西華大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文

西華大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告西華大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第0頁(yè)目錄1前言 12總體方案設(shè)計(jì) 22.1方案比較 22.2方案論證與選擇 33單元模塊設(shè)計(jì) 43.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì) 43.1.1電源電路 43.1.2濕度傳感器電路 43.1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 53.1.4外部時(shí)鐘電路 63.1.5復(fù)位電路 63.1.6LCD1602顯示電路 73.2電路參數(shù)計(jì)算及元器件選擇 73.3特殊器件的介紹 83.3.1NE555 83.3.2HS1101濕度傳感器 93.3.3STC89C52單片機(jī) 93.3.4LCD1602 123.3.5晶振 133.4各單元模塊的聯(lián)接 174軟件模塊設(shè)計(jì) 194.1軟件設(shè)計(jì)原理及所用工具 194.1.1軟件設(shè)計(jì)原理 194.1.2設(shè)計(jì)所用編程工具 194.1.3下載工具ISP-STC 204.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)圖及其功能 205系統(tǒng)調(diào)試 225.1調(diào)試內(nèi)容 225.2調(diào)試方法 226系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù) 246.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能 246.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試 24 第第0頁(yè)6.3系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析 247設(shè)計(jì)總結(jié) 258謝辭 269參考文獻(xiàn) 27附錄1：相關(guān)設(shè)計(jì)圖 28附錄2：元器件清單表 29附錄3：相關(guān)設(shè)計(jì)軟件 29 第第37頁(yè)1前言濕度的檢測(cè)廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程、農(nóng)業(yè)溫室、倉(cāng)庫(kù)和氣象、環(huán)保、智能建筑等領(lǐng)域，人感覺(jué)的舒適程度、物質(zhì)的反應(yīng)過(guò)程以及農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育均與周?chē)h(huán)境的濕度有著密切的關(guān)系。例如：在存放水果的倉(cāng)庫(kù)里濕度決定水果的成熟。在存放金屬的倉(cāng)庫(kù)里濕度過(guò)高可能導(dǎo)致腐蝕。其它許多貨物比如化學(xué)藥劑、煙、酒、香腸、木、藝術(shù)品、集成電路等等也必須在一定的濕度或在濕度為零的條件下存放。因此在許多倉(cāng)庫(kù)、博物館、圖書(shū)館、計(jì)算機(jī)中心和一定的工廠（比如微電子工業(yè)）中都有空調(diào)裝置來(lái)控制室內(nèi)的濕度隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，小型，快速，靈敏的濕度測(cè)量?jī)x表在現(xiàn)代生活中，尤其是在智能辦公大廈和智能居民小區(qū)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

濕度：表示大氣干燥程度的物理量。在此意義下，常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、以及露點(diǎn)等物理量來(lái)表示。(1)絕對(duì)濕度是一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質(zhì)量，一般其單位是克/立方米。絕對(duì)濕度的最大限度是飽和狀態(tài)下的最高濕度。(2)相對(duì)濕度是50%的空氣含有達(dá)到同溫度的空氣的飽和點(diǎn)的一半的水蒸氣。相對(duì)濕度超過(guò)100%的空氣中的水蒸氣一般凝結(jié)出來(lái)。隨著溫度的增高空氣中可以含的水就越多，也就是說(shuō)，在同樣多的水蒸氣的情況下溫度升高相對(duì)濕度就會(huì)降低。因此在提供相對(duì)濕度的同時(shí)也必須提供溫度的數(shù)據(jù)。通過(guò)相對(duì)濕度和溫度也可以計(jì)算出露點(diǎn)。(3)

露點(diǎn)溫度:當(dāng)保持壓力一定而降溫,使混合氣體中的水蒸氣達(dá)到飽和而開(kāi)始結(jié)露或結(jié)霜時(shí)的溫度稱(chēng)為露點(diǎn)溫度(

℃)

