1、94/103摘要社會向前走的越來越快，人們在生產活動中對物資的存儲質量越來越看重，因此對物資存儲的環境也相對的更加看重了 。而防潮 、霉、腐、爆是我們倉庫日常治理的重心，也是評判倉庫好壞的決定性參數 。因為它直接決定了倉庫儲物的安全與否 。為了維持良好的儲物環境，因此對倉庫的溫度和濕度的監測與操縱也就成了重中之重。過去倉庫里面測量溫度和濕度的方法是：濕度表，溫度計，濕度紙等，人工進行監測，溫度高了就降溫，濕度高了就通風，這些方法不僅工人成本高，而且還不能實時的監測倉庫的溫度和濕度。當倉庫溫濕度不符合要求的時候也不能及時的進行更改，因而倉庫儲物的質量得不到足夠的保證。因此大伙兒需要一款成本低、使

2、用簡單，能夠精確測出溫濕度，同時對溫濕度不符合標準的倉庫及時做出反應的溫濕度監控系統。現在單片機在我們生產生活的過程當中所占的比重越來越大，其作用也越來越被大伙兒所認可，基于單片機的倉庫溫濕度監控系統由此而生。本設計的要緊研究內容為：基于89C51單片機的監控系統，溫度采集；濕度采集；語音報警；溫濕度顯示。相比于過去的溫濕度采集方式而言，有測量精確，測量范圍寬，讀數方便等特點。關鍵詞：89C51單片機；溫度傳感器；濕度傳感器；溫濕度顯示；語音報警AbstractSociety forward faster and faster, people in the production of mate

3、rials storage quality are more and more important, so the material storage environment is relatively more important. And moisture, mildew and rot, blasting is the focus of our warehouse daily management, also is good or bad the decisive parameter evaluation warehouse. Because it directly determines

4、the safety of the warehouse storage or not. In order to maintain a good storage environment, so the temperature and humidity monitoring and control of the warehouse have become top priority. Inside the warehouse to measure the temperature and humidity of the method is: hygrometer, thermometer, moist

5、ure of paper, such as artificial monitoring, high temperature cooling, and ventilation to humidity is high, cost is high, the method not only workers but also cannot be real-time monitoring of the temperature and humidity of warehouse. When the warehouse temperature and humidity is not in conformity

6、 with the requirements cant timely make changes, and thus the quality of the warehouse storage is not enough.So we need a low cost, simple to use, can accurately measure temperature and humidity, and temperature and humidity do not conform to the standard of warehouse to respond in a timely manner o

7、f the temperature and humidity monitoring system. Microcontroller in the process of our production and living now accounts for more and bigger, the effect is becoming more and more recognized by everyone, the warehouse temperature and humidity monitoring system based on single chip microcomputer com

8、es.The main research content of this design is: monitoring system based on 89 c51, temperature acquisition; Humidity acquisition; Voice alarm; Temperature and humidity display. Way of collecting the data of temperature and humidity than in the past, the measurement precision, wide measuring range, e

9、asy reading, etc.Key words: 89C51; the temperature sensor; Humidity sensor; Temperature and humidity display; Voice alarm目錄摘要.Abstract第一章緒論.11.1選題背景.11.2設計過程及工藝要求2第二章方案的比較22.1溫度傳感器的方案選擇.22.2濕度傳感器的方案選擇.32.3信號采集通道的選擇.4第三章系統總體設計.63.1信號采集73.1.1溫度傳感器.73.1.2 濕度傳感器.133.1.3 多路開關.153.2 信號分析與處理.173.2.1 A/D轉換.

10、173.2.2 AT89C51簡介.213.2.3 工作方式.273.2.4 數據存儲器的掉電愛護.283.2.5 系統時鐘的設計.283.3顯示與報警.293.3.1顯示電路.293.3.2報警電路.29第四章軟件設計.31結論與展望.35參考文獻36附錄A38附錄B39第一章 緒論1.1選題背景電子學和計算機科學等技術的快速進展革新了傳統的儀器和測量方法，給我們的時代插上了騰飛的翅膀。傳統的測量儀器精度不高、苦惱、智能化低、人工成本也大，現代測量技術和智能儀器的進展給我們的生活帶來了翻天覆地的變化，極大的提高了生產力 ，同時降低了邊際成本。傳感技術是現代測量技術和智能儀器的基礎。傳感技術越

11、來越先進，現在的傳感技術不僅能夠在專門多種復雜惡劣的環境下使用，穩定性良好，而且精度相當高。現在的傳感器和里面的結構都微型化了，做工也越來越周密，工藝也越來越精湛。使得傳感器逐漸從傳統結構向以微機械加工的微結構技術方向進展。隨著傳感器的進展，傳感器的功能逐漸變多，同時越來越可靠、耐用，能夠適應各種環境，在各種環境下使用。同時，現在的傳感器越來越趨于集成化，所謂集成化確實是由一種功能向多種功能進展，也確實是講現在的傳感器器相關于傳統的傳感器而言具備了同時檢測幾種參數的能力。近年來，智能手機進展迅猛，現在除了老人用非智能手機以外，年輕的一代差不多都用上了智能手機，因此現在非智能手機被稱為老人機，因

