電擦除的epram。高速暫存ram的結(jié)構(gòu)為字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖。所示。頭個(gè)字節(jié)包含測(cè)得過(guò)且過(guò)溫度信息，第個(gè)和第個(gè)字節(jié)是和的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第個(gè)字節(jié)為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。ds工作時(shí)按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖。所示。ds18b20出在時(shí)該位被設(shè)置為，用戶不要支改動(dòng)，和決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即用業(yè)設(shè)置分辨率，定義方法見(jiàn)表。字節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)溫度lsb溫度msbth用戶字節(jié)th用戶字節(jié)tl用戶字節(jié)tl

31、用戶字節(jié)配置寄存器保留eerom保留保留crc圖。高速暫存ram結(jié)構(gòu)圖tmr1r011111圖5。6 配置寄存器表5。1 ds18b20分辨率的定義規(guī)定r1r0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/ms00993.750110187.510113751112750由表5。1可見(jiàn)，ds18b溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。高速暫存ram的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。第9個(gè)字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的crc碼，可用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)ds18b20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換

32、完成后的溫度值就可以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0。0625/lsb形式表示。溫度值格工如圖5。7所示。當(dāng)符號(hào)位s=0時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位s=1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制。表5。2是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。ls字節(jié)22222222ms字節(jié)sssss222圖5。7 溫度數(shù)據(jù)值格式表5。2 ds18b20溫度與測(cè)得值對(duì)應(yīng)表溫度二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+1250000 0111 1101 000007

33、d0h+85 0000 0101 0101 00000050h+25。0625 0000 0001 1001 00010191h+10。125 0000 0000 1010 001000a2h+0。5 0000 0000 0000 10000008h0 0000 0000 0000 00000000h-0。5 1111 1111 1111 1000fff8h-10。125 1111 1111 0101 1110ff5eh-25。0625 1111 1110 0110 1111fe6fh-55 1111 1100 1001 0000fc90hds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與ram

34、中的th、tl字節(jié)內(nèi)容作比較。若tth或ttl，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只ds18b20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。在64位rom的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（crc）主機(jī)根據(jù)rom的前56位來(lái)計(jì)算crc值，并和存入ds18b20的crc值作比較，以判斷主機(jī)收到的rom數(shù)據(jù)是否正確。ds18b20的測(cè)溫原理如圖5。8所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開(kāi)時(shí)，ds

35、18b20就對(duì)低溫系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1、溫度寄存器1和溫度寄存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，減去計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所沒(méi)是溫度值。圖5。8中的斜率累加器用天補(bǔ)償和修正測(cè)溫進(jìn)程中的非線形性，其輸出用于修

36、正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值。只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直到溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值。另外，由于ds18b20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的隙概念，因此讀寫(xiě)時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)ds18b20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化ds18b20（發(fā)復(fù)位脈沖） 發(fā)rom功能命令 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 處理數(shù)據(jù)。斜率累加器計(jì)數(shù)比較器預(yù)置低溫度系數(shù)振蕩器減法計(jì)數(shù)器1預(yù)置增加溫度寄存器減到0停止減到0減法計(jì)數(shù)器2高溫度系數(shù)振蕩器圖5。8 ds18b20測(cè)溫原理圖214 ds18b20與單片機(jī)的接口電路ds18b20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)ds18b20的1腳接地，2腳作

37、為信號(hào)線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖5。9所示。單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的ds18b20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)mosfet管來(lái)完成對(duì)總線的上位。vccds18b20ds18b20ds18b204.7k單片機(jī)vcc圖5。9 ds18b20采用寄生電源的電路圖ds18b20處于寫(xiě)存儲(chǔ)操作和溫度a/d轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為10us。采用寄生電源供電方式時(shí)vdd 和gnd端均接地。由于單線制只有一根線。因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。54 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新

38、子程序等等。3 . 2 . 1 主程序主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理ds18b20的測(cè)量溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。其和序流程圖5。10。322 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出ram中的9字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行crc校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。其程序流程圖如圖5。11所示。、nyynnyyn初始化調(diào)用顯示子程序1s到？初次上電讀出溫度值溫度計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令發(fā)ds18b20復(fù)位命令發(fā)跳過(guò)rom命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作crc校驗(yàn)9字節(jié)完？crc校驗(yàn)正確？移入溫度暫存器結(jié)束 圖 5. 1 1 讀出溫度子程序流程圖3. 2. 3 溫度

39、轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換子程序流程圖如圖5. 12所示。發(fā)dos18b20復(fù)位命令發(fā)跳過(guò)rom命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令結(jié)束 圖5. 12 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖3. 2. 4 計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)am中讀取值進(jìn)行bcd碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值進(jìn)行溫度正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖5。13所示。3.2.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示為0時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。程序流程圖如圖5。1

