畢業(yè)論文-室內(nèi)濕度檢測(cè)與監(jiān)控的設(shè)計(jì)【精校排版】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　室內(nèi)濕度檢測(cè)與監(jiān)控的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要III</b></p><p>　　

2、AbstractIV</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究背景1</p><p>　　1.2 課題的研究目的2</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　第二章 硬件選擇及介紹3</p>

3、<p>　　2.1 單片機(jī)的選擇3</p><p>　　2.1.1 AT89C51性能及特點(diǎn)3</p><p>　　2.1.2 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.2 濕度傳感器6</p><p>　　2.3 濕度傳感器的選擇7</p><p>　　2.3.1 CHR-0

4、1濕敏電阻工作原理8</p><p>　　2.4 輸出設(shè)備選擇9</p><p>　　2.4.1 LED顯示器簡(jiǎn)介9</p><p>　　第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)10</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)的工作特性10</p><p&

5、gt;　　3.2 系統(tǒng)的工作原理10</p><p>　　3.3 電源電路的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.4 相對(duì)濕度電路的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.4.1 相對(duì)濕度檢測(cè)電路的原理及結(jié)構(gòu)圖13</p><p>　　3.5 轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.5.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器

6、14</p><p>　　3.5.2 ICL713515</p><p>　　3.5.3 單片機(jī)與ICL7135接口15</p><p>　　3.6 濕度調(diào)節(jié)模塊設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.6.1 濕度調(diào)節(jié)的原理16</p><p>　　3.6.2 濕度調(diào)節(jié)硬件結(jié)構(gòu)圖16</p>

7、<p>　　3.6.3 單片機(jī)與LED接口17</p><p>　　3.6.4 鍵盤(pán)接口工作原理17</p><p>　　3.6.5 單片機(jī)與鍵盤(pán)接口18</p><p>　　第四章 軟件的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1 程序設(shè)計(jì)及其流程圖19</p><p>　　4.2 程序流

8、程圖說(shuō)明20</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　附錄23</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p>　　室內(nèi)濕度檢測(cè)與監(jiān)控的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要&

9、lt;/b></p><p>　　系統(tǒng)采用精密的檢測(cè)電路，能夠自動(dòng)、準(zhǔn)確檢測(cè)環(huán)境空氣的相對(duì)濕度,并將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，送到處理器（AT89C51）中，然后通過(guò)軟件的編程，將當(dāng)前環(huán)境的相對(duì)濕度值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)字后，再通過(guò)數(shù)碼管來(lái)顯示；而且，通過(guò)軟件編程，再加上相應(yīng)的控制電路（光電耦合及繼電器等部分電路組成），設(shè)計(jì)出可以自動(dòng)的調(diào)節(jié)當(dāng)前環(huán)境的相對(duì)濕度：當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過(guò)高時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)抽風(fēng)機(jī)，減少室內(nèi)

10、空氣中的水蒸汽，以達(dá)到降低空氣濕度的目的；當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過(guò)低時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)蒸汽機(jī)，增加空氣的水蒸汽，以達(dá)到增加濕度的目的，使空氣濕度保持在理想的狀態(tài)；鍵盤(pán)設(shè)置及調(diào)整濕度的初始值，另外在設(shè)計(jì)個(gè)過(guò)程當(dāng)中，考慮了處理器抗干擾，加入了單片機(jī)監(jiān)視電路。</p><p>　　關(guān)鍵詞：濕度檢測(cè)；濕敏電阻；A/D轉(zhuǎn)換器；單片機(jī)</p><p>　　The Design of Indoor Humid

11、ity Detection and Monitoring</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This system has adopted the accurate measuring circuit , can measure the relative humidity of the surrounding air autom

12、atically and accurately , and after measuring the data and changing through A/D, send it in the processor (AT89C51 ), Then through the programming of the software, after changing the value of relative humidity of the env

13、ironment at present into the decimal digit, and then in charge of the number to show; And, through software programming, in addition, corresponding control circu</p><p>　　Keywords：Humidity Detector，Humidity

14、Resistance,A/D converter,C51 Microcontroller</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　濕度,即大氣中所含水汽的多少。它在人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)以及動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育中都有著密切的關(guān)系。濕度信息作為氣象信息的一部分正受到人

15、們的普遍關(guān)注。在人們的生活環(huán)境中,不同的活動(dòng)和事物,對(duì)其自身所處環(huán)境的濕度,有著不同的要求。為了創(chuàng)造舒適的環(huán)境,不但要控制溫度,而且要控制濕度。如今,濕度的檢測(cè)和控制技術(shù)己經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。比如軍事、氣象、農(nóng)業(yè)、工業(yè)（特別是紡織、電子、食品）、環(huán)保、國(guó)防、生物醫(yī)療、半導(dǎo)體、林業(yè)、畜牧業(yè)、建筑以及家用電器等方面需要對(duì)濕度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)[1],有些場(chǎng)合甚至需要對(duì)濕度進(jìn)行控制和報(bào)警,比如空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),溫室控制系統(tǒng),倉(cāng)庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)濕度監(jiān)測(cè)、控制的

16、需要促進(jìn)了人們對(duì)濕度傳感器的研究進(jìn)展。</p><p>　　雖然濕度對(duì)我們有著如此重要的影響,但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中,濕度是最難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)[2],這首先因?yàn)榭諝庵兴羝亢苌?且液態(tài)水會(huì)使一些高分子材料和電解質(zhì)材料溶解,一部分水分子電離后與溶入空氣中的雜質(zhì)結(jié)合成酸或堿,使?jié)衩舨牧喜煌潭鹊厥艿礁g和老化,從而喪失其原有的性質(zhì)；濕度信息的傳遞必須靠水汽對(duì)濕敏器件直接接觸來(lái)完成,因此濕敏器件只能直接暴露于待測(cè)

17、環(huán)境中,不能密封。過(guò)去使用干濕球濕度計(jì)或毛發(fā)濕度計(jì)這類(lèi)濕敏器件均不屬于電子類(lèi)器件,所以無(wú)法通過(guò)計(jì)算機(jī)接口進(jìn)行信息的采集與存儲(chǔ),所以也無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、智能化處理,無(wú)論從測(cè)量的速度還是精度方面早己無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要,因此,對(duì)于濕度測(cè)量技術(shù)的研究正如火如茶的進(jìn)行著。</p><p>　　自1783年的薩修爾發(fā)明了毛發(fā)濕度計(jì)以來(lái),濕度測(cè)量技術(shù)己有多年的發(fā)展史,而人們對(duì)濕敏元件的認(rèn)識(shí)是從年美國(guó)頓蒙（F.W.Dumm