12、為只有老人使用。因此我這并不是嘲諷老人，我只是想講智能手機的普及，和傳感器的智能化有著千絲萬縷的關系。不僅僅是手機，現在家用電器都走上智能化道路了，這些技術以后一定會進展的越來越成熟。還有一個新興名詞，確實是傳感器的網絡化。所謂傳感器的網絡化確實是把傳感器和通信技術相結合，實現網絡傳輸數據，同時能夠遠程傳輸。這得益于我們通信技術的快速進展。隨著我們時代的快速進展，社會的競爭加劇。商家對成本的管控也越來越看重，倉庫里面的環境假如做的好，是有利于產品的長期存放的，同時會減小不必要的損失。反之，假如倉庫的環境不利于產品存放，或者由于某些緣故，對倉庫的治理不夠到位 ，導致倉庫的溫度或者濕度等指標達不到

13、要求，則會導致產品質量受損，造成不必要的損失。同時過去專門多倉庫里面的溫濕度差不多上差不多上有人工去測量的，如此的有幾個有缺陷的地點，比如費時費勁、不能時時監測、成本高等等。因此，市場上需要一種造價比較低、操作簡單而且能夠做到精準測量的測量儀器。1.2設計過程及工藝要求一，功能 監測溫濕度 顯示溫濕度 過限報警二、技術參數 溫度檢測范圍 ： -30+50 測量精度 ： 0.5 濕度檢測范圍 ： 10%-100%RH 測量精度 ： 1%RH 顯示方式 ： 溫濕度四位顯示 報警方式 ： 三極管驅動的蜂鳴音報警第二章方案的比較單片機作為測控系統的核心，任何系統都要有信號的輸入通道，單片機收到信號以后

14、對信號進行分析與處理。因此站在系統的角度來講，準確的獵取外界信息是最重要的，假如信息獵取的不夠準確，那后面的信息的分析與處理也就沒有任何意義了，系統也就不能夠準確的對信息做出反應了。因此準確的獵取被測量信息是至關重要的一環。關于獵取信息，非傳感器莫屬，我們一切的電子信息，差不多上差不多上來自于傳感器，差不多上靠傳感器去監測各種數據，完了以后傳達給系統的分析層，分析完了以后接著對信息進行處理。因此選用的傳感器一定要符合要求，符合我們所需要的各種各樣的條件，同時要準確。2.1溫度傳感器的方案選擇方案一：熱電阻溫度傳感器。原理是利用電導體的電阻隨溫度變化的屬性制作而成的溫度測量器件。這種測溫器件精度

15、較高，測量的范圍也比較大，同時能夠遠距離測量。但是這種測溫器件里面的電阻一般是金屬，有些依舊稀有金屬，如此的話就有一些缺點了。比如抗氧化性不能滿足條件啊，價格高啊，性價比不高，電阻率不能滿足要求等等。鉑電阻能夠滿足精度和溫度系數的要求，然而價格貴，不利于廣泛的普及。銅電阻溫度系數滿足要求，價格不不貴，但是它的電阻率低。同時銅電阻的抗氧化能力不強。方案二：AD590。AD590是美國ANALOG DEVICES公司的單片集成兩端感溫電流源，其輸出電流與絕對溫度成比例。在4 V至30 V電源電壓范圍內，該器件可充當一個高阻抗、恒流調節器，調節系數為1 A/K。片內薄膜電阻通過激光調整，可用于校準器

16、件，使該器件在298.2K (25C)時輸出298.2 A電流。AD590適用于150C以下、目前采納傳統電氣溫度傳感器的任何溫度檢測應用。低成本的單芯片集成電路及無需支持電路的特點，使它成為許多溫度測量應用的一種專門有吸引力的備選方案。應用AD590時，無需線性化電路、周密電壓放大器、電阻測量電路和冷結補償。除溫度測量外，還可用于分立器件的溫度補償或校正、與絕對溫度成比例的偏置、流速測量、液位檢測以及風速測定等。AD590能夠裸片形式提供，適合受愛護環境下的混合電路和快速溫度測量。AD590特不適合遠程檢測應用。它提供高阻抗電流輸出，對長線路上的壓降不敏感。任何絕緣良好的雙絞線都適用，與接收

17、電路的距離可達到數百英尺。AD590測量熱力學溫度、攝氏溫度、兩點溫度差、多點最低溫度、多點平均溫度的具體電路，廣泛應用于不同的溫度操縱場合。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，常用于測和氣熱電偶的冷端補償。2.2濕度傳感器的方案選擇濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件要緊有電阻式、電容式兩大類。濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時，濕敏電容的介電常數發生變化

18、，使其電容量也發生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。電子式濕敏傳感器的準確度可達2-3%RH，這比干濕球測濕精度高。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環境中，專門容易被污染而阻礙其測量精度及長期穩定性。方案一：HOS-201濕敏傳感器。它是高濕度的開關型的傳感器：工作電壓：1V的交流電以下頻率是：50HZ-1000HZ測量的濕度范圍是：0-100%RH工作時的溫度范圍：0-50阻抗：在濕度為75%RH、標準溫度為25時阻抗為1MHOS-201濕敏傳感器本來是一種開關用圖的傳感器，它能夠用來在低頻帶內進行測量，因此它一般是去判定在某一特定值之上或下的目標電

19、平。此外，HOS-201濕敏傳感器僅僅是在一定條件下滿足函數屬性，專門多的生產實踐中都有用到這種屬性。方案二：HS1100/HS1101濕度傳感器。這種溫度傳感器是全互換性，既在標準環境下不需校正；它能夠長時刻飽和下快速脫濕；還能夠自動化焊接，包括波峰焊或水浸；HS1100/HS1101濕度傳感器擁有良好的穩定特征；濕度范圍： RH 0-100 %RH曲線精度：(10%-90%) +/-2 %RH漏電流： Ix 1 nA溫度效應： Tcc 0.04 pF/平均靈敏度：(33%75%RH) C/%RH 0.34 pF/%RH響應時刻：小于5S電容量：16pF-200pF誤差：小于2%RH（精度專