,簡(jiǎn)稱(chēng)為露點(diǎn)。目前應(yīng)用最多的是相對(duì)濕度。我們的測(cè)量?jī)x測(cè)量的就是空氣的相對(duì)濕度(RH)?，F(xiàn)代濕度測(cè)量方案最主要的有兩種：干濕球測(cè)濕法，電子式濕度傳感器測(cè)濕法。干濕球測(cè)濕法的維護(hù)相當(dāng)簡(jiǎn)單，在實(shí)際使用中，只需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測(cè)濕法不會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降等問(wèn)題。所以干濕球測(cè)濕方法更適合于在高溫及惡劣環(huán)境的場(chǎng)合使用。而電子式濕度傳感器是近幾十年，特別是近20年才迅速發(fā)展起來(lái)的。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)標(biāo)定，電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)到2％一3％RH。人工氣候室是在環(huán)境試驗(yàn)、科學(xué)研究諸如種養(yǎng)殖、植保、組培、生物工程等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。它能模擬自然界的各種氣象條件按照實(shí)驗(yàn)要求精確控制室內(nèi)的溫度、濕度、光照以及CO2等指標(biāo)復(fù)現(xiàn)各種氣候環(huán)境。為研究不同物種的生長(zhǎng)、發(fā)育、生理、生化過(guò)程創(chuàng)造了環(huán)境條件。因此人工氣候室廣泛應(yīng)用在科研、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、冶金、化工、林業(yè)、環(huán)境科學(xué)及生物遺傳工程等領(lǐng)域。2總體方案設(shè)計(jì)2.1方案比較 方案一：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。涉及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)時(shí)，將HS1101置于運(yùn)放與阻容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)，將電容值的變化轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)處理器處理后再通過(guò)串口通信與個(gè)人PC機(jī)通信，上位機(jī)上顯示出空氣濕度值。濕敏元件濕敏元件HS1101振蕩電路NE555模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC0809核心處理器MCU-51個(gè)人PC電腦終端圖2.1方案一整體構(gòu)架方案二：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。涉及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)時(shí)，將HS1101置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號(hào)，然后將此信號(hào)通過(guò)單片機(jī)處理后，再在LCD1602上顯示出來(lái)。外部晶振電路外部晶振電路STC89C52外部晶振電路外部晶振電路STC89C52LCD1602顯示模塊單片機(jī)復(fù)位單片機(jī)復(fù)位LCD1602顯示模塊單片機(jī)復(fù)位單片機(jī)復(fù)位HS1101傳感器HS1101傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 圖2.2方案二整體構(gòu)架2.2方案論證與選擇方案一與方案二的主要區(qū)別在于信號(hào)轉(zhuǎn)換部分與顯示模塊，相比之下，方案二的信號(hào)比方案一要精確，而且電路較為簡(jiǎn)單。而通常我們測(cè)量的是室內(nèi)濕度，顯示也沒(méi)有必要顯示在PC機(jī)上，所以最好我們決定選擇方案二。3單元模塊設(shè)計(jì)3.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)3.1.1電源電路圖3.1電源模塊電路該模塊主要由整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路三部分組成，整流電路由4個(gè)1N4007構(gòu)成，用于將交流變壓器輸出地低壓交流電變?yōu)橹绷麟姡捎?N4007最大能承受1A的電流，所以該電路可為后級(jí)輸出最大2A電流。濾波電路為電容濾波，我們選取470uf，該電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波。穩(wěn)壓電路是由三端集成穩(wěn)壓器7805與一個(gè)10uf小電容組成，該電路作用是輸出一個(gè)平滑而又穩(wěn)定的5v電壓，總的來(lái)說(shuō)，電源是整個(gè)電路的能量源。3.1.2濕度傳感器電路圖3.2傳感器模塊電路555芯片外接電阻R1，R3與HS1101，構(gòu)成對(duì)HS1101的充電回路。7端通過(guò)芯片內(nèi)部的晶體管對(duì)地短路實(shí)現(xiàn)對(duì)HS1101的放電回路，并將引腳2，6端相連引入到片內(nèi)比較器，構(gòu)成一個(gè)多諧波振蕩器，其中，R1相對(duì)于R3必須非常的小，但決不能低于一個(gè)最小值。R2是防止短路的保護(hù)電阻。

HS1101作為一個(gè)變化的電容器，連接2和6引腳。引腳作為R2的短路引腳。HS1101的等效電容通過(guò)R57和R58充電達(dá)到上限電壓（近似于0.67

VCC，時(shí)間記為T(mén)1），這時(shí)555的引腳3由高電平變?yōu)榈碗娖?，然后通過(guò)R3開(kāi)始放電，由于R1被7引腳內(nèi)部短路接地，所以只放電到觸發(fā)界線（近似于0.33

