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基于AT89S52的溫濕度檢測系統的設計
摘要: 本系統采用AT89S52單片機作為控制核心.對采集到的濕度模擬電壓信號通過ADC0809進行分析處理.實現A/D轉換.以便數碼管顯示其濕度值。本設計可以手動設置溫度/濕度的上、下限值,如只要有一樣與設定的值不符合時,即溫度/濕度過高或過低,則該系統會發出語音報警,同時繼電器立即切斷電源.實現系統的保護。
Abstract:
Key words :

  引言

  溫度、濕度是工農業生產的主要環境參數.對其進行適時準確的測量具有重要意義。利用單片機對溫、濕度控制。具有控溫、濕精度高、功能強、體積小、價格低,簡單靈活等優點,很好的滿足了工藝要求。本文介紹了利用AT89S52單片機進行溫度和濕度的檢測及其控制的智能化方法。

  l系統基本方案

  本系統采用AT89S52單片機作為控制核心.對采集到的濕度模擬電壓信號通過ADC0809進行分析處理.實現A/D轉換.以便數碼管顯示其濕度值。本設計可以手動設置溫度/濕度的上、下限值,如只要有一樣與設定的值不符合時,即溫度/濕度過高或過低,則該系統會發出語音報警,同時繼電器立即切斷電源.實現系統的保護。

  2硬件系統的組成

  (1)主控模塊:采用AT89S52單片機作為系統的控制器。Pl口控制數碼管顯示溫度和濕度值。P2口與ADC0809連接.實現濕度模擬電壓量轉換為數字量便于單片機處理。鍵盤控制采用PO口.其中PO.O是溫度的設置,PO.1是濕度的設置,PO.2/PO.3是分別對溫度與濕度的上/下限值進行設置。P0.4是DS18820溫度傳感器的接線口.PO.6是ISD1420語音芯片的接線口。原理如圖l:

AT89S52單片機

  (2)顯示模塊:系統采用動態顯示方式驅動6個數碼管工作,其中4個數碼管用來顯示溫度值,2個用來顯示檢測到的濕度值。用74LSl38的輸入端來選擇位碼.單片機的P1口控制數碼管的斷碼。如檢測到的溫度與濕度發生變化時,數碼管即會發生相應的變化,起到實時顯示功能,電路如圖2。

顯示模塊

  (3)語音播報模塊:采用語音芯片ISD1420,該芯片能夠高質量地完成聲音錄制與還原,最大錄音時間為20秒,具備分段錄音功能.其工作電壓在4.5V~5.5V范圍,使用直接電平/邊緣存儲技術,省去了A/D、D/A轉換。其內部集成了大容量的EEPROM,不再需要擴展存儲器,便于與單片機連接。語音播報模塊電路如圖3。

語音播報模塊

  該電路的S3鍵為錄音鍵,Sl、S2鍵為播放鍵,A0-A7為地址選擇端,將ISDl420的A0一A7直接與單片機的P1口相連,就可以實現錄音地址選擇功能,再將播放鍵接于PO.6口以實現單片機控制的實時播放功能。電源VCCA、VCCD其內部的模擬和數字電路使用不同的電源總線,但由于該芯片的干擾較小,因此兩者可短接在一起。

  (4)A/D轉換模塊:采用ADC0809轉換芯片,用于實現模擬量向數字量的轉換,由于模擬轉換電路的種類很多,選擇A/D轉換器從速度,精度和價格方面考慮.其內部是8路模擬選通開關。以及相應的通道抵制鎖存譯碼電路,轉換時間是128μS左右,單電源供電。

  (5)溫度和濕度采集模塊:溫度傳感器采用DALLAS半導體公司生產的智能溫度傳感器DSl8B20,采集的數據可直接送入微處理器而無需A/D轉換.能直接讀出被測溫度。它僅需要l條接口線即可實現與微處理器的雙向通信;只需要外接1個4.7k的上拉電阻。無需其它外部器件。本系統對Dsl8B20采用數據線供電,溫度測量范圍為-50℃~125℃。通過編程可實現9~12位的數字值讀數方式,測量精度為士0.5,用戶可自行設定非易失性報警上下限。由于采用單總線方式,可在該控制總線上掛接多個DSl8B20進行不同部位的溫度檢測。濕度傳感器采用HSM一20G,其原理是每變化0.03V濕度所增加的值為l%,其輸出的電壓值需經過ADC0809轉換為數字量,以便單片機處理從而讓數碼管顯示濕度值。其工作電壓范圍為直流電壓5.0±0.2V,測試精度為土5%RH.工作電流(最大值)為2mA,儲存環境濕度范圍為0至99%RH,工作環境濕度范圍為lO至90%(瞬間可達100%RH),工作環境為0℃~50℃。

   (6)繼電器控制電路:電磁式繼電器具有結構簡單、工作可靠、堅固耐用、價格便宜等優點.應用極其廣泛,它是最為典型和常用的繼電器。本電路采用常閉繼電器由單片機控制,當溫度或濕度異常時,繼電器開始工作且開關切斷電源,小燈熄滅,從而起到保護系統的作用。其電路如圖4。

繼電器控制電路

  3系統的軟件設計

  本系統的軟件設計采用了匯編語言編程,只需對溫度/濕度進行相應的采集處理后,即可讓數碼管實時顯示當前的溫度與濕度值。濕度采集的輸出電壓需要經過ADC0809進行轉換為數字量才可讓單片機處理。而語音播報只需接上單片機的I/O口,并對其接口線進行編程方可完成。總程序流程如圖5。

總程序流程

  4結束語

  該檢測系統以單片機AT89S52為核心實現對溫度、濕度的檢測及其控制,運行可靠,操作簡單,精度高,響應速度快。同時,通過LED數碼管直觀的顯示通過控制系統后的溫、濕度值.當出現異?,F時,通過報警裝置發出警告,及時得到處理.從而滿足現場需要,具有廣泛的應用前景。

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