20、門高）HS1100和HS1101分不是頂部接觸和側部接觸，能夠比較方便的在生產活動中使用。現在的專門多工廠的生產都差不多走向智能化的道路，傳感器功不可沒。通過對比發覺：方案一盡管準確度上符合要求，它也能夠測得足夠寬，但是它僅在某個區域內滿足函數關系，我們能夠多去使用這種特征。只是它的溫度范圍在那個地點不適合。因此，此次試驗使用方案二。2.3信號采集通道的選擇本次畢業設計，輸入的是信號，信號是溫度信號。本次設計的信號是雙通道的。同時屬于模擬信號。因此要求是多路的構造。信號采集通道的選擇方面，要緊有兩種選擇，一種是并行式的(如圖2-1)，還有另外一種確實是分時式的（如圖2-2）。兩種通道各有各的特

21、點。并行通道目前差不多廣泛應用于多個領域，比如：智能終端，大數據處理，物聯網，云服務，流量計算等等。所謂并行性確實是指一個器件能夠同時做兩件或兩件以上的情況。因此并行性幾乎存在于各個系統，因為生產活動中一般都會有大量的數據都需要實時的進行傳輸。多路并行模擬輸入通道能夠大大地降低我們的成本，另外這種模擬輸入通道比較簡單，設計起來并不難。A/D轉換器采樣/保持器信號調理電路信號調理電路A/D轉換器A/D轉換器采樣/保持器信號調理電路信號調理電路多路分時模擬輸入通道。所謂分時，確實是指某一資源能夠供給多方使用。就好比一臺電腦能夠連接耳機、鼠標、U盤等多個終端，這確實是分時的一種方式。多路分時模擬通道

22、的設計比較復雜，運行的速度也不夠快，對采樣保持電路和模擬數字轉換器的要求也比較高。但是通過對比，結合本畢業設計，發覺第二種通道更加符合要求。我們能夠通過下面的框圖來做個比較。A/D轉換器采樣/保持器信號調理電路信號調理電路A/D轉換器A/D轉換器采樣/保持器信號調理電路接口接口CPUCPU采樣/保持器接口采樣/保持器接口. . . . . . . . . 接口接口圖2-1多路并行模擬量輸入通道CPU接口A/D轉換器采樣/保持器信號調理電路信號調理電路信號調理電路多路切換器CPU接口A/D轉換器采樣/保持器信號調理電路信號調理電路信號調理電路多路切換器圖2-2 多路分時的模擬量輸入通道第三章 系

23、統總體設計此次畢業設計是基于單片機的倉庫恒溫恒濕監控系統的設計。溫度傳感器會隨著倉庫溫度的變化而產生不同的電信號，電信號會傳輸給處理系統，處理系統會對同意到的電信號做出反應（升溫，降溫或者保持）。濕度傳感器會隨著倉庫濕度的變化而產生不同的信號，信號同樣會傳輸給處理系統，處理系統也會依照同意到的電信號而做出反應（加濕，降濕或者保持 ）。如此一來，就能夠隨時保持我們倉庫里面的溫度和濕度都處在最適宜存儲的狀態。本畢業設計是一套基于89C51單片機為核心的監控系統。詳細請參圖3-1系統框圖AT89C51CD4051多路開關AT89C51CD4051多路開關MC14433A/D轉換AD590溫度檢測串行

24、口LED顯示報警電路CD4051多路開關HS1100濕度檢測報警電路CD4051多路開關HS1100濕度檢測命令鍵輸入命令鍵輸入圖3-1 系統總體框圖 由上框圖能夠看出，本次畢業設計思路清晰：由信號的收集分析最后的處理。環環相扣，每一步都專門重要。精確的信號收集，把收集到的信號傳遞給單片機，單片機收到信號以后，再進行分析，最后把結果發送給顯示器或者報警器。3.1信號采集3.1.1溫度傳感器本次畢業設計的溫感是AD590。由美國一家公司制造的。它的電流和溫度滿足函數線性關系，也確實是講一個溫度對應一個電流。這種溫感的阻抗相當高。同時又能夠起到恒流的作用。這種器件是單片集成型的。兩頭都能夠感受溫度

25、。AD590在適合在常溫下使用。當其所在環境超過150C，過高的時候，它就不能正常工作了。只要是在那個溫度點下，它能夠用來做任何監測。另外，它的成本相當低。同時是單片集成型。它又不要求有支撐 ，因此現在在狠多的領域里面都有用到 ，是用途專門廣泛的一款。AD590要進入工作狀態的時候，它對電路的門檻要求專門低，這就更有利于它的推廣與普及。AD590不僅僅在測溫上有專門高的造詣。它還能夠檢測專門多物理量，比如風速。它還有一個專門強大的功能，確實是在一定的條件下，能夠高速的測溫，同時專門有效率。由于它能夠具有專門高額的電阻，它所占的電壓比例大，流過它的電流小，因此它能夠用來進行一些遠程方面的操作。電

