基于單片機的濕度測控系統(tǒng)(共23頁)

1、 單片機原理(yunl)及應(yīng)用課程設(shè)計報告(bogo)濕度(shd)檢測系統(tǒng)專業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名班級學(xué)號指導(dǎo)教師完成日期2014年 6 月 30 日信息工程學(xué)院目錄 TOC * MERGEFORMAT 摘要(zhiyo) 摘要(zhiyo)本次課程設(shè)計就是(jish)利用單片機來完成一個系統(tǒng)，實現(xiàn)空氣濕度(shd)檢測。本文主要是基于單片機AT89C52實現(xiàn)的濕度檢測的設(shè)計，軟件部分用Keil軟件采用單片機C編程實現(xiàn)發(fā)送部分和接收部分的功能，用Proteus軟件進(jìn)行仿真，顯示結(jié)果。關(guān)鍵詞 單片機；串行口；通信；接口；RS232濕度(shd)檢測系統(tǒng)一、設(shè)計(shj)目的本課程設(shè)計是學(xué)習(xí)

2、(xux)完“單片機原理及應(yīng)用”課程后進(jìn)行的一次全面的綜合訓(xùn)練，通過課程設(shè)計，更好地掌握操作系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)方法，加深對操作系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和重要算法的理解，加強學(xué)生的動手能力。二、設(shè)計內(nèi)容概述濕度，被定義為表示大氣干燥程度的物理量。即在一定的溫度下在一定的體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥;水汽越多，則空氣越潮濕。濕度測量技術(shù)的發(fā)展已有200多年的歷史，人們早就發(fā)現(xiàn)了人的頭發(fā)隨大氣濕度變化而伸長或縮短的現(xiàn)象，因而制成了毛發(fā)濕度計。但是人們對于濕度傳感器中的濕敏元件的認(rèn)識，是從1938年美國F.W.Dunnore研制成功浸涂式氯化鋰濕敏元件才開始的。無論是在科研、實驗生產(chǎn)、糧食儲備、軍火儲備

3、還是植物生長、大學(xué)校園里面的實驗室元器件的保養(yǎng)，濕度的測量、傳輸和控制都跟其有著密不分的關(guān)系。環(huán)境的濕度有人們的視野里出現(xiàn)，并其重要性逐漸提高，使?jié)穸鹊臏y控具有與環(huán)境溫度的測控有著相同的重要意義。為了確保實驗生產(chǎn)過程中得到很好的質(zhì)量保證，為了確保實驗室的元器件能夠很好延續(xù)使用生命周期，濕度測量的提出已經(jīng)引起了工作者的注意。在現(xiàn)代社會信息科技的不斷迅速發(fā)展中，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸和濕敏元件的高速更新，使得濕度的測量正朝著自動化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。在實驗室的監(jiān)控中，濕度測量的出現(xiàn)使得元器件的保養(yǎng)達(dá)到更好、使用周期更長、性能保持更好。所以實驗室濕度測控有著廣闊和應(yīng)用發(fā)展空間?，F(xiàn)在技術(shù)中，對濕度的測量有方法

4、多種多樣，也較為容易實現(xiàn)。但精度和反應(yīng)度卻是各種方法中的瓶頸，本系統(tǒng)的設(shè)計就是從精度上和高反應(yīng)度上進(jìn)行測控、選器件、系統(tǒng)的設(shè)計，盡可能使做出來的系統(tǒng)可以更好更精確更實時地檢測到室內(nèi)濕度的變化，并及時讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終顯示在個人電腦終端，使得工作者能夠在最短的時間內(nèi)對環(huán)境不斷發(fā)生變化的濕度有著實時的了解，并可以針對不同的狀況做出不同的反應(yīng)。設(shè)計方案本課題所設(shè)計的系統(tǒng)有三個原則：1、操作維護(hù)方便，為了利于系統(tǒng)的推廣，在設(shè)計時應(yīng)該充分采用操作內(nèi)置或簡化的方法，以盡量減少對操作人員專用知識的要求，也便于進(jìn)行維修。2、可靠性，本系統(tǒng)所有的環(huán)節(jié)中，都應(yīng)該有著可靠性的思想，從選用可靠性高的元器件；供電電