VCC，時(shí)間記為T(mén)2），這時(shí)555芯片的引腳3變?yōu)楦唠娖健Ｍㄟ^(guò)不同的兩個(gè)電阻R1，R3進(jìn)行傳感器的不停充放電，產(chǎn)生方波輸出。3.1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)該電路作為空氣濕度測(cè)量系統(tǒng)的核心，通過(guò)對(duì)89C52芯片進(jìn)行編程檢測(cè)及處理濕度信號(hào)并將其顯示出來(lái)。所有的信號(hào)分析和處理都是在這個(gè)模塊上實(shí)現(xiàn)，該芯片就相當(dāng)于人的大腦。當(dāng)各個(gè)傳感器將檢測(cè)的信號(hào)發(fā)送給該模塊時(shí)，該模塊就會(huì)對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行處理，并按照芯片內(nèi)部的程序?qū)ο鄳?yīng)的模塊進(jìn)行控制，進(jìn)而去執(zhí)行相應(yīng)的操作。由于使用單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，所以EA引腳接+5v高電平，而單片機(jī)P0口用于控制數(shù)碼管的段選，而P0口是開(kāi)漏輸出，所以需加10k上拉電阻來(lái)使P0口能有電流輸出。3.1.4外部時(shí)鐘電路圖3.4外部時(shí)鐘電路由于本系統(tǒng)使用的STC89C52,針對(duì)其工作頻率選用了12M的晶振，該電路可以起振然后為單片機(jī)提供時(shí)序，為單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作找到一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)序作為參考。兩個(gè)22pf電容用于幫助晶振起振和平衡電路中負(fù)載電容。3.1.5復(fù)位電路圖3.5復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，例如復(fù)位后PC＝0000H，使單片機(jī)從第—個(gè)單元取指令。無(wú)論是在單片機(jī)剛開(kāi)始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。在復(fù)位期間（即RESET為高電平的時(shí)候），P0口為高組態(tài)，P1－P3口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)PSEN無(wú)效。地址鎖存信號(hào)ALE也為高電平。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖3.7所示的復(fù)位電路。在接通電源的那一瞬間，電容上的只有很小的電壓，因此，下拉電阻上的電壓幾乎接近電源電壓，此時(shí)，RESET為高電平。隨著電容的充電，RESET的電壓就會(huì)逐漸變小，當(dāng)它的電壓小于一定的值后，CPU將會(huì)脫離復(fù)位狀態(tài)。因此需要選用足夠大的電容，以此保證RESET高電平的有效時(shí)間大于24個(gè)振蕩周期，確保CPU能進(jìn)行復(fù)位。此電路在設(shè)計(jì)的時(shí)候還增加了一個(gè)按鍵，用于避免在死機(jī)的時(shí)候，無(wú)法自動(dòng)復(fù)位的情況。當(dāng)此按鍵按下后電容通過(guò)電阻進(jìn)行放電。當(dāng)放電結(jié)束后，RESET又重新變?yōu)楦唠娖?，CPU處于復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)按下的鍵松開(kāi)后，電容進(jìn)行充電，RESET的電壓又開(kāi)始下降，CPU便脫離復(fù)位狀態(tài)。電阻的作用在于限制按鍵按下瞬間電容的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護(hù)按鍵觸電。3.1.6LCD1602顯示電路圖3.6液晶顯示電路此部分由1602液晶構(gòu)成，1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇在電源模塊電路中，二極管選用1N4007，最大能承受1A的電流，所以該電路可為后級(jí)輸出最大2A電流。濾波電路為電容濾波，我們選取470uf，足以濾去整流輸出電壓中的紋波。穩(wěn)壓電路是由三端集成穩(wěn)壓器L7805CV與一個(gè)10uf小電容組成，我們選取7805最大輸出電流為1.5A，輸入電壓為5-35v，足夠紅綠燈與數(shù)碼管顯示電路用電。在紅綠燈模塊電路中，led燈選取為5mm直徑，選取500Ω的電阻用來(lái)限制通led燈的最大電流，經(jīng)過(guò)測(cè)試，led的亮度剛好合適。在復(fù)位電路中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機(jī)的電源是5V，所以充電到0.7倍即為3.5V），需要的時(shí)間是10K*10UF=0.1S。也就是說(shuō)在電腦啟動(dòng)的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓時(shí)在0~3.5V增加。這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5~1.5V減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。所以在0.1S內(nèi)，RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以在開(kāi)機(jī)0.1S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（RST引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間為0.1S左右）。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路中，單片機(jī)選取增強(qiáng)型8051單片機(jī)STC89C52RC，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。工作電壓為5.5-3.3v，工作平率范圍0-40MHz，相當(dāng)于普通8051的0-80MHz，用戶程序空間為8K字節(jié)，偏上集成512字節(jié)RAM，且具有EPROM功能，共有3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，共有兩個(gè)外部中斷，下降沿或低電平觸發(fā)，工作溫度范圍為0-75°，且價(jià)格便宜，所以選取STC89C52RC單片機(jī)。晶振選取12MHz，理論上來(lái)講晶體的負(fù)載電容C=C1/2+C0（電路雜容），而在市場(chǎng)中晶體的負(fù)載電容C為7PF，12.5PF，16PF，18PF，20PF，33PF，所以C1會(huì)更高，如果按芯片的要求C1=5PF的，根據(jù)晶體的理論，實(shí)際接電容比晶體的標(biāo)稱(chēng)電容小，輸出的頻率就比晶體標(biāo)稱(chēng)的頻率要偏高（晶體負(fù)載電容對(duì)晶體頻率起微調(diào)作用），所以最終還是要看芯片所要求的這實(shí)際頻率，C1，C2對(duì)晶體的起振沒(méi)多大影響，但對(duì)輸出頻率會(huì)有差別，電路中選取22pf電容。3.3特殊器件的介紹3.3.1NE555圖3.7NE555各腳功能-管腳圖