18、ore）研制成功的世界上第一個(gè)電子式濕度傳感器,它利用了電解質(zhì)的電阻隨著濕度的變化而改變[3],將濕度傳感器從機(jī)械時(shí)代引入了電子時(shí)代。隨后又出現(xiàn)了半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件以及腳感濕元件,推動(dòng)了濕度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。陶瓷,高分子聚合物,多孔硅等材料的研究開(kāi)發(fā)衍生出了一系列新穎的濕度傳感器。目前,濕度傳感器的種類(lèi)很多,大體上可分為三大類(lèi)：電解質(zhì)濕度傳感器、半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器和高分子濕度傳感器。</p><p>　　研究表明

19、[4]：濕潤(rùn)的空氣才能保持生機(jī)盎然。為防止家具、木質(zhì)裝修、書(shū)籍或樂(lè)器老化、變形甚至干裂的情況出現(xiàn)，儲(chǔ)存以上物品時(shí)室內(nèi)濕度應(yīng)保持在45%～55%RH之間，而冬季北方家庭室內(nèi)濕度僅為10%～15%RH，干燥使我們可能帶上2000～7000伏的高壓靜電，由于家用和辦公電器的普及，靜電更是無(wú)處不在。嚴(yán)重的靜電會(huì)使人心情煩躁、頭暈胸悶、喉鼻不適。只有檢測(cè)出空氣濕度后，才能運(yùn)用相應(yīng)的方法調(diào)節(jié)空氣濕度，有效消除靜電，創(chuàng)造森林、海般的清新空氣?？梢?jiàn)空氣

20、濕度的檢測(cè)對(duì)于我們的身心健康和工作學(xué)習(xí)的重要性。</p><p>　　1.2 課題的研究目的</p><p>　　討論一種測(cè)量濕度的簡(jiǎn)單方法，利用我們常用的電子元器件來(lái)組成簡(jiǎn)單而實(shí)用的濕度檢測(cè)電路，并在此基礎(chǔ)上討論濕度檢測(cè)影響條件和環(huán)境因數(shù)的作用以及濕度檢測(cè)的精確性問(wèn)題。</p><p>　　在濕度檢測(cè)的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)單討論濕度的控制問(wèn)題，分析濕度調(diào)節(jié)的可行性以及怎么

21、樣調(diào)節(jié)的問(wèn)題。</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著人們對(duì)于濕度的關(guān)注,使得濕度傳感器在國(guó)內(nèi)外都得到了很快的發(fā)展，對(duì)于現(xiàn)階段,濕度傳感器的發(fā)展主要集中在半導(dǎo)體陶瓷以及高分子聚合物材料上,其中電容式濕度傳感器也因量程廣、響應(yīng)迅速、靈敏度高、耐高溫,濕滯誤差小,溫度特性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而得到了發(fā)展迅速。</p><p>　　國(guó)外,自

22、30年代以為代表的電解質(zhì)電阻型濕度傳感器問(wèn)世以來(lái),新的濕敏材料與新的結(jié)構(gòu)形式不斷涌現(xiàn)。70年代是濕度傳感器迅速發(fā)展的時(shí)期,新型電阻型和新型電容型濕度傳感器相繼實(shí)現(xiàn)商品化,并在微波爐為代表的家用電器中得到了廣泛應(yīng)用。80年代后,濕度傳感器的研究主要集中在感濕機(jī)理方面,以及應(yīng)用新材料、新工藝,提高傳感器的感濕特性和穩(wěn)定性。目前,日本、美國(guó)、芬蘭等國(guó)家己走在濕度傳感器研究方向的世界前列[5]。</p><p>　　在國(guó)

23、內(nèi)，我國(guó)對(duì)于濕度傳感器的研究起步稍晚,開(kāi)始于上世紀(jì)60年代,主要以半導(dǎo)體陶瓷類(lèi)濕度傳感器為主,到70年代末80年代初國(guó)內(nèi)濕度傳感器才開(kāi)始普遍重視,90年代,半導(dǎo)體陶瓷與有機(jī)高分子濕敏材料并重,開(kāi)展了可靠性高、穩(wěn)定高的感濕材料及與之相關(guān)的各類(lèi)機(jī)理探索與研究,在國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目的帶動(dòng)下,使傳感器的科研和生產(chǎn)能力得到了較大提高。</p><p>　　第二章 硬件選擇及介紹</p><p>　　2.

24、1 單片機(jī)的選擇</p><p>　　單片機(jī)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)—Micro Controller Unit(微控制器件)它是由INTEL公司發(fā)明的，最早的系列是MCS-48，后來(lái)有了MCS-51系列的單片機(jī)。我們經(jīng)常說(shuō)的51系列單片機(jī)就是MCS-51micro controller system，它是一種8位的單片機(jī)。</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，單片機(jī)是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，因此選

25、擇合適的單片機(jī)型號(hào)很重要。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的需要，選擇合適的單片機(jī)硬件資源，在此系統(tǒng)性能指標(biāo)滿(mǎn)足的情況下，該系統(tǒng)的單片機(jī)型號(hào)選擇8051系列的AT89C51芯片。</p><p>　　2.1.1 AT89C51性能及特點(diǎn)</p><p>　　AT89C51[6]是一種與MCS—51單片機(jī)相兼容的、高性能的8位CMOS微控制芯片，采用40個(gè)引腳DIP封裝（雙列直插式封裝技術(shù)），片內(nèi)帶有4K

26、B的快閃可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM）。是當(dāng)前較先進(jìn)的一種電擦除8位單片機(jī)，它與MCS-51指令系統(tǒng)完全兼容，片內(nèi)FPEROM允許對(duì)程序存儲(chǔ)器在線重新編程。也可用常規(guī)的EPROM可擦除可編程器編程。具有超強(qiáng)的加密功能。ATMEL公司生產(chǎn)的這種89C51微控制器，將具有多種功能的8位CPU與FPEROM結(jié)合在同一芯片上，可完全替代87C51和8751/8752，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)靈活且價(jià)格適宜的方案，深受用戶(hù)歡迎。此外