5、源采用抗干擾措施(cush)；進(jìn)行多向濾波等作為出發(fā)點。3、性價比，本課題所設(shè)計的系統(tǒng)的核心是單片機，它本身有著多個優(yōu)勢，要使得系統(tǒng)能夠廣泛地應(yīng)用，在充分考慮可靠性的同時，盡可能降低成本，提高系統(tǒng)的性價比。本文將從以下幾個方面展開工作：一是確定測濕電路(dinl)的設(shè)計方案；二是進(jìn)行單片機核心電路的設(shè)計；三是對單片機及通信接口進(jìn)行簡單的概述；四是對所有的工作進(jìn)行總結(jié)。本次課題(kt)的設(shè)計系統(tǒng)的示意圖如圖1-1。濕敏元件HS1101振蕩電路NE555模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC0809核心處理器MCU-51個人PC電腦終端系統(tǒng)示意圖濕度(shd)測量電路設(shè)計傳感器的認(rèn)識(rn shi)傳感器是能夠感受規(guī)定的

6、被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成(z chn)。其中，敏感元件是指傳感器中能夠直接感受被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件指傳感器中能將敏感元件輸出轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分。有些國家和有些科學(xué)領(lǐng)域，將傳感器稱為變換器、檢測器或探測器等。應(yīng)該說明，并不是所有的傳感器都能明顯分清敏感元件與轉(zhuǎn)換元件兩個部分，而是二者全為一體。例如半導(dǎo)體氣體、濕度傳感器等，它們一般都是將感受的被測量直接轉(zhuǎn)換為電信號，沒有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)3。傳感器的靜態(tài)特性所謂傳感器的靜態(tài)特性，是指在穩(wěn)態(tài)信號作用下，傳感器輸出輸入之間的關(guān)系特性。衡量傳感器靜態(tài)特性的重要指標(biāo)有線性度、靈敏度、遲滯和

7、重復(fù)性。線性度傳感器的線性度用傳感器的輸出與輸入之間的線性程度表示。如果不考慮遲滯和蠕變效應(yīng)，一般可用下面的多項式表示。 式中：y輸出量； x輸入物理量； 零位輸出； 傳感器線性靈敏度； 待定常數(shù)。在使用非線性特性的傳感器時，如果非線性項的方次不高，在輸入量變化范圍不大條件下，可以用切線或割線等直線來近似地代表實際曲線的一段。靈敏度靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化對輸入變化的比值，一般用來表示，即式中：輸出量的變化； 輸入量的變化。對于線性傳感器，它的靈敏度就是它的靜態(tài)特性的斜率。非線性傳感器的靈敏度為一變量。一般希望傳感器的靈敏度高，在滿量程范圍內(nèi)是恒定的，即傳感器的輸出輸入特性為直線。遲滯

8、在相同工作條件下做全量程范圍校準(zhǔn)時，下行程（輸入量由小到大）和反行程（輸入量由大到?。┧幂敵鲚斎胩匦郧€往往不重合(chngh)。也就是說，對應(yīng)同一大小的輸入信號，傳感器正反行程的輸出信號大小不相等，此即遲滯現(xiàn)象。遲滯(chzh)（或稱回程誤差）正是用來描述(mio sh)傳感器在正反行程期間特性曲線不重合程度的。遲滯的大小常用正反行程最大輸出差值對滿量程輸出的百分比來表示的4。重復(fù)性重復(fù)性是指在相同工作條件下，輸入量按同一方向作全量程多次測試時，所得傳感器特性曲線不一致性的程度。多次重復(fù)測試的曲線重復(fù)性好，誤差也小。重復(fù)特性的好壞是與許多因素有關(guān)的，與產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象具有的原因。其它的特性還有