40、4所示。開(kāi)始溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器溫度零下？十位數(shù)0？nyny百位數(shù)0？置“+”標(biāo)志溫度值取補(bǔ)碼置“”標(biāo)志ny百位數(shù)顯示數(shù)數(shù)據(jù)（不顯示符號(hào)）計(jì)算小數(shù)位溫度bcd值十位數(shù)符號(hào)百位數(shù)不顯示計(jì)算整數(shù)位溫度bcd值結(jié)束結(jié)束圖5。13 計(jì)算溫度子程序流程圖 圖5。14 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖326 ds18b20的各個(gè)rom命令1read這個(gè)命令允許總線控制器讀到ds18b20的位系列編碼、惟一的序列號(hào)和位crc碼。只有在總線上存在單只ds18b20的時(shí)候才能使用這個(gè)命令。如果總線上有一止一個(gè)從機(jī)，當(dāng)所有從機(jī)試圖同時(shí)傳送信號(hào)時(shí)就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開(kāi)路連在一起形成相“與”的效果）。match rom5

41、5h這個(gè)是匹配命令，后跟位的序列，讓總線控制器在多點(diǎn)總線上定位一只特定的ds18b20。只有和位序列完全匹配的ds18b20才能響應(yīng)隨后的存儲(chǔ)器操作。所有和位序列不匹配的從機(jī)都將等待復(fù)位脈沖。這條命令在總線上有單個(gè)式多個(gè)器件時(shí)都可以使用。skiprom0cch這條命令允許總線控制器不用提供位編碼就使用存儲(chǔ)器操作命令，在單點(diǎn)總線情況下，可以節(jié)省時(shí)間。如果總線上不止一個(gè)從機(jī)，在skip命令之后跟著發(fā)一條讀命令，由于多個(gè)從機(jī)同時(shí)傳送信號(hào)?？偩€上就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開(kāi)路下拉效果相當(dāng)于相“與”）。search rom0f0h當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)初次啟動(dòng)時(shí)，總線控制器可能性并不知道單線總線上有多少器件式它們的位編

42、碼。搜索命令允許總線控制器用排除法識(shí)別總線上的所有從機(jī)的位編碼。alarm search0ech這條命令的流程和earch rom相同。然而，只有在最近一次測(cè)溫后遇到符合報(bào)警條件的情況，ds18b20才會(huì)響應(yīng)這條命令。報(bào)警條件定義為溫度高于或低于。只要ds18b20不掉電，報(bào)警狀態(tài)將一直保持，直到再一次測(cè)得的溫度值達(dá)不到報(bào)警條件。write scratchpad4eh這個(gè)命令向ds18b20的暫存器和中寫(xiě)入數(shù)據(jù)?？梢栽谌魏螘r(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令來(lái)中止寫(xiě)入。read scratchpad0beh這個(gè)命令讀取暫存器的內(nèi)容。讀取將從第個(gè)字節(jié)開(kāi)始，一直進(jìn)行下去，直到第（）字節(jié)讀完。如果不想讀完所有字節(jié)，控制

43、器可以在任何時(shí)間發(fā)出復(fù)位命令來(lái)中止讀取。copy scratchpad48h這個(gè)命令把暫存器的內(nèi)容拷貝到ds18b20的存儲(chǔ)器里，即把溫度報(bào)警觸發(fā)字節(jié)存入非易失性存儲(chǔ)器里。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時(shí)間隙，而ds18b20又忙于把暫存器拷貝到存儲(chǔ)器，ds18b20就會(huì)輸出一個(gè)，如果拷貝結(jié)束的話，ds18b20則輸出。如果使用寄生電源，總線控制器必須在這條命令發(fā)出后立即啟動(dòng)強(qiáng)上拉并最少保持ms。convert t44h這條命令啟動(dòng)地次溫度轉(zhuǎn)換而無(wú)需其它數(shù)據(jù)。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行，而后ds18b20保持等待狀態(tài)。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出時(shí)間隙，而ds18b20又忙于做時(shí)間轉(zhuǎn)換

44、的話，ds18b20將在總線上輸出，若溫度轉(zhuǎn)換完成，則輸出。如果使用寄生電源，總線控制器必須發(fā)出這條命令后立即啟動(dòng)強(qiáng)上拉，并保持ms以上時(shí)間。recall ee0b8h這條命令把報(bào)警觸發(fā)器里的值拷貝回暫存器。這種拷貝操作在ds18b20上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行，這樣器件一上電暫存器里馬上就存在有效的數(shù)據(jù)了。若在這條命令發(fā)出之后發(fā)出讀數(shù)據(jù)隙，器件會(huì)輸出溫度轉(zhuǎn)換忙的標(biāo)志：為忙，為完成。read power supply 0b4h若把這條命令發(fā)給ds18b20后發(fā)出讀時(shí)間隙，器件返回它的電源模式；為寄生電源，為外部電源。32溫度數(shù)據(jù)的計(jì)算處理方法從ds18b20讀取出的二進(jìn)制值必須先轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制值，才能用于字