27、,AT89C51還增加了在零頻下工作的靜態(tài)邏輯方式及空閑和掉電兩種可選的省電模式,在空閑模式下,CPU停止工作,但RAM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器,串行口和中斷系統(tǒng)仍然工作。在掉電模式下,只保存RAM的內(nèi)容,振蕩器停振,關(guān)閉芯片的所有其它功能,直到下一次硬件復(fù)位為止。其空閑和掉電兩種工作方式以及靜態(tài)邏輯運(yùn)作等情況,與MCS-51相同。</p><p>　　AT89C51主要特性：與MCS-51產(chǎn)品兼容；具有4K字節(jié)可編程閃爍

28、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條可編程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；具有片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；可編程全雙工串行；4KB的在線可重復(fù)編程快閃存儲(chǔ)器，寫(xiě)/檫可達(dá)1000次以上。</p><p>　　2.1.2 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p>

29、<p>　　AT89C51的FLASH存儲(chǔ)器有4KB，RAM只有128字節(jié)，加密位有三位，加密位為L(zhǎng)B1、LB2。AT89C51是一種帶有2KB字節(jié)的閃速可編程可擦除的只讀存儲(chǔ)器（FPEROM）、低電壓、高性能的8位CMOS微型計(jì)算機(jī)，和MCS—51系列產(chǎn)品完全兼容，2KB的FLASH的程序存儲(chǔ)器，可擦/寫(xiě)1000次，可外接0～24MHZ的晶體振蕩器；兩級(jí)程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)SRAM（靜止存取器）；32根可編程I/O引線；三

30、個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，六個(gè)中斷源，可編程UART（異步接收/發(fā)送）串行口，可直接LED驅(qū)動(dòng)輸出，片內(nèi)模擬比較器，低功耗空閑方式和掉電工作方式。</p><p>　　AT89C51是ATMEL微控器家族中廉價(jià)的成員，它含有2KB字節(jié)的快閃存儲(chǔ)器和MCS—51結(jié)構(gòu)兼容并可用MCS—51指令集進(jìn)行編程，89C51程序存儲(chǔ)器大小的物理范圍為000H---7FFH，且在89C51中已保留了標(biāo)準(zhǔn)中斷服務(wù)的子程序的地址，AT8

31、9C51包含128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這樣89C51中堆棧的深度局限于內(nèi)部RAM的128字節(jié)范圍內(nèi)。</p><p><b>　　引腳如圖2.1；</b></p><p>　　ALE端口：地址鎖存，能在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)。</p><p>　　PSEN端口：程序存儲(chǔ)，當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器代碼時(shí)PSEN 每個(gè)機(jī)器周期被激活兩

32、次，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)PSEN無(wú)效訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)PSEN 無(wú)效；</p><p>　　EA/Vpp：外部尋址/編程電壓，在訪問(wèn)整個(gè)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)EA 必須外部置低，如果EA為高時(shí)將執(zhí)行內(nèi)部程序；</p><p>　　RST端口：復(fù)位輸入端，振蕩器工作時(shí)，該引腳上兩個(gè)周期的高電平復(fù)位。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器的輸入端；</p

33、><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端；</p><p>　　P0 口：P0 口是開(kāi)漏雙向口I/O；</p><p>　　P1 口 ：P1 口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O 口，向P1 口寫(xiě)入1時(shí)，P1 口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的P1 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流；</p><p>　　P2 口： P2 口是

34、帶內(nèi)部上拉的雙向I/O 口，向P2 口寫(xiě)入1時(shí)P2 口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的P2 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流；</p><p>　　P3口：P3 口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O 口，向P3 口寫(xiě)入1時(shí)P3 口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的P3 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流；表2.1為P3口的第二功能。</p><p>　　表2.1

35、 P3口第二功能</p><p>　　圖2.1 AT89C51引腳圖</p><p>　　復(fù)位方式：可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)2.2圖。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　　圖2.2 8051復(fù)位方式</p><p>　　AT89C51

36、特殊功能寄存器:地址范圍為80H-F8H中，共19個(gè)，比AT89C2051少了P0和P2兩個(gè)專(zhuān)用寄存器，因?yàn)樗鼪](méi)有這兩個(gè)相應(yīng)的端口。T89C51中的所有特殊功能寄存器與MCS-51系列的單片機(jī)相同，特殊功能寄存器也稱(chēng)專(zhuān)用寄存器，專(zhuān)用于控制、管理片內(nèi)算術(shù)邏輯部件、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作，用戶(hù)在編程時(shí)可以置數(shù)設(shè)定，卻不能自由移動(dòng)它用。在51系列單片機(jī)中，將各專(zhuān)用寄存器與片內(nèi)RAM統(tǒng)一編址，且作為

37、直接尋址字節(jié)，可直接尋址。51系列有18個(gè)專(zhuān)用寄存器，其中3個(gè)為雙字節(jié)寄存器，共占21個(gè)字節(jié)。</p><p>　　2.2 濕度傳感器</p><p>　　傳感器[7]是指那些被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的有用輸出信號(hào)的元器件或裝置。傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和其他輔助部件組成，如圖2.3所示。濕度傳感器是基于其功能材料能發(fā)生與濕

38、度有關(guān)的物理效應(yīng)或化學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)上制造的。新型高靈敏度和適用范圍廣的濕度敏感材料是實(shí)現(xiàn)濕度傳感器技術(shù)新突破的提前。長(zhǎng)期以來(lái), 人們對(duì)各種材料的濕度傳感器進(jìn)行了大量的研究工作。早期對(duì)感濕材料的研究主要集中在電解質(zhì)、高分子化合物感濕材料、半導(dǎo)體陶瓷材料以及元素半導(dǎo)體和多孔金屬氧化物半導(dǎo)體材料等。</p><p>　　目前, 納米材料和離子液體材料受到了越來(lái)越為廣泛的關(guān)注。納米技術(shù)和離子液體是兩門(mén)交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科,

39、 研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域, 如：化學(xué)、電子學(xué)和生物學(xué)等。</p><p>　　圖2.3 一般傳感器組成框圖

40、

41、 </p><p>　　2.3 濕度傳感器的選擇</p><p>　　測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周?chē)目諝馕账趾笠鸬奈锢砘蚧瘜W(xué)性質(zhì)的