9、分辨力，傳感器能檢測到的最小輸入增量稱分辨力，在輸入零點附近的分辨力稱為閾值；零漂，傳感器在零輸入狀態(tài)下，輸出值的變化零漂，零漂可用相對誤差表示，也可用絕對誤差表示。傳感器的動態(tài)特性傳感器動態(tài)特性是指輸入量隨時間動態(tài)變化時，其輸出與輸入的關(guān)系。很多傳感器要在動態(tài)條件下檢測，被測量可能以各種形式隨時間變化。只要輸入量是時間的函數(shù)，則其輸出量也將是時間的函數(shù)，其間的關(guān)系要用動態(tài)特性來說明。為研究傳感器的動態(tài)特性，可建立其動態(tài)數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)中的邏輯推理和運算方法，分拆傳感器在動態(tài)變化的輸入量作用下，輸出量如何隨時間改變。實際中，輸入信號隨時間的變化形式多種多樣，無法統(tǒng)一研究，所以通常只分析傳感器在

10、標(biāo)準(zhǔn)輸入信號作用下的輸出。研究動態(tài)特性可以從時域和頻域兩個方面采用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來分析。由于輸入信號的時候函數(shù)形式是多種多樣的，在時域內(nèi)研究傳感器的響應(yīng)特性時，只能研究幾種特定的輸入時間函數(shù)如階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)和斜坡函數(shù)等的響應(yīng)特性。對于任意輸入所引起的響應(yīng)，可以利用兩個函數(shù)的卷積關(guān)系，即系統(tǒng)的響應(yīng)等于沖激響應(yīng)函數(shù)同激勵的卷積，即濕度傳感器的選擇 濕度及其表示方法在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周圍的大氣里總是含有或多或少的水汽。大氣中含有水汽的多少，表示大氣中的干、濕程度，用濕度來表示，也就是說，濕度表示大氣干濕程度的物理量。大氣濕度有兩種表示方法：絕對濕度與相對濕度。絕對濕度

11、絕對濕度表示單位體積(tj)空氣里所含水汽的質(zhì)量，其表示(biosh)為式中： 被測空氣(kngq)的絕對（/，/）； 被測空氣中水汽的質(zhì)量（，）； V被測空氣的體積（）。相對濕度：相對濕度是氣體的絕對濕度（）與同一溫度下，水蒸汽已達(dá)到飽和的氣體的絕對濕度（）之比，常用%RH來表示。即式中：待測氣體的水汽分壓； 同一溫度下水蒸汽的飽和水汽壓3。 濕度傳感器HS1101濕度傳感器HS1101是基于獨特工藝設(shè)計的電容元件，這些相對濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)?？梢詰?yīng)用于辦公室自動化，車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等。它有以下幾個顯著的特點：全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正長時間飽和下快速脫濕可以

12、自動化焊接，包括波峰或水浸高可靠性與長時間穩(wěn)定性專利的固態(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)時間HS1101的簡單物照圖如圖2-15。HS1101實物照相對濕度在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)時間小于5s；溫度系統(tǒng)為0.04pF/?？梢娖渚仁禽^高的。其濕度電容響應(yīng)曲線如圖2-2：20 40 60 80 100 相對濕度% 200 190 180 170 電容F：HS1101濕度(shd)電容響應(yīng)曲線HS1101的一些常用(chn yn)參數(shù)如：HS1101常用(chn yn)參數(shù)參數(shù)符號參數(shù)值單位工作溫度Ta-40100儲存溫

13、度Tstg-40125供電電壓Vs10Vac濕度范圍RH0100%RH焊接時間=260t10S濕度測量電路HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測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)橛嬎銠C易于接受的信號時，常用兩種方法:一是將HS1101置于運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經(jīng)整流、直流放大、再A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;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，可直接被計算機所采集。NE555時基電路NE555是一個能產(chǎn)生精確定時脈沖的高穩(wěn)度控制器，其輸出驅(qū)動電流可達(dá)200mA.。

