電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文室內(nèi)溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的研究

電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文室內(nèi)溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的研究公司領(lǐng)先推出8位機(jī)-48系列,1980年又推出了內(nèi)部功能單元集成度強(qiáng)的位機(jī)-51系列產(chǎn)品,其性能大大超過并取代了-48系列產(chǎn)品。

如計(jì)算速度為-48系列的10倍,時(shí)鐘12時(shí)鐘指令周期可為1。

由于8位機(jī)可以一次處理一個(gè)Ⅱ碼,因而一問世便顯示出其強(qiáng)大的生命力,廣泛應(yīng)用于顯示、終端鍵盤、打印、字處理、工業(yè)掌握等。

雖然再8位機(jī)進(jìn)展應(yīng)用過程中消失了16位機(jī)、32位機(jī),乃至64位機(jī),但是8位機(jī)仍以它的價(jià)格低廉、品種齊全、應(yīng)用軟件豐富、支持環(huán)境充分、開發(fā)便利等特點(diǎn)而占據(jù)著單片機(jī)市場的主導(dǎo)地位。

所以各大芯片生產(chǎn)廠家商紛紛生產(chǎn)與-51兼容或不兼容的單片機(jī)產(chǎn)品。

,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。

單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程掌握等領(lǐng)域,大致可分如下幾個(gè)范疇:1在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、掌握功能強(qiáng)、擴(kuò)展敏捷、微型化和使用便利等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于儀器儀表中,結(jié)合不同類型的傳感器,可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。

采納單片機(jī)掌握使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化,且功能比起采納電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。

2在工業(yè)掌握中的應(yīng)用用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的掌握系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化掌握、各種報(bào)警系統(tǒng),與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)掌握系統(tǒng)等。

3在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說,現(xiàn)在的家用電器基本上都采納了單片機(jī)掌握,從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備,五花八門,無所不在。

4在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口,可以很便利地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用供應(yīng)了極好的物質(zhì)條件,現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)靈能掌握,從手機(jī),電話機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話,集群移動(dòng)通信,無線電對(duì)講機(jī)等。

5單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛,例如醫(yī)用呼吸機(jī),各種分析儀,監(jiān)護(hù)儀,超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等6在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用某些專用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能,從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用,而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

在大型電路中,這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯(cuò)誤率,也便利于更換。

此外,單片機(jī)在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領(lǐng)域都有著非常廣泛的用途。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)經(jīng)過上面的總體方案和實(shí)施措施的爭論后可以開頭著手硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),硬件系統(tǒng)是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)依據(jù)總體功能和性價(jià)比及其運(yùn)行速度等因素的考慮,選用-51系列的8951為主機(jī),滿意上面的要求而且設(shè)計(jì)便利,不需要再存儲(chǔ)擴(kuò)展。

-51系列單片機(jī)主要包括基本型產(chǎn)品803180518751對(duì)應(yīng)的低功耗型803180518751和增加型產(chǎn)品803280528752。

雖然他們是8位的單片機(jī),但是具有品種全、兼容性強(qiáng)性能價(jià)格比高等特點(diǎn)且軟硬件應(yīng)用設(shè)計(jì)資料豐富齊全已為我國廣闊工程技術(shù)人員所熟識(shí)和把握。

在20世紀(jì)80年月和90年月,-51系列單片機(jī)是在我國應(yīng)用最為廣泛的單片機(jī)機(jī)型之一。

中心微處理器8951:8951是一個(gè)低功耗,高性能8位單片機(jī),片內(nèi)含4-的可反復(fù)擦寫1000次的只讀程序存儲(chǔ)器,器件采納公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)-51指令系統(tǒng)及8051引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中心處理器和存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的8951可為很多嵌入式掌握應(yīng)用系統(tǒng)供應(yīng)高性價(jià)比的解決方案。

8951具有如下特點(diǎn):40個(gè)引腳,4片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,128的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,32個(gè)外部雙向輸入輸出口,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷,2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門狗電路,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。

此外,8951設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率,并可通過軟件設(shè)置省電模式。

空閑模式下,暫停工作,而定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可連續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。