42、變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周?chē)諝獾臐穸?。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測(cè)量的。</p><p>　　采用CHR-01型濕敏電阻[8]。CHR-01濕敏電阻適用于阻抗型高分子濕度傳感器，它的工作電壓為交流1V，頻率為50Hz～2kHz，測(cè)量濕度范圍為20%～90%RH，測(cè)量精度±5%，工作溫度范圍為0～+85℃，最高使用溫度

43、120℃，阻抗在60%RH（25℃）時(shí)為30（21～40.5）KΩ。采用555時(shí)基或RC振蕩電路，將濕度傳感器等效為阻抗值，測(cè)量振蕩頻率輸出，振蕩頻率在1kHz左右。本設(shè)計(jì)選用阻抗型高分子濕度電阻，型號(hào)CHR-01，其外型尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.4 CHR-01結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.3.1 CHR-01濕敏電阻工作原理</p>

44、;<p>　　與傳統(tǒng)的濕度傳感器相比, 基于納米材料的新型濕度傳感器具有超高靈敏度, 同時(shí), 傳感器的響應(yīng)速度也會(huì)得到大幅度的提高, 并且, 可以實(shí)現(xiàn)高通量的實(shí)時(shí)檢測(cè)分析。更重要的是, 納米濕度傳感器是站在原子尺寸上, 從而極大地豐富了傳感器理論, 推動(dòng)了傳感器的制作水平, 拓寬了濕度了濕度傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。由于水附在有極性基的高分子膜上，在低濕度下，因吸附量少，不能產(chǎn)生荷電離子，電阻值較高。當(dāng)相對(duì)濕度增加時(shí)，吸附量也增加

45、，吸附水就成為導(dǎo)電通道，高分子電解質(zhì)的正負(fù)離子主要起到載流子作用，另外，由吸附水自身離解出的質(zhì)子、水和氫離子也起電荷載流子作用，使高分子濕敏電阻的電阻值下降。在實(shí)際工作環(huán)境中，溫度不是一個(gè)恒值，隨著環(huán)境的變化而變化，變化的范圍很寬。而濕敏元件受溫度的影響不能忽略。濕敏元件的濕度溫度系數(shù)就是表示器件的感濕特性曲線隨環(huán)境溫度而變化的特性參數(shù)。環(huán)境的溫度變化越大，由感濕特征量表示的環(huán)境相對(duì)濕度與實(shí)際的相對(duì)濕度之間的誤差就越大。圖2.5為CHR

46、-01濕敏電阻在0～60℃下的阻抗特性曲線。</p><p>　　圖2.5 CHR-01 阻抗特性曲線</p><p>　　2.4 輸出設(shè)備選擇</p><p>　　2.4.1 LED顯示器簡(jiǎn)介</p><p>　　LED顯示器[9]是由發(fā)光二極管組，其結(jié)構(gòu)如圖2.6所示，其中7個(gè)發(fā)光二極管按“8”行排列，用于顯示數(shù)字，字母等符號(hào)，一個(gè)

47、發(fā)光二級(jí)管圓點(diǎn)形狀，右下角用于顯示小數(shù)點(diǎn)，LED顯示器共陰極和共陽(yáng)極兩種類(lèi)型。</p><p>　　當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一段筆畫(huà)成小數(shù)點(diǎn)亮，對(duì)共陰極顯示器將共陰極COM接地，在a_q段加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)是高電平時(shí)，相應(yīng)段發(fā)光；對(duì)共陽(yáng)極顯示器，將共陽(yáng)極COM極接高電平，在a_q段加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)是低電平時(shí)，相應(yīng)段發(fā)光，從而顯示相應(yīng)字符。不同的顯示字符其驅(qū)動(dòng)代碼是不一樣的，發(fā)光二極管每段流過(guò)5mA的平

48、均電流就可以有較滿(mǎn)意的亮度，最大電流不得超過(guò)30A，由于發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)設(shè)備，一般的I/O接口驅(qū)動(dòng)能力都是有限的，在發(fā)光二極管與接口芯片間要接驅(qū)動(dòng)電路，常用的CMOS或TTL驅(qū)動(dòng)器有：LS7448、LS7449。</p><p>　　圖2.6 7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用7段數(shù)碼管為輸出顯示模塊。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)&

49、lt;/p><p>　　3.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　濕度檢測(cè)電路；用于檢測(cè)空氣的濕度。</p><p>　　微控制器；采用ATMEL公司的89C51單片機(jī)，作為主控制器。</p><p>　　電源溫壓電路；用于對(duì)輸入的200V交流電壓進(jìn)行變壓、整流。</p><p>　　鍵盤(pán)輸入電路；用于設(shè)定初始值等。&

50、lt;/p><p>　　LED顯示電路；用于顯示濕度。</p><p>　　功率驅(qū)動(dòng)電路；用于濕度調(diào)節(jié)。</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)的工作特性</p><p>　　能自動(dòng)檢測(cè)室內(nèi)空氣的濕度。</p><p>　　當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過(guò)高時(shí)，控制系統(tǒng)

51、自動(dòng)啟動(dòng)抽風(fēng)機(jī)，減少室內(nèi)空氣中的水蒸汽，以達(dá)到降低空氣濕度的目的；當(dāng)室內(nèi)空氣濕度過(guò)低時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)蒸汽機(jī)，增加空氣的水蒸汽，以達(dá)到增加濕度的目，使空氣濕度保持在理想的狀態(tài)[10]。</p><p>　　數(shù)碼管顯示當(dāng)前的濕度。</p><p>　　鍵盤(pán)設(shè)置及調(diào)整濕度的初始值。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的工作原理</p><p>

52、　　該濕度控制系統(tǒng)由濕度檢測(cè)電路、 CPU 監(jiān)控電路、顯示電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、排風(fēng)與加熱控制電路和微處理器等組成，其中微處理器AT89C51 是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它的原理電路如圖3.2所示。工作原理如下：濕度檢測(cè)電路將當(dāng)前環(huán)境濕度信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，送到處理器AT89C51中，然后處理器通過(guò)件的運(yùn)行，將當(dāng)前濕度信號(hào)通過(guò)LED顯示出來(lái)（顯示相對(duì)濕度值），并且處理器通過(guò)程序的運(yùn)行，判斷當(dāng)前濕度值是否在預(yù)先設(shè)定的范圍之內(nèi)。假設(shè)不是，