14、在多諧振蕩器工作方式時，其輸出的脈沖占空比由兩個外接電阻和一個外接電容確定；在單穩(wěn)態(tài)工作方式時，其延時時間由一個外接電阻和一個外接電容確定，它可以延時數(shù)微秒到數(shù)小時。其工作電壓范圍為：4.5V16V。NE555的框圖如圖所示5。：NE555框圖(kungt)基于555振蕩電路的濕度(shd)測量電路設(shè)計圖：測濕電路圖把HS1101和NE555同時接入電路中的電路設(shè)計原理圖如圖所示。NE555電路功能(gngnng)的簡單概括為:當(dāng)6端和2端同時(tngsh)輸入為“1”時,3端輸出(shch)為“0”；當(dāng)6端和2端同時輸入為“0”時,3端輸出為“1”。在此電路中,555定時器正是根據(jù)這一功能用

15、作多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出頻率信號的。當(dāng)電源接通時,由于6和2端的輸入為“0”,則定時器3腳輸出為“1”；又由于C1 兩端電壓為0,故 通過R2 和R3 對C1充電,當(dāng)C1 兩端電壓達(dá)到2/3 時,定時電路翻轉(zhuǎn),輸出變?yōu)椤?”。此時555定時器內(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,定時器又翻轉(zhuǎn),使輸出變?yōu)椤?”,內(nèi)部放電BJT 截止,VCC 又開始通過R2 和R3 對C1 充電,如此周而復(fù)始,形成振蕩。其工作循環(huán)中的充電時間為=0.7(R2+R3)C1；放電時間為 = 0.7R3*C1； 輸出脈沖占空比

16、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,HS1101 兩端電容值發(fā)生改變,從而改變定時電路的輸出頻率。因此只要測出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。核心電路的設(shè)計ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機應(yīng)用中，特別是在實時控制系統(tǒng)中，常常需要把外界連續(xù)變化的物理量（如濕度、濕度、壓力、流量），變成數(shù)字量送入計算機內(nèi)進(jìn)行加工處理。反之，也需要將計算機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)為連續(xù)變化的模擬量，用心控制調(diào)節(jié)一些執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對被控對象的控制。這種由模擬量變?yōu)閿?shù)字量，或由數(shù)字量轉(zhuǎn)為模擬量的轉(zhuǎn)換，通常叫做模/數(shù)，或數(shù)/

17、模轉(zhuǎn)換。用以實現(xiàn)這類轉(zhuǎn)換的器件，叫做模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器或數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器7。 ADC0809應(yīng)用簡介ADC0809具有8路模擬量輸入，可在程序控制下對任意通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出8位二進(jìn)制數(shù)字量。其主要性能有：逐次比較型；CMOS工藝制造；單電源供電；無需外部進(jìn)行零點和滿量度調(diào)整；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL兼容；易與各種微控制器接口；具有鎖存控制的8路模擬開關(guān)；分辨率為8位；功耗為15mW；轉(zhuǎn)換時間（）為128；轉(zhuǎn)換精度為8。ADC0809的引腳圖如圖所示。：ADC0809引腳圖測濕電路(dinl)與單片機連接NE555的輸出端跟ADC0809的IN0通道相接，則ADC0809芯片

18、的地址選通為ADDR0,ADDR1,ADDR2都接地(jid)。ADC0809的轉(zhuǎn)換時鐘由單片機的ALE提供。ADC0809的典型轉(zhuǎn)換頻率為640kHz，ALE信號頻率與晶振頻率有關(guān)，如果晶振頻率取12MHz，則ALE的頻率為2MHz，所以ADC0809的時鐘端CLK與單片機的ALE端相接時，要考慮分頻。8051通過地址線P2.0和讀寫控制線、來控制模擬輸入(shr)通常地址鎖存、啟動和輸出允許。測濕電路與單片機的連接圖如圖3-2所示。測濕電路(dinl)與單片機連接圖 濕度(shd)誤差補償插值法子程序從NE555時基電路中輸出的是一個模擬信號，ADC0809的作用就是(jish)要把這個單