Pin1(接地)-地線(或共同接地)，通常被連接到電路共同接地。

Pin2(觸發(fā)點(diǎn))-這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。

Pin3(輸出)-當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始555的輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200mA。

Pin4(重置)-一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。

Pin5(控制)-這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。

Pin6(重置鎖定)-Pin6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。

Pin7(放電)-這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為L(zhǎng)OW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。

Pin8(V+)-這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。NE555是一個(gè)能產(chǎn)生精確定時(shí)脈沖的高穩(wěn)度控制器，其輸出驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200mA.。在多諧振蕩器工作方式時(shí)，其輸出的脈沖占空比由兩個(gè)外接電阻和一個(gè)外接電容確定；在單穩(wěn)態(tài)工作方式時(shí)，其延時(shí)時(shí)間由一個(gè)外接電阻和一個(gè)外接電容確定，它可以延時(shí)數(shù)微秒到數(shù)小時(shí)。其工作電壓范圍為：4.5V16V。NE555的框圖如圖2-3所示[5]。圖3.8：NE555框圖NE555電路功能的簡(jiǎn)單概括為:當(dāng)6端和2端同時(shí)輸入為“1”時(shí),3端輸出為“0”；當(dāng)6端和2端同時(shí)輸入為“0”時(shí),3端輸出為“1”。在此電路中,555定時(shí)器正是根據(jù)這一功能用作多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出頻率信號(hào)的。當(dāng)電源接通時(shí),由于6和2端的輸入為“0”,則定時(shí)器3腳輸出為“1”；又由于C1兩端電壓為0,故通過(guò)R2和R3對(duì)C1充電,當(dāng)C1兩端電壓達(dá)到2/3時(shí),定時(shí)電路翻轉(zhuǎn),輸出變?yōu)椤?”。此時(shí)555定時(shí)器內(nèi)部的放電BJT的基極電壓為“1”,放電BJT導(dǎo)通,從而使電容C1通過(guò)R3和內(nèi)部放電BJT進(jìn)行放電,當(dāng)C1兩端電壓降低到/3時(shí),定時(shí)器又翻轉(zhuǎn),使輸出變?yōu)椤?”,內(nèi)部放電BJT截止,VCC又開(kāi)始通過(guò)R2和R3對(duì)C1充電,如此周而復(fù)始,形成振蕩。其工作循環(huán)中的充電時(shí)間為=0.7(R2+R3)C1；放電時(shí)間為=0.7R3*C1；輸出脈沖占空比為q＝(R2+R3)/(R2+2R3),為了使輸出脈沖占空比接近50％,R2應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R3。當(dāng)外界濕度變化時(shí),HS1101兩端電容值發(fā)生改變,從而改變定時(shí)電路的輸出頻率。因此只要測(cè)出555的輸出頻率,并根據(jù)濕度與輸出頻率的關(guān)系,即可求得環(huán)境的濕度[6]。3.3.2HS1101濕度傳感器濕度傳感器HS1101是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，這些相對(duì)濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)?？梢詰?yīng)用于辦公室自動(dòng)化，車(chē)廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等。它有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正長(zhǎng)時(shí)間飽和下快速脫濕可以自動(dòng)化焊接，包括波峰或水浸高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性專(zhuān)利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)可用于線性電壓或頻率輸出回路快速反應(yīng)時(shí)間HS1101的簡(jiǎn)單物照?qǐng)D如圖2-1[5]。圖3.9：HS1101實(shí)物照相對(duì)濕度在0%～100%RH范圍內(nèi)；電容量由162pF變到200pF,其誤差不大于2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5s；溫度系統(tǒng)為0.04pF/℃。可見(jiàn)其精度是較高的。其濕度－電容響應(yīng)曲線如圖2-2：20406080100相對(duì)濕度%20406080100相對(duì)濕度%200190180170電容F圖3.10：HS1101濕度－電容響應(yīng)曲線HS1101的一些常用參數(shù)如表3-1：表3-1：HS1101常用參數(shù)參數(shù)符號(hào)參數(shù)值單位工作溫度Ta-40～100℃儲(chǔ)存溫度Tstg-40～125℃供電電壓Vs10Vac濕度范圍RH0～100%RH焊接時(shí)間@=260℃t10SHS1101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。涉及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)時(shí)，常用兩種方法:一是將HS1101置于運(yùn)放與阻容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HS1101置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集。3.3.3STC89C52單片機(jī)圖3.10單片機(jī)實(shí)物圖STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。特性：8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間;可直接使用串口下載；參數(shù)：1.增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2.工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V～2.0V（3V單片機(jī)）3.工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz4.