53、系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行濕度的調(diào)節(jié)：當(dāng)濕度檢測(cè)電路檢測(cè)到當(dāng)前環(huán)境濕度高于設(shè)定值的上限的時(shí)候，微處理器將使P2.6輸出低電平，起動(dòng)減濕控制電路使吹風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作，開(kāi)始排風(fēng)散熱降溫；當(dāng)濕度檢測(cè)電路檢測(cè)到當(dāng)前環(huán)境濕度低于濕度設(shè)定下限時(shí)，P2.7輸出輸出低電平，使蒸汽機(jī)控制電路工作，開(kāi)始加熱增加濕度。</p><p>　　圖3.2 系統(tǒng)硬件原理圖</p><p>　　3.3 電源電路的設(shè)計(jì)</p&

54、gt;<p>　　穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成，變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。</p><p>　　穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及對(duì)穩(wěn)壓電源的要求，穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電流及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類(lèi)是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效

55、內(nèi)（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。對(duì)穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個(gè)萬(wàn)面的要求：定性好、輸出電阻小、電壓溫度系數(shù)小、輸出電壓紋波小。</p><p>　　穩(wěn)壓電源是以78XX和79XX系列穩(wěn)壓器為基礎(chǔ)的，這類(lèi)電源能夠產(chǎn)生±5V，±15V。它是先將來(lái)自交流電的電壓通過(guò)變壓器（即將220V轉(zhuǎn)換為20V），然后通過(guò)78XX和79XX穩(wěn)壓器，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。首先來(lái)介紹一下78XX和79XX的基本情況。

56、78XX和79XX系列是常用三端固定電壓集成線形穩(wěn)壓器，78XX系列為正電壓輸出穩(wěn)壓器，79XX系列為負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器。除了輸出電壓極性不同外，其他方面基本相同，因此，本節(jié)以78XX系列為例進(jìn)行介紹。型號(hào)78XX/79XX系列中的XX數(shù)字表示集成穩(wěn)壓器的輸出電壓的數(shù)值，以V為單位，例如：7805表示輸出正電壓為+5V，7924表示輸出負(fù)電壓-24V等。有5V，6V，9V，12V，15V，18V，24V等7種不同的輸出電壓檔，能滿(mǎn)足大多數(shù)

57、電子設(shè)備所用的電源電壓。此外，型號(hào)中還有英文字母：數(shù)字前面的字母如LM78XX等，通常表示生產(chǎn)廠家，LM表示美國(guó)MULB公司。中間的字母如78LXX等，通常表示電流等級(jí)，L表示的是小電流（100mA），M表示中電流（500 mA）。圖3.3、圖3.4分別示出了78XX/79XX的管腳與封裝形式，集成穩(wěn)壓作為穩(wěn)壓電源的一</p><p>　　1.輸入端，2.輸出端，3.公共端</p><p>

58、;　　圖3.3 78XX管腳與封裝</p><p>　　1.公共端，2.輸入端，3.輸出端</p><p>　　圖3.4 79XX管腳與封裝</p><p>　　圖3.5 78XX與79XX電源接法</p><p>　　要得到正負(fù)電源的同時(shí)使用，就的先用三種集成穩(wěn)壓器（7805、7812、7815、7905、7912、7915），按圖3

59、.6所示設(shè)計(jì)。</p><p>　　圖3.6 三種集成穩(wěn)壓器接法</p><p>　　C1、C2是用以抵消其較長(zhǎng)接線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激震蕩，界限不長(zhǎng)時(shí)可以不用，C1、C2一般在（0.1～1）μF，輸出端的電容C3、C4用來(lái)改善暫態(tài)響應(yīng)，使瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)，削弱電路的高頻噪聲，C3、C4可用10μF。</p><p>　　由此得到

60、穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)圖3.7。</p><p>　　圖3.7 電源電路圖</p><p>　　在圖中A端輸出+15V，B端輸出+12V，C端輸出+5V，D端輸出-15V，E端輸出-12V、F端輸出-5V，這6種電源可以供我們后來(lái)設(shè)計(jì)器件的備用電源，如：濕度檢測(cè)電路、單片機(jī)電源、A/D轉(zhuǎn)換ICL7135、繼電器的電源等。</p><p>　　3.4 相對(duì)濕度電路的設(shè)計(jì)&

61、lt;/p><p>　　3.4.1 相對(duì)濕度檢測(cè)電路的原理及結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　相對(duì)濕度檢測(cè)電路框圖如(圖3.8)所示：主要包括8個(gè)部分：精密對(duì)稱(chēng)方波發(fā)生器；濕敏電阻；對(duì)數(shù)放大器（兼做半波整流）；濕度校正電路及濾波器；輸出放大器；斷點(diǎn)補(bǔ)償電路；溫度補(bǔ)償電路；+15V穩(wěn)壓電源。</p><p>　　圖3.8 相對(duì)濕度檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)圖</p><

62、;p>　　該檢測(cè)電路有下列特點(diǎn)：</p><p>　　鑒于當(dāng)直流電流通過(guò)濕敏電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)遷移現(xiàn)象而損壞濕敏電阻，因此必須采用交流信號(hào)或?qū)ΨQ(chēng)方波信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)濕敏電阻。在這里選用具有穩(wěn)幅作用的精密對(duì)稱(chēng)方波發(fā)生器作為信號(hào)源，其輸出信號(hào)中不包含直流分量。</p><p>　　為解決濕敏電阻的非線性問(wèn)題，由晶體管（VT1）和運(yùn)算放大器構(gòu)成對(duì)數(shù)放大器，對(duì)濕敏電阻的指數(shù)型特性曲線進(jìn)行線性化，&

63、lt;/p><p>　　利用濕敏校正電路對(duì)40%RH、100%RH兩點(diǎn)進(jìn)行校正，再通過(guò)濾波器產(chǎn)生一個(gè)代表相對(duì)濕度的直流輸出電壓，輸出電壓范圍是0～10V，所對(duì)應(yīng)的相對(duì)變化范圍是（0～100%）RH。</p><p>　　輸出信號(hào)送至位A/D轉(zhuǎn)換器，通過(guò)ICL7135A/D轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換位BCD碼送至微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。</p><p>　　利用斷點(diǎn)放大器專(zhuān)門(mén)對(duì)40%