26、流小，一般絕緣的材料差不多上能夠使用。它監測的范圍專門廣，能夠長達幾百米。還有一個專門重要的特點，它能夠幾條通道復流。關于AD590來講，常溫下的溫度，它差不多上都能勝任，同時精度專門高。由于它的Ir/T=1，因此它具有專門好線性關系，方便計算，減少了大量的中間程序。AD590能夠感受的范圍專門廣：-55C150 C。常溫下的溫度差不多上都能夠測量，不僅僅能夠在一般的地區使用，而且在極地也能夠使用。這是相當強大的。AD590作為一個弱電器件，其能夠承受的電壓也是專門大的 。耐壓區域：-20V+40V。如此的好處確實是耐用，難以損壞，因為在弱電器件里面，那個耐壓區域太廣了。那么AD590究竟有多

27、耐用了，舉個例子，假如你不小心把它反接了，它也可不能壞。它的輸出電阻也專門小，不到1。AD590還有一個優點，確實是專門精確。只要是在它的測量區域內，誤差縮小到0.3 C。總之AD590集多優點與一身。體積小，用起來容易，適應能力專門強，同時溫度與電流又滿足函數關系。AD590的原理專門簡單，確實是將外部溫度的變化轉化成電流的變化。這一點還有不與熱電阻，但是比熱電阻更加先進，更加科學。流過熱電阻的電流和環境的溫度是相關的，環境的溫度變了，熱電阻里面的電阻的阻值也相應的變化。因此熱電阻里面一般由有這種特性的金屬組成，比如鉑。由此能夠看出熱電阻的造價要貴專門多。相應的，它的可測范圍也大專門多：-2

28、00V+500V。另外這種傳感器的內部結構也不簡單。維護起來也不容易。加之這種傳感器體積比較大。因此這種傳感器一般差不多上用于一些專門場合，而不是常溫。下面我們給出了AD590的原理框圖。見圖3-2。電壓變化電流變化溫度變化電壓變化電流變化溫度變化顯示器AD590測量電路 顯示器AD590測量電路圖3-2AD590的原理框圖AD590工作原理當外界溫度不變時，它的電流不變。現在將它串接一個5-30V的電壓。同時在后面連上1K阻抗。這時候輸出將和輸入成正比。詳細請參見圖3-3.圖3-3 AD590差不多電路圖3-3是PN結溫度傳感器感受溫度部分的核心電路。T1、T2要緊是用來穩定電流。它們的作用

29、是確保上圖中I1和I2一樣。T3、T4為晶休管 。它們的材料是一樣的。作用差不多上用來感受溫度。相比于T4，T3要專門一點。因為它里面的管子要比T4多的多，多N倍。下面是I1的表達式。 I1UBER（KTq）（lnn）R因為它能夠恒流，內部系統也更加安全。同時不的因素也阻礙不了輸出電流。比如電壓、電阻。圖3-3中，R通過激光的處理。對它的阻值進行了校優。因此標準溫度時，能夠測量I。圖3-4 AD590內部電路上圖是AD590的內部電路。T1T4的要緊是穩定電流。T9和T11為晶休管。T7要緊是增加阻抗。T8、T10也是增加阻抗。R5、R6是薄膜工藝制成的低溫度系數電阻。它們會關心出廠前的校正。

30、T6要緊是起到一個愛護的作用，同時保持兩條支路的協調。R1、R2充當一個反饋的作用。同時增加電路中的阻抗。T1、T4要緊增加熱量。C1和R4用來防止寄生振蕩。由圖3-4可知，T9、T10和T11發射極I一樣。I=1/3I總。S發射結：T9/T10=8。S發射結T10=S發射結T11。 T9、T10和R5、R6之間有如下關系。 UBE（R62 R5）I3需要注意的是，I R6 來自于T9。IR5一部分屬于T10，一部分屬于T11。從前面的關系式可知，UBE能夠依照R6和R5來改變自己。也確實是講，只要更改R6和R5，UBE能夠變成對我們有利的值。在上式結合圖3-4能夠看出R5要緊是負責第一步的調

31、整。 R6要緊是進行第二步的調整。圖3-5 AD590實物圖和符號AD590外部是金屬。一共有三個引腳。其中一個接電壓。一個接電流。還有一個不用的。AD590內部比較關鍵的地點要緊是PN結。大伙兒都明白半導體是介于導體和絕緣體之間的材料。半導體在通電的時候，里面專門多的參數溫度對它們的阻礙都比較大。這在專門多情況下差不多上不行的，因為假如如此的話，電流就不穩地。同時也會對那個地點面的器件造成損害。因此每當電路里面有PN結的時候，大伙兒一般盡量的去規避這種損害。但是一旦變成傳感器就不一樣了，這就相當因此將劣勢轉變成了它的優勢。同時使用這種傳感器還具有專門多傳感器所沒有的一些好處。比如它良好的線性

32、關系。比如良好的精確性。AD590溫度傳感器的精確性專門高，這得益于它里面的結構和組成材料。PN結的伏安特性與溫度又剛好具有專門好的相關性 。因此PN結在常溫下的溫度傳感器這一領域才會大行其道。因為它的特性實在是太好了。基于AD590良好的線性關系，它里面的PN結壽命更長，這也講明它的結構更加穩定。二、應用電路下面是AD590的常規應用。要緊是由于其與熱力溫度線性相關性。當R1+R2=1k，有V0依照電流改變1mV/K。然而，因為其增加量和實際的有出入，電阻的改變也不同。因此需要首先需要校正電路。校正方案：將其置于0環境，慢慢調節R2。直到V0=273.2+25=298.2mV。如此才算校正成

