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根据单片机的湿度检测体系电路模块规划

  本体系经过单片机AT89C51及其各种接口电路来完结湿度的检测。其作业原理是: 电容式相对湿度传感器的容值跟着湿度的改变而线性的改变,经过信号检测和转化电路将改变的电容转化成与…

  本体系经过单片机AT89C51及其各种接口电路来完结湿度的检测。其作业原理是: 电容式相对湿度传感器的容值跟着湿度的改变而线性的改变,经过信号检测和转化电路将改变的电容转化成与之对应的改变的电压,再由A/D转化器把模仿电压信 号转化为数字信号并送入到单片机中,单片机对收集到的信号进行滤波处理并经过查表得到实践丈量的湿度值,之后经过单片机的各外部接口电路显现该湿度值,或 经过其与上位机的接口把此值送入到上位机进行保存及打印等操作。

  键盘操控电路规划

  键盘电路是单片机运用体系最常用的人机接口电路,用它能够完结湿度值的设定、移位、加1、减1、清零、前翻页、和后翻页等功用。但它往往要占用较多的 I/O端口。在本湿度检测体系中,除了把一个独立的按键用作开端键外,利用了一种新式的键盘电路,它能够最大极限地削减键盘电路对I/O端口的占用。这种电路能够使按键次数到达16个,其软件处理运用了端口拜访和扫描检测两种办法,一起因为选用了组合逻辑来直接对端口进行读取,因而极大地简化了程序的处理进程,一起也节省了名贵的存储器和CPU运算资源。键盘操控电路如图2所示。

  

  图2 键盘操控电路

   LED显现电路规划

  在本体系中,因为该湿度计还要进行信息的实时显现,所以规划了LED显现电路。该电路由三端可调集成稳压器(LM317)、晶体管(NPN)、串行输入/8位并行输出的移位寄存器(74LS164)、显现器(共阳极LED)和电阻构成,电路图如图3所示。

  

  图3 显现操控电路

  该显现操控电路中单片机串行口作业方式为0,即为8位移位寄存器,TXD为同步信号输出端,RXD为串行数据输出端,选用在串行口接串行输入/8位并行输 出的移位寄存器74LS164来驱动LED显现器。可是因为74LS164无并行输出操控端,在串行输入进程中,其输出端的状况会不断改变,故在某些运用 场合,在74LS164与输出设备之间还应加上可控的缓冲级(如三态缓冲器74LS244),以使串行输入进程完毕后再输出。而这里是经过操控NPN晶体 管的导通与截止和LM317,来操控显现器(LED)共阳极电位的凹凸,然后操控显 示器的亮暗,也就是在数据传输进程中显现器暗、在数据传输完毕时显现器亮。因为74LS164在低电平输出时,答应经过的电流可达8mA,故不需要再加驱 动电路。经过电位器RP2调整脚2的输出电压,可使LED的显现亮度均匀在线可调,并且能够节省很多限流电阻。

  电源操控电路规划

  电源电路是给电子设备供给必要的电源能量的电路,就输入和输出而言,在%&&&&&%中首要运用的是由沟通(AC)220V,50/60Hz的市电转化成直流电。该部分电路由降压、整流、滤波、稳压四部分组成,其电路图如图4所示。

  

  图4 电源操控电路

  在规划稳压部分时,依据电路对电源要求的不同而挑选不同的稳压电路,因为A/D转化器(TLC1549)、看门狗守时器(X25045)、三端可调集成稳 压器(LM317)、单片机(AT89C51)要求电源电压的稳定性较高,所以选用了三端固定式集成稳压电路(78H05);因为丈量电路和频率/电压转 换器对电源要求不太高,所以别离选用稳压管给它们供电;因为A/D转化器的基准电压(REF+)对电源要求十分高,所以选用精细基准电压源 (LM336-5.0V)供电。

  湿度检测和传送电路的规划

  湿度检测和传送电路的作用是将被检测出的湿敏元件参数的改变转化成电压改变使其能满意A/D转化电路的要求。该部分电路由自激多谐振荡器、脉宽调制电路和频率/电压转化器LM2917电路组成。电路的原理图如图5所示。

  

   图5 湿度检测和传送电路

  LM2917是一种单片集成频率/电压转化器,芯片中包含了一个高增益的运算扩大器/ 比较器,内含的转速计运用充电泵技能,对低纹波具有频率倍增功用。尽管假如对频率量f直接由单片机体系进行频率检测,而省去f/v转化和A/D转化是可行 的。但关于电容扩大后,使得7555时基%&&&&&%的输出频率在6~4.48kHz,总有一基值频率为4kHz,使得直接测频计数的有用位削减。再者电容扩大器 又存在温漂问题使得频率值有所动摇。形成丈量误差而影响精度。因而本检测体系仍是选用了f/v转化和A/D转化电路。

  本体系选用了高精度的%&&&&&%式相对湿度传感器,在体系运转稳守时,湿度丈量规模为0~100%RH。体系还充分利用了AT89C51单片机本身的软硬件资 源,具有智能化、可编程、小型便携等长处,因而只需选用不同的湿度传感器,并修正相应的软件操控程序,本检测体系就可运用在环境保护、工业操控、农业生产 以及军事等方面,可见其具有十分广泛的运用远景。因为该体系首要是湿度的检测而触及湿度的操控比较少,所以在操控方面有待进一步研讨

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