19、片機不能識別的模擬信號轉(zhuǎn)換成一個可以讀取的數(shù)字信號。這時所用到的計算機思想就是插值法9。即當(dāng)ADC0809的輸入與輸出特性為非線性時，可以用一個單調(diào)非線性函數(shù)來表示。將x的值分成幾個小段區(qū)間，每個區(qū)間的端點都對就一個輸出，把這些、編成表格存儲起來。實際的測量值一定會落在某個區(qū)間內(nèi)，即。插值法的思想就是用一段簡單的曲線近似代替這段區(qū)間的實際曲線，然后用近似曲線公式計算出。是對ADC0809的操作流程圖。開始初始化ADC0809（1）發(fā)送ADC0809（1）地址啟動ADC0809（1）發(fā)送讀A/D命令讀A/D發(fā)送ADC0809（2）地址啟動ADC0809（2）發(fā)送讀A/D命令讀A/D：ADC080

20、9操作(cozu)流程圖 單片機電路(dinl)的設(shè)計 AT89S51單片機本課題所設(shè)計的系統(tǒng)的核心采用的是AT89S51單片機，它是一個低功耗、高性能的CMOS8位單片機，片內(nèi)含有4kBytesISP的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元。它具有以下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時(dn sh)計數(shù)器，

21、2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)有時鐘振蕩器。HMOS制造工藝的MCS-51單片機都采用40引腳的雙列直插（DIP）方式，CHMOS制造工藝的80C31/80C51除采用DIP封裝方式外，還采用PLCC方形的封裝方式。圖3-4是AT89S51的PDIP封裝引腳圖10。 AT89S51的PDIP封裝其中(qzhng)，有主電源引腳，外接晶體(jngt)引腳XTAL1和XTAL2，控制引腳、ALE/、，輸入輸出接口(ji ku)P0P3。 時鐘晶振電路和復(fù)位電路AT89S51單片機在實際應(yīng)用中，時鐘電路用于產(chǎn)生時鐘信號，時鐘信號是單片機內(nèi)部各種各樣的微小操作的時間基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，

22、控制器按照指令的功能產(chǎn)生一系列在時間上有一定次序的信號，這些信號用來控制相關(guān)的邏輯電路工作，實現(xiàn)指令的功能。復(fù)位對單片機來說，是程序還沒開始執(zhí)行，是在做準(zhǔn)備工作。本系統(tǒng)在設(shè)計上對復(fù)位電路設(shè)計成上電復(fù)位加手動復(fù)位。這樣使用起來比較(bjio)方便，就算是在程序“跑飛”（program fleet,跑飛是指系統(tǒng)(xtng)受到某種干擾后, HYPERLINK /v157130.htm?ch=ch.bk.innerlink 程序(chngx)計數(shù)器PC的值偏離了給定的唯一變化歷程,導(dǎo)致程序運行偏離正常的運行路徑.程序跑飛因素及后果往往是不可預(yù)計的.在很多情況下,程序跑飛后系統(tǒng)會進(jìn)入 HYPERLIN

23、K /v355616.htm?ch=ch.bk.innerlink 死循環(huán)而導(dǎo)致死機 )時，也可以手動復(fù)位，不用再重起單片機電源。其Protel DXP電路圖如圖 11。AT89S51復(fù)位與晶振電路 總體(zngt)電路系統(tǒng) LED報警(bo jng)設(shè)計本設(shè)計中，在ST89S51單片機的P1.0口外接一個LED二極管作為對濕度測控的報警輸出。當(dāng)濕敏元件HS1101對室內(nèi)的濕度檢測時，達(dá)到某個值，就會在P1.0端口輸出高電平，使得(sh de)LED發(fā)亮，以及時通知工作人員進(jìn)行相關(guān)的操作。其電路原理圖如圖所示。系統(tǒng)報警電路 系統(tǒng)總設(shè)計基于51單片機的HS1101傳感器濕度測控系統(tǒng)，主要由幾個部