33、功。同時其也具有了可觀的精度。圖3-6 AD590應用電路三、攝氏溫度測量電路在上圖中，R2要緊是修正零點。R4要緊是修正LF355。下面是修正方案。將其置于0的環境中。改變R2的值，當V0=0就能夠了。然后再將其置于100的環境中。改變R4的值，當V0=100 mV就能夠了。如此反復進行若干次。當每一次實驗差不多上如此結果，就講明校正成功。然后我們做室溫條件的調節。同理，將其置于25的環境中。反復調制，直到V0=25mV。講明本次校正成功。由于本次校正會有誤差，為了將誤差減小到最小，因此需要多重復進行實驗。四、多路檢測信號為了保證系統的精度 。我們要采納多路電路。使得信息的采集更為準確，僅僅

34、是一路是不夠的。這是我們就能夠用到CD4051了。下圖是硬件方面的。詳細請看下圖。圖3-7 兩路分時的模擬量信號采集電路硬件接口3.1.2 濕度傳感器隨著科技的進展，濕度那個詞差不多不再陌生。濕度確實是空氣中水分子的含量。現代社會有各種各樣的途徑能夠得知濕度。也有了專門多種的儀器。那些儀器都有一個特性。那確實是他們差不多上差不多上通過某種物體里面所含水分子的變化然后引起導電性能的變化。濕度傳感器差不多上確實是按照那個思路制作而成的。下面我們來詳細介紹一下。先講下濕敏器件。它能夠劃分成兩類：阻抗類和電容類。阻抗類的濕敏器件比較簡單。其表面有添加了感濕膜。水分子進入到感濕膜后，濕敏器件阻抗會隨之改

35、變。濕敏器件確實是通過那個原理做成的。濕敏電容類器件，有一個前提，確實是要先改變它的電容。這類器件表面有薄膜電容。同時它是高分子。我們先來介紹濕敏電容類器件工作的原理。一般空氣中都有水分子，空氣中水分子的含量差不多上不穩定的，會變化。這時這種不同會引起該器件內電容量的波動。電容量波動與水分子占空氣的百分比是一種函數線性關系。同時是正相關，也確實是講該種變量增大時，和它相關的變量也隨之增大。其電子式精度專門高：2-3%RH。相關于干濕球，那個專門精良了。這種器件的能夠快速的響應。溫度系數也專門優秀。可測范圍專門廣。另外，既然那個是濕敏電容器件，那么至關重要的一點也確實是電容了。這種器件的電容不僅

36、完全能夠滿足要求，而且精度極高。盡管濕敏器件優點比較多，但是依舊有專門多不盡人意之處。比如線性度不佳。環境適應性不強，容易損壞。因為我們的目的確實是去測量空氣水分含量，如此一來其總歸要放置于空氣里面。現在器件的內部就能夠受到污染。進而阻礙使用價值。我們確實是要讓價值回歸，讓測濕器件的價值回歸。不僅要價值回歸，測試器件的體驗也要回歸。接下來我們全面考量一下HS1100/HS1101濕度傳感器。一、特點首先先介紹優點。HS1100/HS1101濕度傳感器分為兩種：一種是HS1100 ，另外一種是HS1101。前者的接觸面是頂部。后者是測面。這兩款產品都專門先進，差不多上差不多上有專利在里面的。優點

37、：第一個確實是不用一直校正，剛開始做一次就能夠了。其次確實是不像前面講的那些濕敏器件。這種器件它專門穩定，有利于延長使用壽命。第三點確實是這種器件專門安全，專門可靠。這一點是有利于愛護電路的，不容易出故障。減少日后維護的代價。綜合以上優點，它在頻率輸出那一塊上比較占優勢。在線性電路上面使用也專門多。隨著現在科技水平的提高，自動化程度也越來越高。這種器件的普及程度也越來越高。二、測量濕度電路在電路中，首要注意的問題確實是如何準確的進行多個量的轉變。這就需要我們能夠找到這其中的關聯性。HS1100/HS1101這種器件放到線路上去了，阻礙依舊蠻大的。因為它怎么講是個電容。同時它的電容是會波動的。環

38、境中水分子所占總量程度波動了，它也會跟著發生相應波動。電容通常會對線路環境產生作用。同時一般決定性的，其加入會改變電流。我們考慮的確實是如何進行關連量之間的傳換。由電容到電流。或者由電容到電壓。下面我們來介紹下這種轉變。一般是這兩個方案。 第一種是將濕敏放入濾波電路中。現在的電流不穩定，為了得到穩定的電流。我們需要用到整流。那個步驟做完，電流就轉換成直流了。然而這時候的電流專門弱。因此要用到放大器。現在我們得到確實是我們需要用的電信號了。再接著通過A/D器件以后就能夠了。第二種方法是使用反比電路。用這種電路進行頻率上的交接。此種做法的好處確實是信息能夠被立即使用。因此由水分百分比改變而帶來的電

39、容的改變，經反比電路成為我們所需的信號。三、多路檢測此次濕度獵取分成六路。因此我們需要CD4851。由它組建多個線路，再去對水分子含量進行采集。詳細見圖3-8。圖3-8 兩路分時的模擬量信號采集電路硬件接口3.1.3 多路開關因為此次畢業設計里面，有兩個參數：溫度、濕度。這兩個參數要想得到有效的操縱，就必須要用到那個器件。多路開關，俗稱“多路轉換器”。此類轉換器里面一般存在多通道可供輸入。還有一個共用端口。能夠對實際的通道與端口進行模擬。當有數據從多端口進入，結果會從共用端輸出。因此它能夠做到多個端口到一個端口的連結。假如數據從共用端進入，則會從多端口分離。因此由此可見，多路轉換器能夠進行數據