45、符的顯示。因?yàn)閐s18b20的轉(zhuǎn)換精度為位可選的，為了提高精度采用位。在采用位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，溫度寄存器里的值是以.為步進(jìn)的，即溫度值為溫度寄存器里的二進(jìn)制值之間有很明顯的關(guān)系，就是把二進(jìn)制的高字節(jié)乘以.，就是實(shí)際的十進(jìn)制溫度值。通過(guò)觀察表.可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)十進(jìn)制和二進(jìn)制值之間有很明顯的關(guān)系，就是把二進(jìn)制的高字節(jié)的低半字節(jié)和低半字節(jié)的高半字節(jié)組成一個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制值化為十進(jìn)制后，就是溫度值的百、十、個(gè)位值，而剩下的低字節(jié)的低半字節(jié)化成十進(jìn)制后，就是溫度值的小數(shù)部分。小數(shù)部分因?yàn)槭前雮€(gè)字節(jié)，所以二進(jìn)制范圍是，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制小數(shù)值就是.的倍數(shù)（倍）。這樣需要位的數(shù)碼管來(lái)顯示小數(shù)部分，實(shí)際上應(yīng)用不必有

46、這么高的精度，采用位數(shù)碼管來(lái)顯示小數(shù)，可以精確到.1。下表就是二進(jìn)制和十進(jìn)制的近似對(duì)應(yīng)關(guān)系表。表。小數(shù)部分二進(jìn)制和十進(jìn)制的近似對(duì)應(yīng)關(guān)系表小數(shù)部分二進(jìn)制值十進(jìn)制值調(diào)試及性能分析系統(tǒng)的調(diào)試以程序?yàn)橹?。硬件調(diào)試比較簡(jiǎn)單，著先檢查電路的焊接是否正確，然后可用萬(wàn)用表測(cè)試或通電檢測(cè)。軟件調(diào)試可以先編寫(xiě)顯示程序并進(jìn)行硬件的正確性檢驗(yàn)，然后分別進(jìn)行主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新等子程序的編程及調(diào)試，由于ds18b20與單片機(jī)采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對(duì)ds18b20進(jìn)行讀寫(xiě)編程時(shí)必須嚴(yán)格地保證讀寫(xiě)時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)量結(jié)果。本程序采用單片機(jī)匯編編寫(xiě)，用wave3. 2

47、編譯器編程調(diào)試。軟件調(diào)試到能顯示溫度值，而且在有溫度變化時(shí)（例如用手去接觸）顯示溫度能改變就基本完成。 性能測(cè)試可用制作的溫度計(jì)和已有的溫度計(jì)來(lái)同時(shí)測(cè)量比較，由于ds18b20的精度很高，所以誤差指標(biāo)可以限制在0.1以內(nèi)，另外55125的測(cè)溫范圍使得該溫度計(jì)完全適合一般的應(yīng)用場(chǎng)合，其低電壓供電特性可做成用電池供電的手持電子溫度計(jì)。ds18b20溫度計(jì)還可以在高低溫報(bào)警、遠(yuǎn)距離多點(diǎn)測(cè)溫控制等方面進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下問(wèn)題：l ds18b20工作時(shí)電流高達(dá)1.5ma，總線上掛接點(diǎn)數(shù)較多且同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，要考慮增加總線驅(qū)動(dòng)，可用單片機(jī)端口在溫度轉(zhuǎn)換時(shí)導(dǎo)通一個(gè)mosfet供電。l 連接

48、ds18b20的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的，國(guó)此在用ds18b20進(jìn)長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮總線分部電容和阻抗匹配等問(wèn)題。l 在ds18b20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向ds18b20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待ds18b20的返回信號(hào)，一旦某個(gè)ds18b20接觸不好或數(shù)斷線，當(dāng)程序讀該ds18b20時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行ds18b20硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)要給予一定的重視。56 控制源程序清單以下是ds18b20溫度計(jì)控制源程序清單：濕度傳感器ih3605的設(shè)計(jì)濕度測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，honeywell公司生產(chǎn)的集成濕度傳感器ih3605采用集成電路