24、分組成：傳感器數(shù)據(jù)采集電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，LED報警電路，單片機主板電路等。其程序流程圖如圖所示。開始初始化讀濕度濕度轉(zhuǎn)換濕度比較圖系統(tǒng)(xtng)總流程圖從流程圖可以知道，本系統(tǒng)在設(shè)計過程中包括了幾個子程序：讀濕度子程序，濕度轉(zhuǎn)換(zhunhun)子程序，計算濕度子程序，比較子程序。本系統(tǒng)(xtng)的部原理圖如圖4-8所示下面對本次設(shè)計的總電路進(jìn)行說明。首先，AT89S51單片機具有許多特點，其功能強大、I/O接口多，但其內(nèi)部的數(shù)據(jù)暫存存儲器的空間其實是比較小的，當(dāng)用于多位的外圍外接芯片時，會出現(xiàn)內(nèi)部RAM使用不足的狀況。所以，在本系統(tǒng)設(shè)計中，考慮到目前只是計劃應(yīng)用于較小的機房中，監(jiān)測點不

25、多，因此本文沒有對片內(nèi)RAM進(jìn)行擴展或是改換單片機的型號。在實際編程中實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能應(yīng)該沒有太大的障礙。AT89S51具有4個I/O接口，它們分別是P0口、P1口、P2口和P3口。本文進(jìn)行設(shè)計時只是用到了其中的部分接口，與本系統(tǒng)的其它部分進(jìn)行連接，分別實現(xiàn)了不同的功能。例如：P1.0口通過電阻用于LED的外接；P2.0和P0所有接口接ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器等等。8051的接口通過非門與ADC0809的EOC接口相接，通過兩個或非門跟ADC0809的START、ALE和OE相連，這樣就可以使得8051可以通過讀寫控制線來控制輸入通道地址的鎖存、啟動和輸出允許。NE555電路中的參數(shù)選擇為：R

26、11K、R2499K、R3576K、R4909K。其中R1與555的頻率輸出引腳相連，起輸出短路保護(hù)作用，防止輸出電流過大。R4是用作555定時器內(nèi)部溫度補償?shù)?，其?yīng)該具有1%的精度。由于這里采用的是Texas Instruments生產(chǎn)的NE555，所以根據(jù)微調(diào)R4和R3取值分別為909K和576K。：系統(tǒng)(xtng)總原理圖單片機與PC間的串行通訊(tngxn)RS-232-C接口(ji ku)計算機與計算機之間或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。其中串行通訊基于它本身的使用線路少、成本低等多個優(yōu)點而被廣泛使用。RS-2323-C接口是目前最為常用的一種串行通訊

27、接口。它是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)采用25個引腳的連接器其電氣特性是：邏輯“1”，-5-15V；邏輯“0”，+5+15V。噪聲容限為2V。其物理特性有：傳輸線采用屏蔽雙絞線，傳輸電纜的長度最大為50英尺。RS-232-C接口也有其不足的地方，主要有：接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片；傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps；接口的共地傳輸模式容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性比較弱；傳輸距離有限等。單片機和PC通信(tng xn)連接PC機作為上位機，它是對單片機進(jìn)