用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)5.片上集成512字節(jié)RAM6.通用I/O口（32個(gè)），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。7.ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú)需專(zhuān)用仿真器，可通過(guò)串口（RXD/P3.0,TXD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片8.具有EEPROM功能9.共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T210.外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12.工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）13.PDIP封裝STC89C52引腳功能說(shuō)明：Vcc：電源電壓GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可作為高阻抗輸入端口。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)校驗(yàn)期間，P1口接收低8位地址。P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能。P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（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）RESET：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。WDT益出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFRAUXR的DISRTO位（地址8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。DISRTO位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。ALE/：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目地，PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)STC89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，高有兩次有效的PSEN信號(hào)。/VP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU公訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址0000H－FFFFH），端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí),該引腳加上＋12V的編程電壓Vpp。X1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。X2：振蕩器反相放大器的輸出端。3.3.4LCD1602圖3.11LCD1602實(shí)物圖1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。特性：3.3V或5V工作電壓，對(duì)比度可調(diào)內(nèi)含復(fù)位電路提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM3.3.5晶振圖3.12晶振實(shí)物圖石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類(lèi)振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類(lèi)：普通晶體振蕩（SPXO），電壓控制式晶體振蕩器（VCXO），溫度補(bǔ)償式晶體振蕩（TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（OCXO）。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補(bǔ)償式晶體損振蕩（DCXO）微機(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器（MCXO）等等。石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的構(gòu)成是從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱(chēng)為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就組成了石英晶體諧振器，可以稱(chēng)為石英晶體或晶體；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱(chēng)為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。應(yīng)用：1．通用晶體振蕩器，用于各種電路中，產(chǎn)生振蕩頻率。2．時(shí)鐘脈沖用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，廣泛用于數(shù)字電路中。3．微處理器用石英晶體諧振器。4．CTVVTR用石英晶體諧振器。5．鐘表用石英晶體振蕩器。技術(shù)指標(biāo)：⒈總頻差：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于規(guī)定的工作和非工作參數(shù)全部組合而引起的晶體振蕩器頻率與給定標(biāo)稱(chēng)頻率的最大頻差。說(shuō)明：總頻差包括頻率溫度穩(wěn)定度、頻率溫度準(zhǔn)確度、頻率老化率、頻率電源電壓穩(wěn)定度和頻率負(fù)載穩(wěn)定度共同造成的最大頻差。一般只在對(duì)短期頻率穩(wěn)定度關(guān)心，而對(duì)其他頻率穩(wěn)定度指標(biāo)不嚴(yán)格要求的場(chǎng)合采用。例如：精密制導(dǎo)雷達(dá)。⒉頻率溫度穩(wěn)定度：在標(biāo)稱(chēng)電源和負(fù)載下，工作在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的最大允許頻偏。f(T=±（fmax-fmin)/(fmax+fmin)fTref=±MAX[|（fmax-fref)/fref|，|(fmin-fref)/fref|]fT：頻率溫度穩(wěn)定度（不帶隱含基準(zhǔn)溫度）fTref：頻率溫度穩(wěn)定度（帶隱含基準(zhǔn)溫度）fmax：規(guī)定溫度范圍內(nèi)測(cè)得的最高頻率fmin：規(guī)定溫度范圍內(nèi)測(cè)得的最低頻率fref：規(guī)定基準(zhǔn)溫度測(cè)得的頻率說(shuō)明：采用fTref指標(biāo)的晶體振蕩器其生產(chǎn)難度要高于采用fT指標(biāo)的晶體振蕩器，故fTref指標(biāo)的晶體振蕩器售價(jià)較高。