64、RH以下的相對(duì)濕度信號(hào)再進(jìn)行一次線性補(bǔ)償，使其輸出信號(hào)盡可能呈線性。</p><p>　　利用集成恒流源的正溫度系數(shù)去補(bǔ)償熱敏電阻的負(fù)溫度系數(shù)，大大降低了溫漂。然后選用一片廉價(jià)的集成音頻放大器對(duì)VT1進(jìn)行溫度補(bǔ)償，使VT1的直流工作點(diǎn)不隨環(huán)境溫度的變化而變化。</p><p>　　3.5 轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器</p&g

65、t;<p>　　能夠完成將模擬信號(hào)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的器件叫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)A/D轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)很多，按位數(shù)來(lái)分，有8位、10位、12位、16位。位數(shù)越高，其分辨率也越高，但價(jià)格也越高。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器就其結(jié)構(gòu)來(lái)分，有單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換器；有的A/D轉(zhuǎn)換器帶多路開(kāi)關(guān)；有的帶多數(shù)開(kāi)關(guān)、數(shù)據(jù)放大器、采樣/保持及A/D轉(zhuǎn)換器，其本身

66、就是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器按轉(zhuǎn)換原理分：計(jì)算器式A/D轉(zhuǎn)換、逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換、雙積分式A/D、并行A/D轉(zhuǎn)換、串/并行A/D轉(zhuǎn)換等。在這些轉(zhuǎn)換方式中，計(jì)數(shù)器式A/D線路比較簡(jiǎn)單，但轉(zhuǎn)換速度比較慢，所以現(xiàn)在應(yīng)用很少。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換精度高，多用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及精度比較高的場(chǎng)合。串/并行A/D轉(zhuǎn)換速度比較快，多用于雷達(dá)及圖象處理等要求比較高的場(chǎng)合。逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換既照顧了

67、轉(zhuǎn)換速度，有具有一定的精度，是目前工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種。目前，絕大多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器都采用這種轉(zhuǎn)換方法。</p><p>　　3.5.2 ICL7135</p><p>　　ICL7135[11]是目前市場(chǎng)上廣泛流行的單片集成4位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器。由于ICL7135具有4位半的精度（相當(dāng)于14位二進(jìn)制數(shù)）、自動(dòng)校零、自動(dòng)極性輸出、單一參考電壓、動(dòng)態(tài)字位掃描BCD碼輸出、自動(dòng)

68、量程控制信號(hào)輸出、價(jià)格低等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于微控制器的應(yīng)用系統(tǒng)和各種精度較高的數(shù)字儀器等領(lǐng)域。</p><p>　　ICL7135主要特性：CMOS集成電路；雙積分轉(zhuǎn)換技術(shù)；單一參考電壓；采用BCD碼掃描輸出；能用閃爍顯示的方式表示超量程狀態(tài)；具有六路輸入/輸出（I/O）輔助信號(hào)，可以和微處理器相連，進(jìn)行復(fù)雜的控制；具有自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程和欠量程信號(hào)；允許差分輸入；具有自動(dòng)極性辨別功能和自動(dòng)校零電路；雙電源供電；準(zhǔn)確

69、度0.005%±1個(gè)字；（12）輸入漏電流1pA；分辨率14位；零讀數(shù)漂移0.5μV/℃；輸入阻抗109Ω；轉(zhuǎn)換速度3次/秒；噪聲15μV。</p><p>　　3.5.3 單片機(jī)與ICL7135接口</p><p>　　單片機(jī)與ICL7135如圖3.9接口如圖3.2所示：ICL7135的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動(dòng)態(tài)分時(shí)輪流輸出的BCD碼，因此它與89C51只能通過(guò)并行I/O接口或擴(kuò)展

70、I/O接口與其相連。這里采用并行I/O接口連接，為了節(jié)省I/O接口的開(kāi)銷(xiāo)，使用了74LS157四2選1的選擇器，使萬(wàn)位輸出及其它的三個(gè)標(biāo)志信號(hào)（過(guò)量程、欠量程、極性輸出）與BCD碼數(shù)據(jù)輸出的B8、B4、B2、B1公用89C51的P2.0～P2.3四條I/O接口線。其分時(shí)傳送通過(guò)D5控制74LS157的選擇端SEL實(shí)現(xiàn)。SEL輸入低電平時(shí)選擇1A～3A輸出，輸出電平選擇1B～3B輸出。因?yàn)槿f(wàn)位只能輸出0或1，是半個(gè)位，所以正好和OR（過(guò)量

71、程）、UR（欠量程）和POL（正負(fù)極性）三位構(gòu)成四位數(shù)據(jù)輸出，供89C51讀取，這樣就可以使用7135的“萬(wàn)”位選通位信號(hào)D5作為74LS157的選擇端控制信號(hào)。</p><p>　　圖3.9 ICL7135引腳排列圖</p><p>　　3.6 濕度調(diào)節(jié)模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1 濕度調(diào)節(jié)的原理</p><p>　　當(dāng)環(huán)

72、境的濕度超出我們預(yù)先設(shè)定的濕度范圍時(shí)，通過(guò)濕度檢測(cè)電路以及A/D轉(zhuǎn)換，把相應(yīng)的信號(hào)送入主處理器AT89CC51中，通過(guò)軟件的判斷，確定當(dāng)前的濕度值是否在合適的范圍，如果不是，就自動(dòng)的發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)濕度調(diào)節(jié)，例如當(dāng)相應(yīng)環(huán)境濕度大于預(yù)先設(shè)定的濕度值時(shí)，通過(guò)單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)放大電路，啟動(dòng)抽風(fēng)機(jī)的工作，減少空氣中水蒸氣的含量，以達(dá)到降低空氣濕度的目的；當(dāng)環(huán)境相應(yīng)濕度小于預(yù)先給定的濕度值時(shí)，仍然的通過(guò)單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)功率放大電路，啟動(dòng)

73、加濕器的工作（其實(shí)也就是一個(gè)蒸汽機(jī)相關(guān)的機(jī)械），增加空氣中的水蒸氣，以達(dá)到增加空氣中濕度的目的?？傊覀兯龅墓ぷ骶褪且箍諝鉂穸缺３衷谖覀冃枰睦硐霠顟B(tài)。濕度調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)如3.10圖所示。</p><p>　　圖3.10 濕度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.6.2 濕度調(diào)節(jié)硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　濕度調(diào)節(jié)硬件結(jié)構(gòu)圖3.11采用兩只光電耦合器件、兩