49、技術(shù)，可在集成電路內(nèi)部完成對(duì)信號(hào)的調(diào)整。 由于其具有精度高、線性好、互換性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。1. ih3605結(jié)構(gòu)及引腳介紹由于ih3605內(nèi)部的兩個(gè)熱化聚合體層之間形成的平板電容器電容量的大小可隨濕度的不同發(fā)生變化，從而可完成對(duì)濕度信號(hào)的采集。熱化聚合體層同時(shí)具有防御污垢、灰塵、油及其它有害物質(zhì)的功能。ih3605的結(jié)構(gòu)及引腳定義分別如圖1和2所示。ih3605采用sip封裝形式。 2. ih3605的主要技術(shù)指標(biāo)電源電壓：45.8v；供電電流： 200a（5vdc）；濕度范圍：0100rh精度：2rh（0100rh、25、v=5vdc）；互換性：5rh（060rh）;8rh

50、（90rh）；線性度：0.5rh（典型）；重復(fù)性：0.5rh；穩(wěn)定度：1rh（50rh 、5年內(nèi)）；響應(yīng)時(shí)間：15s（25及空氣緩慢流動(dòng)環(huán)境下）；工作溫度：4085；3. ih3605的電壓輸出特性ih3605的輸出電壓是供電電壓、濕度及溫度的函數(shù)。電源電壓升高，輸出電壓將成比例升高，在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)以下兩個(gè)步驟可計(jì)算出實(shí)際的相對(duì)濕度值。(1)首先根據(jù)下述計(jì)算公式，計(jì)算出25溫度條件下相對(duì)濕度值rh0。 vout=vdc(0.0062rh00.16)其中vout為ih3605的電壓輸出值，vdc為ih3605的供電電壓值，rh0為25時(shí)的相對(duì)濕度值。(2) 進(jìn)行溫度補(bǔ)償，計(jì)算出當(dāng)前溫度下的實(shí)

51、際相對(duì)濕度值rh。rh=rh0/（1.05460.00216t) 其中rh為實(shí)際的相對(duì)濕度值，t為當(dāng)前的溫度值，單位為ih3605的輸出電壓與相對(duì)濕度的關(guān)系曲線如圖3所示。4. 典型應(yīng)用由于ih3605的輸出電壓較高且線性較好，因此電路無(wú)需進(jìn)行信號(hào)放大及信號(hào)調(diào)整。可以將ih3605的輸出信號(hào)直接接到a/d轉(zhuǎn)換器上，完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。由于ih3605的輸出信號(hào)范圍為0.83.9v（25時(shí)），所以在選擇a/d轉(zhuǎn)換器時(shí)應(yīng)選擇具有設(shè)定最小值和最大值功能的a/d轉(zhuǎn)換器（比如tlc1549）。ih3605的典型應(yīng)用電路如圖4所示，其核心器件采用at89c2051單片機(jī)，a/d轉(zhuǎn)換器采用ti公司的t

52、lc1549十位串行a/d轉(zhuǎn)換器，r1、r2、r6設(shè)定a/d轉(zhuǎn)換器的最大輸入電壓，r3、r4、r7設(shè)置a/d轉(zhuǎn)換器的最小輸入電壓，溫度探頭d2采用dallas公司的全數(shù)字式測(cè)溫集成電路ds1820，由p10口讀入溫度值，在單片機(jī)內(nèi)將讀到的濕度值進(jìn)行溫度校正，得到實(shí)際的相對(duì)濕度值。5. 應(yīng)用注意事項(xiàng)帶cp后綴的器件，出廠時(shí)給出了25環(huán)境下的標(biāo)定值，用戶在使用時(shí)可根據(jù)標(biāo)定值，計(jì)算該傳感器的最大輸出電壓和最小輸出電壓，并在電路中進(jìn)行設(shè)置。該器件對(duì)esd較為敏感，為防止器件損壞，應(yīng)采取相應(yīng)的esd防護(hù)措施。 在使用時(shí)要防止強(qiáng)光直接照射傳感器。tlc1549串行a/d轉(zhuǎn)換器微機(jī)的串行口通常為9針的d型接口，其各個(gè)引腳的定義如表1所示。 異步串行通信接口一般只使用txd、rxd和gnd三個(gè)引腳，由于a/d轉(zhuǎn)換器多數(shù)是并行的，需要的信號(hào)線較多，故這里我們采用其它的幾根信號(hào)線。我們選用了tlc1549這個(gè)具有10位數(shù)據(jù)輸出的串行a/d轉(zhuǎn)換器，它與串行通信接口的連接電路見(jiàn)圖1。 pid算法在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中, 模擬量的p id (比例、積分、微分) 調(diào)節(jié)是常見(jiàn)的一種控制方式, 這是由于p id調(diào)節(jié)不需要求出