⒊頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間：以晶體振蕩器穩(wěn)定輸出頻率為基準(zhǔn)，從加電到輸出頻率小于規(guī)定頻率允差所需要的時(shí)間。說(shuō)明：在多數(shù)應(yīng)用中，晶體振蕩器一直是出于加電狀態(tài)的，但是在一些情況下晶體振蕩器需要經(jīng)常的開(kāi)、關(guān)機(jī)，這時(shí)頻率的穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間指標(biāo)就必須被考慮（尤其是對(duì)于在苛刻環(huán)境中使用的軍用通訊電臺(tái)，當(dāng)要求頻率溫度穩(wěn)定度≤±0.3ppm(-45℃～85℃），采用OCXO作為本振，頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間將不少于5分鐘，而采用DTCXO只需要十幾秒鐘）。⒋頻率老化率：在確定的環(huán)境下進(jìn)行振蕩器頻率的測(cè)量時(shí)，其頻率與時(shí)間的關(guān)系。這種長(zhǎng)期的頻率漂移是由于晶體元件本省和振蕩器元件的變化緩慢造成的，可用規(guī)定時(shí)限后的最大變化率（如±10ppb/天，加電72小時(shí)后），或規(guī)定時(shí)間內(nèi)最大總頻率變化（如：±1ppm/（第一年）和±5ppm/（十年））來(lái)表示。說(shuō)明：TCXO的頻率老化率為：±0.2ppm～±2ppm（第一年）和±1ppm～±5ppm（十年）（除特殊情況，TCXO很少采用每天頻率老化率的指標(biāo)，因?yàn)榧词乖趯?shí)驗(yàn)室的條件下，溫度變化引起的頻率變化也將大大超過(guò)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器每天的頻率老化，因此這個(gè)指標(biāo)失去了實(shí)際的意義）。OCXO的頻率老化率為：±0.5ppb～±10ppb/天（加電72小時(shí)后），±30ppb～±2ppm（第一年），±0.3ppm～±3ppm（十年）。⒌頻率壓控范圍：將頻率控制電壓從基準(zhǔn)電壓調(diào)到規(guī)定的終點(diǎn)電壓，晶體振蕩器頻率的最小峰值改變量。說(shuō)明：基準(zhǔn)電壓為+2.5V，規(guī)定終點(diǎn)電壓為+0.5V和+4.5V，壓控晶體振蕩器在+0.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為-110ppm，在+4.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為+130ppm，則VCXO電壓控制頻率壓控范圍表示為：≥±100ppm（2.5V±2V）。⒍壓控頻率響應(yīng)范圍：當(dāng)調(diào)制頻率變化時(shí)，峰值頻偏與調(diào)制頻率之間的關(guān)系。通常用規(guī)定的調(diào)制頻率比規(guī)定的調(diào)制基準(zhǔn)頻率低若干dB表示。說(shuō)明：VCXO頻率壓控范圍頻率響應(yīng)為0～10kHz。⒎頻率壓控線性：與理想（直線）函數(shù)相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量度，它以百分?jǐn)?shù)表示整個(gè)范圍頻偏的可容許非線性度。說(shuō)明：典型的VCXO頻率壓控線性為：≤±10%，≤±20%。簡(jiǎn)單的VCXO頻率壓控線性計(jì)算方法為（當(dāng)頻率壓控極性為正極性時(shí)）：頻率壓控線性=±（（fmax-fmin)/f0）×100%fmax：VCXO在最大壓控電壓時(shí)的輸出頻率fmin：VCXO在最小壓控電壓時(shí)的輸出頻率f0：壓控中心電壓頻率⒏單邊帶相位噪聲￡（f）：偏離載波f處，一個(gè)相位調(diào)制邊帶的功率密度與載波功率之比。3.4各單元模塊的聯(lián)接圖3.13整體電路圖4軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)所用工具4.1.1軟件設(shè)計(jì)原理首先分析該基于STC89C52單片機(jī)的空氣濕度測(cè)量系統(tǒng)所需要的軟件模塊，而該系統(tǒng)需要的有濕度信號(hào)處理模塊，LCD液晶顯示模塊，然后對(duì)這些模塊分配I/O管腳，然后對(duì)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行軟件編程，編程的過(guò)程不能隨意的編寫(xiě)，要按照模塊化的方式進(jìn)行編寫(xiě)程序，然后按照該交通燈的工作流程一步一步的組裝調(diào)試程序，直到達(dá)到想要的效果。4.1.2設(shè)計(jì)所用編程工具在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了硬件，還需要用到軟件部分，對(duì)其進(jìn)行編程。在編程時(shí)有兩種方法：一種是機(jī)器匯編，另一種是手工匯編?，F(xiàn)在，我們普遍應(yīng)用的都是機(jī)器匯編，而手工匯編已經(jīng)很少使用了。機(jī)器匯編是一種通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼的形式，在早期，A51曾用于MCS-51單片機(jī)。近年來(lái)，單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)已經(jīng)有了飛速的發(fā)展，高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)開(kāi)始逐漸代替曾經(jīng)普遍使用的匯編語(yǔ)言。同時(shí)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在有了很大的發(fā)展，目前最流行的開(kāi)發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件就是Kiel軟件，這可以從各仿真機(jī)廠商都開(kāi)始決定全面支持Kiel軟件中可看出。Kiel擁有一個(gè)完整的開(kāi)發(fā)方案，包括C編譯器、庫(kù)管理、連接器、宏匯編和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等，它通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將所有這些部分連接到一起。因此，本設(shè)計(jì)軟件部分使用KEILuVision4.0編程軟件C語(yǔ)言編寫(xiě)。圖4.1KEILuVision4.0圖4.2KEILuVision4.0編程界面KielC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境,同時(shí)也保留了匯編代碼以前高效、快速的特點(diǎn)。C51編譯器的功能一直在不斷增強(qiáng)，這就使得編程者可以很好的理解CPU本身以及它的衍生產(chǎn)品?，F(xiàn)在，C51已經(jīng)完全集成到了uVision4.0的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，它包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器，uVision4.0可為它們提供一個(gè)單一且靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境。