40、的正反向傳輸。在多路轉換器這一塊，本次畢業設計使用的是CD4851。它能夠模擬數據開關。同時是八通道的，能夠操縱多重端口，同時它的使用方面也專門方便。因為其在靜態的狀況下專門省電，因此通常不要關電源。CD4851有多端口，多通道。其內部構造詳細請看圖3-9所示。圖3-9 CD4851內部構造CD4051引腳功能講明。引腳號：符號：功能：1、2、4、5、12、13、14、 15IN/OUT輸入/輸出端。9、10、11A 、B 、C地址端。3OUT/IN公共輸出/輸入端。6INH禁止端。7VEE負電壓端。8Vss數字信號接地端。16VDD電源+。圖3-10 CD4851引腳功能講明真值表，輸入狀態

41、， 接通通道。INH。CBA輸出。00000。00011。00102。00113。01004。01015。01106。01117。1xxx均不接通。圖3-11真值表CD4851做數據的輸入端之后，可實現數據的“共用”。CD4851做數據的輸出端之后，可實現數據的“共享”。這符合當前時代進展的潮流，數據共享，資源共享。國內、國外目前有專門多的平臺和公司都在做大數據了。CD4851有專門多的引腳，大概十多個。它們的功能差不多在前面表格中列出來了。值得注意的是它的電源端。VDD能夠承受的最大值是：-17V+17V那個范圍。VGG的最大范圍就要小一點了：-5V+5V。XCOM，操縱數據的進與出。當數據

42、從外部傳進來，做輸入。當數據從內部傳出，做輸出。3.2 信號分析與處理3.2.1 A/D轉換一、特點因為本畢業設計有兩個變量，故選擇MC14433。MC14433是一種雙積分型的。它不僅僅精度高，誤差率也低。當監測出了兩個變量的信號以后，需要將其變為電平信號。而完成這一步的確實是MC14433。因為它是獨端輸入，但是我們又有多個數據點，因此需要用CD4851。當有了CD4851之后，MC14433就能夠接收多路的數據了。選擇MC14433的緣故還有個。那確實是溫度和濕度差不多上緩慢變化的。因為這種器件是雙積分型的，因此它們的速度相關于不的處理器而言要慢一點。速度大概確實是1-10次/S。它們處

43、理數據的速度不快，因此只好用來處理生活、生產中變化較慢的信息。比如環境溫度，它們就剛好適用。MC14433擅長溫度信息處理，它工作的時候一般可不能發生故障。我們平常生活中的溫度、濕度等差不多上不能突變的。這些變量，它都能勝任。MC14433還有一個優點。那確實是它的抗干擾的特性。這一點使它能夠被大量的生產，被普及，被應用。下面請看MC14433的內部邏輯框圖和引腳圖。圖3-12 MC14433A/D轉換器的內部邏輯框圖圖3-13 MC14433引腳圖MC14433 的框圖（圖3-12）和引腳（圖3-13）功能講明各引腳講明：電源部分VDD： 電源+5V。VEE: 電源接地端。VAG： 模擬電源

44、。VSS： 數字電源。VR： 基電壓。電阻和電容部分RI:積分電阻輸入端，VX=2V時，R1=460。VX=200Mv時，R1=27K。C1:積分電容輸入端。C1 一般為0.1F。 C01、C02： 外界補償電容端，電容取值約0.1F。 R1/C1： 公共端。CLKI、CLKO: 外界振蕩器時鐘調節電阻Rc，Rc一般取 460 K左右。轉換啟動/結束信號端EOC：轉換結束信號輸出端，正脈沖有效。DU：啟動新的轉換，若DU與EOC相連，每當A/D轉換結束后，自動啟動新的轉換。過量程信號輸出端OR：當|Vx|VR，過量程OR 輸出低電平。選通部分DS4-DS1： 分不表示個、十、百、千位，正脈沖有

45、效。DS1 對應千位，DS4 對應個位。每個選通脈沖寬度為18個時鐘周期。兩個相應脈沖之間間隔為2個時鐘周期。圖3-13 MC14433選通脈沖時序圖BCD碼輸出線Q0-Q3： BCD碼輸出線。上圖Q0是最低位，Q3 是最高位。當DS2、DS3和DS4選通期間，輸出三位完整的BCD碼數，但在DS1選通期間，輸出端Q0-Q3 除了表示個位的0或1外，還表示了轉化值的正負極性和欠量程依舊過量程。詳細請參見圖3-14。圖3-14 DS1選通時Q3Q0表示的結果依照上圖，我們能夠明白：Q3 代表1/2位，若Q3=“0”，對應1。若Q3=“1”，對應0。Q2 ：極性。若Q2=“1”，表示正極性。若Q2=

46、“0”，表示負極性。Q0=“1”：超量程。若Q3=“0”，則為過量程。若Q3=“1”，則為欠量程。二、MC14433與AT89C51單片機的接口設計因為MC14433的結果跟不的器件不一樣。它的是BCD嗎。同時是分時的。Q0Q3HE，DS1DS4都為分線。因此AT89C51需要用I/O來和它連接。并行I/O能夠用。擴展I/O也沒問題。MC14433還能夠與P1接通。至于它們的硬件接口如何，是否相容。詳情請參見下圖。圖3-15 MC14433與AT89C51單片機P1口直接相連的硬件接口3.2.2 AT89C51簡介本次畢業設計的信息處理器件，選用AT89C51。本次畢業設計，能夠看成三段。前段