74、個(gè)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(jī)）輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為繼電器的輸入信號(hào)，而繼電器又與吹風(fēng)機(jī)和蒸汽機(jī)的電源線相連，這樣，處理器輸出的信號(hào)就可以通過(guò)光電耦合電路和繼電器電路來(lái)控制機(jī)械（吹風(fēng)機(jī)或蒸汽機(jī)）的動(dòng)作。</p><p>　　圖3.11 濕度調(diào)節(jié)硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.6.3 單片機(jī)與LED接口</p><p>　　在單片機(jī)

75、應(yīng)用系統(tǒng)中LED顯示器有動(dòng)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(guò)連續(xù)的電流，動(dòng)態(tài)顯示方式就是需要顯示的字符斷續(xù)通過(guò)電流，對(duì)于動(dòng)態(tài)顯示，當(dāng)需要顯示多個(gè)字符時(shí)輪流給每個(gè)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(jué)暫留等因素，雖然在同一時(shí)刻只有一個(gè)顯示器通電，但人們看起來(lái)都是所有的顯示器都穩(wěn)定的顯示。</p><p>　　動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是：?jiǎn)纹瑱C(jī)既要控制數(shù)碼管的公共端又要

76、控制各段發(fā)光二極管。各數(shù)碼管的相應(yīng)顯示發(fā)光二極管的段選信號(hào)都并聯(lián)起來(lái)，接單片機(jī)的同一個(gè)I/0口，單片機(jī)控制數(shù)碼管公共端的信號(hào)，稱(chēng)為位選信號(hào)，控制數(shù)碼管各顯示字段的信號(hào)稱(chēng)為段選信號(hào)，需要在哪些數(shù)碼管上顯示，先輸出位選信號(hào)，選中該數(shù)碼管，再輸出段選信號(hào)，顯示一位字符，需要顯示每個(gè)字符時(shí)，用掃描的方法，依次向各個(gè)數(shù)碼管輸出位選信號(hào)和段選信號(hào)，顯然每一瞬間只有一個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮，但由于掃描頻率高，所以看上去，就好像所有的數(shù)碼管都同時(shí)點(diǎn)亮（20ms掃

77、描一次）。</p><p>　　3.6.4 鍵盤(pán)接口工作原理</p><p>　　鍵盤(pán)可分為兩類(lèi)：獨(dú)立式和矩陣式，本設(shè)計(jì)只用到了獨(dú)立式鍵盤(pán)，故只對(duì)獨(dú)立鍵盤(pán)作簡(jiǎn)要說(shuō)明。</p><p>　　獨(dú)立式鍵盤(pán)電路，各個(gè)鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵獨(dú)立的與一根輸入線相連，一根線上的工作狀態(tài)不會(huì)影響其他輸入線的工作狀態(tài)，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易判斷哪個(gè)按鍵按下；</p

78、><p>　　中斷方式，任何一個(gè)按鍵按下時(shí)通過(guò)門(mén)電路都會(huì)向CPU申請(qǐng)中斷，在中斷服務(wù)程序中讀入P1口的值，從而判斷是哪個(gè)鍵被按下；</p><p>　　查詢(xún)方式，在平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)輸入線都通過(guò)上拉電阻被連接成高電平，當(dāng)任何一個(gè)鍵被按下時(shí)，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。</p><p>　　3.6.5 單片機(jī)與鍵盤(pán)接口&l

79、t;/p><p>　　本設(shè)計(jì)由于只有4個(gè)按鍵，而且單片機(jī)的接口又足夠，所以采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，每一個(gè)按鍵與單片機(jī)的一個(gè)輸入端口相連。并且按鍵采用脈沖式鍵盤(pán)，即按鍵按下一次，就是說(shuō)與按鍵相連的端口原來(lái)為高電平，按下之后，與按鍵相連的端口變?yōu)榈碗娖剑?dāng)與此按鍵相連的端口再次變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，認(rèn)為一次按鍵有效，處理器做出一次相應(yīng)的處理。四個(gè)按鍵S1、S2、S3、S4分別與單片機(jī)端口P3.0、P3.1、P2.4、P2.5相連。其中，

80、S1鍵是設(shè)定濕度的預(yù)設(shè)值，按一下S1鍵，預(yù)設(shè)值就相應(yīng)的加1，S2鍵也是設(shè)定濕度的預(yù)設(shè)值，只要按一下S2鍵，預(yù)設(shè)值就相應(yīng)的減1，S3鍵是人為的控制吹風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān)，S4鍵是人為的控制蒸汽機(jī)的開(kāi)關(guān)。</p><p>　　第四章 軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 程序設(shè)計(jì)及其流程圖</p><p>　　4.2 程序流程圖說(shuō)明</p><p>

81、;　　程序流程圖說(shuō)明：在本程序的設(shè)置中，A/D轉(zhuǎn)換是通過(guò)每次轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生中斷來(lái)通知處理器，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入處理器的存儲(chǔ)器中保存；因?yàn)樵谟布Y(jié)構(gòu)時(shí)，就采用了獨(dú)立鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)，所以鍵盤(pán)子程序采用查詢(xún)方式，以保證處理器始終都在監(jiān)視鍵盤(pán)的動(dòng)作；顯示子程序采用單獨(dú)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。主程序流程圖如圖4.1，將鍵盤(pán)查詢(xún)子程序和顯示調(diào)用子程序作為它的程序運(yùn)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如圖4.