KeilC51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能非常強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具以及全全的Windows界面。除此之外，只要看一看編譯后所產(chǎn)生的匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼就效率來(lái)說(shuō)是非常高的，大部分語(yǔ)句所生成的匯編代碼非常緊湊，也很易于理解。如果開(kāi)發(fā)大型軟件，它的高級(jí)語(yǔ)言?xún)?yōu)勢(shì)更能充分的體現(xiàn)。4.1.3下載工具ISP-STCSTC-ISP是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì)STC系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。在使用時(shí)此工具時(shí)，只要將KeilC51生成的.HEX文件燒進(jìn)單片機(jī)就可以了，操作非常簡(jiǎn)單。4.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)圖及其功能外部晶振電路外部晶振電路STC89C52外部晶振電路外部晶振電路STC89C52LCD1602顯示模塊單片機(jī)復(fù)位單片機(jī)復(fù)位LCD1602顯示模塊單片機(jī)復(fù)位單片機(jī)復(fù)位HS1101傳感器HS1101傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路圖4.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)圖當(dāng)各個(gè)程序模塊都已經(jīng)初始化之后，CPU左邊的電路都是為單片機(jī)返回信號(hào)的，右邊部分都是單片機(jī)控制的顯示信號(hào)的程序。主系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)部分的程序返回的信號(hào)，來(lái)控制顯示部分的程序應(yīng)該如何運(yùn)行。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路主要是將濕度傳感器HS1101的電容信號(hào)通過(guò)555多諧振蕩電路轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)便于單片機(jī)檢測(cè)。開(kāi)始開(kāi)始報(bào)警濕度系統(tǒng)初始化報(bào)警濕度系統(tǒng)初始化 N定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)Y1602顯示報(bào)警1602顯示濕度值檢測(cè)脈沖信號(hào)1602顯示報(bào)警1602顯示濕度值檢測(cè)脈沖信號(hào) Y計(jì)數(shù)器加1計(jì)數(shù)器加1N定時(shí)滿一秒計(jì)數(shù)器的值處理定時(shí)滿一秒計(jì)數(shù)器的值處理圖4.4主程序流程圖本程序最重要的就是處理傳感器經(jīng)555電路后的子程序，此程序直接決定了測(cè)出來(lái)的空氣濕度的準(zhǔn)確性，此程序流程如下。開(kāi)始開(kāi)始定時(shí)滿一秒后停止定時(shí)器與計(jì)數(shù)器初始化定時(shí)滿一秒后停止定時(shí)器與計(jì)數(shù)器初始化處理計(jì)數(shù)器的值開(kāi)始定時(shí)處理計(jì)數(shù)器的值開(kāi)始定時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) 圖4.5傳感器處理子程序流程圖5系統(tǒng)調(diào)試5.1調(diào)試內(nèi)容：（1）組裝調(diào)試單片機(jī)最小系統(tǒng)電路。（2）調(diào)試傳感器部分電路。（3）調(diào)試電源部分電路能否正常工作。（4）將所有模塊連入電路中，看系統(tǒng)能否正常顯示空氣濕度值。5.2調(diào)試方法：接上電源，將寫(xiě)好的程序通過(guò)ISP-STC專(zhuān)用下載程序軟件燒寫(xiě)到單片機(jī)中，在室內(nèi)測(cè)試出正常濕度值，如下圖所示：圖5.1室內(nèi)正常濕度對(duì)著濕度傳感器吹氣10秒鐘后，測(cè)出濕度如下圖所示：圖5.2對(duì)傳感器吹氣后濕度值6系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)6.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能（1）將220v交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流5v電壓。（2）能把電容式濕度傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)。（3）單片機(jī)可以正確處理該脈沖信號(hào)。（4）能將濕度值顯示在LCD1602液晶屏上。6.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試測(cè)試方法：用實(shí)物與標(biāo)準(zhǔn)濕度測(cè)試儀進(jìn)行各部分參數(shù)測(cè)試對(duì)比。表5.1測(cè)試參數(shù)表 儀器天氣本濕度測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)誤差晴天室內(nèi)55.60%54.4%2.2%雨天室內(nèi)69.53%69.0%0.7%陰天室內(nèi)66.39%65.5%1.3%6.3系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，電路各部分工作正常，能正常顯示空氣濕度值，并且與標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)誤差不大。7設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)為期兩周的課程設(shè)計(jì)，我應(yīng)用所學(xué)模擬電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)順利得完成了空氣濕度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。期間，我查閱里很多相關(guān)書(shū)籍，學(xué)到了很多知識(shí)，并利用它們?cè)O(shè)計(jì)了符合設(shè)計(jì)要求的電源電路、傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路等。