47、：信息獵取；中段：信息分析；末段：信息處理。具體一點的話，前段確實是非電量的一個獵取。然后將獵取的信息進行放大。再將放大的信號送入A/D轉換。這一步出來就變成電信號了，處理器就能夠利用了。一、介紹AT89C51是一種做工專門成熟的單片機了。歷史也專門久遠了。它要緊是用來進行一些速度比較快的計算之類的。同時它的結構簡單，適應力強，性能穩定，造價低等優點。因此被廣泛的使用于各個領域。像我們生活中專門多地點都能夠找到它的身影。比如：DVD，機頂盒，游戲機等等。在火車、飛機制作里面將AT89C51作為操縱速度之用。一些國外的公司用其來操縱發動機的轉速。戰斗機下面的掛載功能也有用到AT89C51。衛星里

48、面有大量的數據需要傳輸。各種變量之間要能夠進行快速的轉換。這就需要有性能穩定，安全，同時速度快的單片機。同時AT89C51的造價比不高。現在專門多的公司都在進行單片機的研發。AT89C51確實是一個專門好的標桿。現在在單片機那個行業里面，以后的趨勢逐漸明朗。我們周圍的信息量也越來越大，那個時候，不僅僅需要抗干擾能力強的。還要低干擾型的。這種單片機有利于我們的環境，工作和生活場所和平進展。因為它是低干擾型的，它對不的器件阻礙就沒有那么大。現在專門多的設備，比如軍隊，特種部隊里面對電器安全方面考量的就會更多一點。他們通常是要求單一程序。也確實是講單個器件方面不同意加入不的程序。比如講手機。專門多在

49、機關部門工作的人，他們的手機差不多上專門制造。如此就不容易被監視。隨著時代的進展，社會的競爭越來越激烈。人們的安全方面的意識也會逐漸覺醒。慢慢的單片機的經濟和法律風險也就相應的增大了。產品在市場上流通，確實是需求決定生產。性能要求能夠滿足任務的完成。同時，容錯率專門低。容錯率低的意思確實是同意出錯的概率專門低。或者能夠理解為出問題了，為之支付的成本專門高。在某些領域里面，其成本可能高達數億元人民幣。差不多上確實是外界的需求指導著工廠的產品方向。外界對產品質量等級有多關注。這一點就決定了工廠流程的嚴苛。單片機投入規模化的生產，必須通過系統性的測試，那個測試在Intel Chandler上完成。二

50、、AT89C51提供以下標準功能AT89C51功能專門強大。它是一款既能存儲，同時又兼具處理功能型元件。它充當存儲功能。確實是4K字節。它充當處理功能。確實是CMOS 8位的處理器了。AT89C51具有32個I/O。還具有2個16 位定位/計數器，一個5 向量兩級中斷結構。內部具有通信口。它是串行的。同時是全雙工的。AT89C51內部還具有震蕩器。它因為具有時鐘電路 ，因此用途較多。AT89C51能夠進行0HZ操作。同時能夠進行雙效率模塊。詳細了解請參見下圖。圖3-16 AT89C51 方框圖接下來介紹AT89C51的引腳，詳細請看下圖。圖3-17 AT89C51引腳圖引腳講明VCC，電源。G

51、ND，0線。PO口，是地址總線。同時又是數據總線。當它做輸出用，它能夠進行驅動。由于它是八位的，它們都能夠占用電壓。因此它能夠啟動八位TTL，同時它具備校正功能。我們能夠對它進行編程，緣故是它能夠輸入BCD碼。當我們對它進行校正，它就充當輸出作用。PO能夠進入存儲器讀取信息。它還能進行地址的轉變。同時是分時類型的。PO還能進行總線復用。我們對它進行訪問比較簡單，只要里面的阻抗工作就能夠做到。P1 口，八位I/O。同時是雙向的。P1自帶阻抗，可做“輸出”。當它是處于高電位狀態下，是“輸入”。若要做“輸入”，我們只需增加其阻抗即可。現在非內電平走低，輸出IIL。同時可通過到達1狀態，進入高電位。此

52、外，P1能夠識不低八位。P2 口，八位I/O。它也是雙向的。P2自帶阻抗，可做“輸出”。若要做“輸入”，我們只需增加其阻抗即可。當它是處于高電位狀態下，是“輸入”。現在非內電平走低，輸出IIL。同時可通過調整為1狀態，進入高電位。此外，P2能夠識不高位數據。P3 口，八位I/O。它也是雙向的。P3自帶阻抗，可做“輸出”。當它是處于高電位狀態下，是“輸入”。若要做“輸入”，我們只需增加其阻抗即可。現在非內電平走低，輸出IIL。同時可通過到達1狀態，進入高電位。此外，P3 口能夠識不校正數據。RST，復位引腳。假如震蕩器狀態異常，發生高電位現象。若持續了二個周期，現在則會激活RST。ALE/PRO

53、G：當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時，ALE（地址鎖存同意）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。我們應當看到，進入一次單片機處理器都會產生ALE漏洞。ALE還有一個特點，確實是能夠鍵入編程語言。假如情況同意，我們能夠將其關閉，來保證SFR的正常工作狀態。當程序正常運行的時候，MOVS或者MOVC都能夠將其開啟。最后一點，它可能發生走高現象，當處理器工作時，該將其調為關閉狀態。PSEN，它是一種功能，要緊是提供讀選。其位于存儲器邊緣 。AT89C51工作時，識不信息，都會有PSEN的