同時(shí)該芯片還具有、等三種封裝形式。

8951單片機(jī)綜合了微型處理器的基本功能。

根據(jù)實(shí)際需要,同時(shí)也考慮到設(shè)計(jì)成本與整個(gè)系統(tǒng)的精致性,所以在本系統(tǒng)中就選用價(jià)格較低、工作穩(wěn)定的8951單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的掌握器。

8951單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都以時(shí)鐘信號(hào)為準(zhǔn),有條不紊、一拍一拍地工作。

因此時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度,時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性8951。

單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成震蕩的高增益反相放大器,它的輸入端為芯片引腳1,輸出端為2。

這兩個(gè)引腳跨接石英晶體和微調(diào)電容,構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自己振蕩器。

外部時(shí)鐘方式時(shí)外部時(shí)鐘電源直接接到1端,2端懸空。

復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作,只需給8951的復(fù)位引腳加上大雨2個(gè)機(jī)器周期即24個(gè)時(shí)鐘震蕩周期的高電平就可使8951復(fù)位。

復(fù)位電路通常采納上自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。

上電復(fù)位是通過外部復(fù)位電路給電容充電加至引腳一個(gè)短的高電平信號(hào),對(duì)電容的充電過程而漸漸回落,即引腳上的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。

因此為保證系統(tǒng)能牢靠地復(fù)位,引腳上的高電平必需維持足夠長的時(shí)間。

按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平和脈沖兩種形式。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),軟件部分主要包括溫度采集子程序、濕度采集子程序、轉(zhuǎn)換子程序、液晶顯示子程序、2402存儲(chǔ)子程序以及主程序內(nèi)按鍵模式選擇程序。

首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化,主要是給主要函數(shù)賦初值及液晶初始化等。

然后在循環(huán)中調(diào)用各個(gè)子程序,實(shí)現(xiàn)溫濕度監(jiān)控的各個(gè)功能。

由于1001是采集的模擬量信號(hào),所以必需經(jīng)過單片機(jī)的轉(zhuǎn)換,將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),再通過濕度值與電壓信號(hào)的比值,通過公式將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成濕度值。

在轉(zhuǎn)換過程中需要留意的是1001的0%~100%的濕度值,對(duì)應(yīng)的電壓值是0~3的電壓,所以在計(jì)算過程中就不能直接將單片機(jī)板子上的5電壓帶進(jìn)公式計(jì)算。

在本次的數(shù)據(jù)換算中,其轉(zhuǎn)換器是十位的,所以在換算電壓時(shí)采納的是高八位,低兩位的換算。

所以采集到的電壓值=*50001024,原來是乘以5,放大1000倍就是乘以5000。

而=_003*256+_。

此時(shí)電壓值的公式為:=1003;10而這時(shí)的才是最終得到的濕度值。

1820是采集的數(shù)字量信號(hào),可以在單片機(jī)內(nèi)直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換再換算成溫度。

1820采納的是9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式,能在750完成12位的數(shù)字量,其中9位的讀數(shù)方式更快,更便利。

分別將采集到的溫度上下限值整合成一個(gè)16位的溫度值,可以通過查表法或者公式法進(jìn)行換算,本設(shè)計(jì)采納二分法,調(diào)用子程序,將采集到的溫度值和濕度值通過芯片內(nèi)的讀寫操作,把其溫度值和濕度值存儲(chǔ)在芯片內(nèi),調(diào)用查詢函數(shù),讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),顯示到液晶上面。

2402的存儲(chǔ)地址范圍為0000~07,系統(tǒng)的每一次存儲(chǔ)占用2402內(nèi)的5個(gè)地址,在不重復(fù)檫除地址存儲(chǔ)的狀況下,芯片內(nèi)可以存儲(chǔ)409個(gè)數(shù)據(jù)。

液晶顯示主要包括文字和數(shù)字的顯示,通過選擇不同按鍵隨即顯示不同頁面,并對(duì)上一頁面進(jìn)行清屏和地址回歸于左上角。

在顯示實(shí)時(shí)溫濕度界面時(shí),采納設(shè)定標(biāo)志位的方式在循環(huán)內(nèi)對(duì)屏幕進(jìn)行刷屏推斷標(biāo)志位后進(jìn)入顯示頁面,這種方式可以減小數(shù)據(jù)跳變的頻率,使之能夠平穩(wěn)顯示。

可以在不同的界面利用按鍵來顯示其他的界面或者進(jìn)行界面操作