不僅鞏固了課堂知識(shí)，而且有效的和實(shí)際結(jié)合在了一起，擴(kuò)展了所學(xué)知識(shí)和見(jiàn)識(shí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到不少問(wèn)題，如相關(guān)元件運(yùn)用條件不熟、接口不對(duì)應(yīng)等問(wèn)題，感覺(jué)到書(shū)本知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題及需要結(jié)合的難處，但也激發(fā)了我這方面的興趣，提高了理論結(jié)合實(shí)際的意識(shí)。由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。有一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，而又一下找不出問(wèn)題所在，只有在查了書(shū)上有關(guān)這方面的解釋后才有所進(jìn)展，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間很多?？傮w感覺(jué)是：通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。該設(shè)計(jì)還是有很多可以完善的地方，比如可以加一個(gè)溫度傳感器，這樣就可以同時(shí)監(jiān)測(cè)空氣溫度與濕度值，單片機(jī)與液晶資源也會(huì)得到更加充分的利用。8謝辭 首先感謝王老師為我們這個(gè)設(shè)計(jì)付出的心血，為我們一個(gè)個(gè)的去矯正問(wèn)題，一點(diǎn)也不厭煩同學(xué)們知識(shí)上的欠缺，一一為我們指出，這樣的老師是好老師。在這次設(shè)計(jì)里，我懂得了許多以前未懂或者不太懂的知識(shí)，給了同學(xué)們一個(gè)鍛煉自己的機(jī)會(huì)和舞臺(tái)。在這次設(shè)計(jì)里面，充分驗(yàn)證同學(xué)們的團(tuán)結(jié)，積極，主動(dòng)精神。也要謝謝我們的組員同志們，為我想了很多好主意和好想法，謝謝老師，謝謝他們。9參考文獻(xiàn)[1]康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）．5版.北京：高等教育出版社，2006[2]閻石．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)．5版.北京：高等教育出版社，2006[3]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.5版.北京：高等教育出版社，2006[4]羅杰.電子線路設(shè)計(jì).4版.北京：電子工業(yè)出版社，2008[5]李泉溪.單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例仿真.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2009.8.[6]邱玉鵑.用串行ROM和AT89C51實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖.江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005[7]丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[8]張洪潤(rùn)、劉秀英、張亞凡等.單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)200例[M]．北京：航空航天大學(xué)出版社，2006.[9]劉迎春、葉湘濱.現(xiàn)代新型傳感器原理與應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1998.[10]何希才.傳感器及其應(yīng)用電路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.附錄1：相關(guān)設(shè)計(jì)圖附錄2：元器件清單表電阻：10k，620k，51k各1個(gè)，1k2個(gè)。電容：2200uf，220uf，10uf，103pf各1個(gè)，22pf2個(gè)。芯片：STC89C52，NE555，L7805CV各一個(gè)。其他：開(kāi)關(guān)2個(gè)，濕度傳感器1個(gè)，led發(fā)光二極管1個(gè)，1N4007二極管4個(gè)，LCD1602液晶1個(gè)，11.0592M晶振1個(gè)。附錄3：相關(guān)設(shè)計(jì)軟件#include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuchartem0,tem1;uchartemp0,temp1;longintf;longintk,q;sbiten=P1^2;sbitrs=P1^0;sbitrw=P1^1;ucharcodetable1[10]={"humidity="};ucharcodetable2[13]={"0123456789%."};ucharcodetable3[10]={"wait.."};voiddelay(intms){//延時(shí)子程序 inti; while(ms--) { for(i=0;i<2;i++); }}voidwritec(unsignedcharcmd){ rs=0; rw=0; en=0; P0=cmd; delay(1); en=1; delay(1); en=0;}voidwrited(unsignedchardate){rs=1;rw=0;en=1;P0=date;delay(1);en=0;}voidInit_timer(){ TMOD=0x51;//01010001定時(shí)器0在模式1下工作16位定時(shí)器,定時(shí)方式定時(shí)器1在模式1下工作16位計(jì)數(shù)器，T1負(fù)跳變加1 TL0=0x00;//定時(shí)器0初值定時(shí)50000us TH0=0x4C; TL1=0x00;//定時(shí)器1清零 TH1=0x00; ET0=1;//使能定時(shí)器0中斷 ET1=1;//使能定時(shí)器1中斷 EA=1;//使能總中斷 TR0=1;//開(kāi)始計(jì)時(shí) TR1=1;}voidinit(){ writec(0x38); //delay(1); writec(0x0c); //delay(1); writec(0x06); //delay(1); writec(0x01);//清除LCD的顯示內(nèi)容}voiddisplay(intl){ inta,b,c,d,e; a=l/10000; l%=10000; b=l/1000; l%=1000; c=l/100; l%=100; d=l/10; l%=10; e=l; writec(0xc8); if((a==0)&&(b==0)) writed(table2[0]); elseif((a==0)&&(b!=0)) writed(table2[b]); else { writed(table2[a]); writed(table2[b]); } writed(table2[c]); writed(table2[11]); writed(table2[d]); writed(table2[e]); writed(table2[10]); /* writed(table2[a]); writed(table2[b]); 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