54、效果。工作完成以后，輸出雙電平。假如這段時刻內進入處理器，都可不能發生PSEN。EA/VPP，入內訪問。它是從外到內的一扇門。當中心處理器對AT89C51進行數據輸送時，EA引腳電勢為0。緣故是其處于接地狀態。若EA引腳電勢不為0，中心處理器則進行數據對內的輸送。當對其進行編程時，EA需要外接Vpp。同時其大小為12V。XTAL1，振蕩器反相放大器及內部時鐘發生器的輸入端。XTAL2，振蕩器反相放大器的輸出端。在AT89C51里面，內置了放大器。它是反相的，同時附帶增益效果。其要緊功能是為了使震蕩器生效。XTAL1表示其輸入。XTAL2表示其輸出。那個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧

55、振器一起構成自激振蕩器。外接石英晶體或陶瓷諧振器及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構成并聯振蕩電路。本畢業設計在C1和C2上面沒有講明參數，但是它們依舊會對電路造成阻礙。它們阻礙著震蕩器使用特性。包括頻率和溫度等等。然而其程度并不大。掉電模式當AT89C51處于該模式時，震蕩器可不能運行。程序倒數第一條決定是否運行該模式。一般情況下，存儲器在進入該模式之前會停止運行。同時，我們也能夠從其中退出通過復位。復位即重新啟動了，這有點類似于計算機的重啟。復位后，所有器件都將從初始狀況下開始工作。程序也會重新運行。復位后，電源需啟動一段時刻，不然，該過程可不能起到作用。電源啟動數分鐘以后，震蕩器才開

56、始進入運行狀態。AT89C51是通過字節來編程的。同時每鍵入字節的時候，都在要后面處理器里面空出字節出來。三、編程方法在編程往常，我們得把一切前期的操作都做好。這就包括地址和信號等等。字節地址分不加在P1、P2上面。該操作的地址范圍：000HFFFH。最后的字節是在PO輸入。然后確實是處理好P2.6、P2.7它們的電位。PSED一般是低電位。RST一般是高電位。EA/Vpp是電源端口。到時候我們會依照需求調整其電源大小。ALE/PROG是脈沖端口。一般情況下，它接的是負脈沖。在AT89C51進入狀態下，我們一般會使用時鐘震蕩器。接下來詳細介紹AT89C51如何編程。首要規則確實是在什么線上，鍵

57、入什么信號。我們第一步應該是寫地址。那么現在我們的信號應該是鍵入到地址線上面。然后是鍵入一些操縱字節。對整個編程的過程進行操縱。若我們要AT89C51在高壓的狀態下工作，那么 專門簡單。只需在電源通入+12V即可。當我們在Flash中鍵入一個字符，我們都要在ALE/PROG 鍵入脈沖。更換字符和鍵入的信息，直至我們所有的工作做完為止。其中信號能夠自行調節。同時，字符的鍵入時刻依照其功能狀態進行計時。通常狀態下是1.5ms。此外，AT89C51一般依照字符的查詢來判定編程的狀態。當其進入編程狀態，我們能夠在所有時刻點查找所需數據。1、Ready/Busy我們編程的狀態是通過Ready/Busy來

58、確定的。在編程的時候，當ALE轉換“H”，P3.4轉換成低電位，則AT89C51正處于“Busy”。當編程結束，P3.4Ready/Busy重新回到高電位了，則AT89C51處于Ready。程序校正：LB和LB2表示加密位。假如加密位LB和LB2 沒有進行編程，則代碼數據可通過地址和數據線讀回鍵入的數據。在下圖中，程序存儲器的地址由P1口和P2口的P2.0P2.3 輸入。數據的輸入則來自于PO。PSEN接著處于低電位狀態。其余三個器件均為高電位。當對其進行校正，PO需串連10K阻抗。圖3-18 編程電路 圖3-19 校驗電路2、芯片擦除若我們需要對EPRON中的數據進行擦除，則需要用到操縱端。

59、需要將其信號進行排列，排列要正確。要求ALE/PRON處在低電位狀態下。同時，其寬度為10ms。代碼則需要把高電位鍵入到單元格中，此操作在未鍵入程序的時候完成。3、讀片內簽名字節AT89C51中有三個簽名單元。其地址是：0030H、0031H 和0032H。它們分不表示生產廠商 、編號、編程的電源大小。讀取簽名單元時，調節P3.6 和P3.7為低電位即可。校正0030H、0031H 和0032H地址的方法同上。下面是0030H、0031H 和0032H的意義。(0030H) =1EH 聲明產品由ATMEL 公司制造。(0031H) =51H 聲明為AT89C51單片機。(0032H) =FFH

60、 聲明為12V編程電壓。4、編程接口Flash 閃速存儲陣列中的每一代碼字節可進行寫入和存儲器的整片擦除。“寫”的時刻周期依照情況確認。當對其進行格式化，則會定位，直至任務完成。微機能夠進行雙數據的移位。當處于外部環境中，數據以物理的方式存在。然而，進入到計算機中，一切都數據化了。機器數據和環境的信息之間的轉變，是需要各個步驟之間相互銜接來做到的。比如ADC，它會把連續信號變成數據。假如外部的數據呈點狀突變，就無需用到ADC了。當遇到該種類狀況，則需要啟用信號調理電路了。因為這需要進行多類信號之間的轉換。假如上述過程不能處理了，也能夠和下一單元連接。因此，那個是屬于微機部分的，其內部有信息接口