28、行(jnxng)各種各樣的管理和控制的。本系統(tǒng)在實際設(shè)計和編程過程中，對AT89S51和PC機的通信采用了單電源電平轉(zhuǎn)換器ICL232。對于AT89S51的發(fā)送和接收，其間的通訊協(xié)議如下10：通訊波特率為4800b/s，晶振為12MHz，其中T1為方式2,可以(ky)計算得到TH1為F3H和SMOD為1。系統(tǒng)采用串行口方式3,字符格式為1位起始位、8位數(shù)據(jù)位（低位在前）、1位停止位和TB8=0。發(fā)送或接收數(shù)據(jù)塊起始地址存放單元為41H和40H，其中41H為數(shù)據(jù)塊起始地址高字節(jié)存放單元，40H為數(shù)據(jù)塊起始地址低字節(jié)存放單元；數(shù)據(jù)塊長度存放單元為32H和31H，其中32H為數(shù)據(jù)塊長度高字節(jié)存放單元

29、，31H為數(shù)據(jù)塊長度低字節(jié)存放單元。8051串行口以中斷方式進(jìn)行發(fā)送和接收，發(fā)送時先發(fā)數(shù)據(jù)塊起始地址低字節(jié)和高字節(jié)，然后發(fā)送數(shù)據(jù)塊長度的低字節(jié)和高字節(jié)，最后發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)長度高字節(jié)和低字節(jié)由主程序在發(fā)送前先調(diào)入R2和R3中。其發(fā)送和接收子程序的流程圖如圖所示。標(biāo)記寄存器R2初始化定時器T1為方式2設(shè)定T1初值啟動T1工作串行口為方式3開中斷等待串行口中斷標(biāo)記寄存器R2初始化定時器T1為方式2設(shè)定T1初值啟動T1工作串行口為方式3，允許接收并開中斷等待串行口中斷 （a）發(fā)送(f sn)子程序流程圖 （b）接收子程序流程圖 RS232發(fā)送(f sn)與接收流程圖本系統(tǒng)(xtng)在Keil uVi

30、sion2中使用匯編程序來對發(fā)送和接收子程序?qū)懗龊唵蔚某绦蚯鍐?。發(fā)送子程序的清單：ORG 1000HMOV R0,#03HORL PCON,#80H ;設(shè)定SMOD1MOV TMOD,#20H ;設(shè)定T1為方式2MOV TH1,#0F3H ;設(shè)定T1值MOV TL1,#0F3HSETB TR1 ;啟動T1工作MOV SCON,#0E0H ;串行口方式3,禁止接收MOV IE,#90H ;開串行口中斷MOV SBUF,#77 ;數(shù)據(jù)塊始址送發(fā)送緩沖器WAIT1: JB ES,WAIT1 ;等待串行口中斷RET接收子程序的清單：MOV R0,#03H MOV TMOD,#20H ;設(shè)定T1為方式2

31、MOV TH1,#0F3H ;設(shè)定(sh dn)T1初值MOV TL1,#0F3H SETB TR1MOV SCON,#0FOH ;啟動(qdng)T1工作MOV IE,#90H ;開串行口中斷(zhngdun)WAIT2: JB ES,ATIT2 ;等待串行口中斷RET 結(jié) 論鑒于當(dāng)前的基于單片機的測控系統(tǒng)中，溫度測控有著廣泛的應(yīng)用來成熟的技術(shù)，本課題在提出時是基于另一個新穎的角度濕度測控。濕度測控雖然提出較早，但由于其應(yīng)用的廣度和技術(shù)的瓶頸，其發(fā)展速度有些滯后，除開在溫室種植和大型重要倉庫中有著重要的地位外，在其它地方往往得不到重視。本文針對平常的實驗室的室內(nèi)濕度的測控作為出發(fā)點，將多種信息處理技術(shù)和總線通信技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了一套實時的、全面的、可靠的室內(nèi)濕度測控系統(tǒng)。本設(shè)計具有多個特出的方面。在本系統(tǒng)中，采用了模塊化、層次化設(shè)計。單片機與監(jiān)控計算機之間采用RS232總線通信標(biāo)準(zhǔn)，用簡單、高效的通信電路實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的讀取。能過計算機的實時監(jiān)測，能夠迅速對信息進(jìn)行采集、報警和處理。并能夠存儲大量的數(shù)據(jù)供