82、2，采用中斷處理程序，保持了濕度檢測(cè)信號(hào)的不斷及時(shí)更新；流程圖如圖4.3就是顯示子程序，它直接通過(guò)單片機(jī)的端口，不停的送出字位顯示和字?jǐn)?shù)的顯示；圖4.4就是鍵盤(pán)處理子程序，鍵盤(pán)采用獨(dú)立鍵盤(pán)，在有鍵按下時(shí)，首先判斷那個(gè)鍵按下，然后根據(jù)相應(yīng)的鍵作出相應(yīng)的處理，在此程序中，鍵盤(pán)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(yīng)的回應(yīng)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p

83、><p>　　[1]徐甲強(qiáng),張全法．傳感器技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.56～57. </p><p>　　[2]王昌明,孔德仁,何云峰，等.傳感與測(cè)試技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.46～51.</p><p>　　[3]林敏，于忠德．HS1100/HS1101電容式濕度傳感器及應(yīng)用[J].大連工業(yè)學(xué)報(bào)，2

84、001，10 (1):44～46.</p><p>　　[4]杜深慧.溫濕度監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].河北：華北電力大學(xué),2005.</p><p>　　[5]丁喜波.電容式濕度傳感器測(cè)試方法與測(cè)試系統(tǒng)研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2005.</p><p>　　[6]蔡美琴.MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2004.8～17

85、.</p><p>　　[7]黃賢武.鄭筱霞.傳感器原理與應(yīng)用第二版[M].成都：電子科技大學(xué)出版社，2004.1～2．</p><p>　　[8]沙占友.集成智能傳感器原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004. 99～108.</p><p>　　[9]戴伏生，毛興鵬，王好賢，等. 基礎(chǔ)電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004，156～17

86、7.</p><p>　　[10]李竹.簡(jiǎn)單溫控和濕控電路的探討[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，17（1）：2～４.</p><p>　　[11]趙志杰.集成電路應(yīng)用識(shí)圖方法[J]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.144～146. </p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　程

87、序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?）主程序設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　LJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 000BH</b><

88、;/p><p><b>　　LJMP TIMA</b></p><p><b>　　ORG 0100</b></p><p>　　MAIN: MOV SP ,#40H ；給堆棧賦初值</p><p>　　MOV 20H,#00H ；給位存儲(chǔ)單元清零</p><

89、;p>　　MOV 71H,#20H ；相對(duì)濕度初始最小值</p><p>　　MOV 72H,#80H ；相對(duì)濕度初始最大值</p><p>　　MOV 73H,#00H ；當(dāng)前相對(duì)濕度存儲(chǔ)單元清零</p><p>　　MOV TMOD,#01H ；</p><p>　　MOV TL0,#0

90、BEH</p><p>　　MOV TH0,#63H</p><p><b>　　SETB EA </b></p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p><b>　　

91、調(diào)節(jié)子程序：</b></p><p>　　LOP: JNB P3.0,S1 ；減小初始相對(duì)濕度最低值</p><p>　　JNB P3.1,S2 ；增加初始相對(duì)濕度最大值</p><p>　　JNB P2.4,S3 ；人為減小濕度</p><p>　　JNB P2.5,S4

92、 ；人為增加濕度</p><p>　　LCALL DIS0</p><p><b>　　SJMP LOP</b></p><p>　　S1: SETB 01H </p><p>　　LCALL DIS1</p><p>　　JNB P3.0,S1 </p><p

93、><b>　　INC 71H</b></p><p><b>　　MOV A,71H</b></p><p><b>　　DA A</b></p><p>　　MOV 71H,A </p><p><b>　　SJMP LOP</b>

94、</p><p>　　S2: SETB 02H</p><p>　　LCALL DIS2</p><p>　　JNB P3.1,S2</p><p><b>　　INC 72H</b></p><p><b>　　MOV A,72H</b></p><

95、p><b>　　DA A</b></p><p><b>　　MOV 72H,A</b></p><p><b>　　SJMP LOP</b></p><p>　　S3: LCALL DIS0</p><p>　　JNB P2.4,S3</p><

96、p><b>　　SETB P2.6</b></p><p><b>　　SJMP LOP</b></p><p>　　S4: LACALL DIS0</p><p>　　JNB P2.5,S4</p><p><b>　　SETB P2.7</b></p>

97、<p><b>　　MOV A,74H</b></p><p><b>　　DA A</b></p><p><b>　　MOV 74H,A</b></p><p><b>　　SJMP LOP </b></p><p>　　中斷子程序（A/

98、D轉(zhuǎn)換）：</p><p>　　TIMA: PUSH PSW</p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　MOV TL0,0BEH</p><p>　　MOV TH0,63H</p><p><b>　　MOV A,P2</b></p&

99、gt;<p>　　ANL A,#0FH</p><p><b>　　MOV 73H,A</b></p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　POP PSW</b></p><p>　　RETI </p>

100、<p><b>　　顯示子程序：</b></p><p>　　DIS0: PUSH PSW ；保存斷點(diǎn)值</p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p><b>　　PUSH DPH</b></p><p><b>

101、　　PUSH DPL</b></p><p>　　MOV R3,#10H</p><p>　　DIS01: JB 01H,DIS1 ；按下S1后，顯示70單元內(nèi)容</p><p>　　JB 02H,DIS2 ；按下S2后，顯示71單元內(nèi)容</p><p>　　MOV @R1,73H</p>&

102、lt;p>　　ACALL DISP</p><p><b>　　POP DPL</b></p><p>　　DJNZ R3,DIS01</p><p><b>　　POP DPH</b></p><p><b>　　POP ACC</b></p><p

103、><b>　　POP PSW</b></p><p>　　DIS1: MOV @R1,71H</p><p>　　ACALL DISP</p><p>　　DIS2; MOV @R1,72H</p><p>　　ACALL DISP</p><p>　　DISP: MOV R4,#02

104、H ；顯示子程序</p><p><b>　　MOV A,@R1</b></p><p><b>　　MOV R5,A</b></p><p>　　ACALL DISPP</p><p><b>　　MOV A,R5</b></p><p&g

105、t;<b>　　SWAP A</b></p><p>　　DISPP: ANL A,#0FH</p><p>　　MOV DPTR,#TB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV A,#00H</p><p><b>　　MOV P0,A</b

106、></p><p>　　MOV A,#22H</p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p>　　ACALL DELAY </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,

107、99H,92H</p><p>　　DB 82H,0F8H,80H,90H</p><p>　　DELAY: MOV R6,#40H</p><p>　　D1: DJNZ R6,D1</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　致謝</b><

108、;/p><p>　　在論文完成之際，我首先要向我的指導(dǎo)老師羅子江老師表示最真摯的謝意，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中，導(dǎo)師給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷。羅老師淵博的知識(shí)、求實(shí)的作風(fēng)將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。</p><p>　　我要感謝我們班的班主任王松老師及所有的任課老師，感謝他們四年對(duì)我的教導(dǎo)，使我能夠順利完成學(xué)業(yè)。</p><p>　　我要向幫助過(guò)我的同學(xué)們，特別是我們論文小組的同學(xué)：胡世洪