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1 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。 2 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。 3 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1： (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。 (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。 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。 4 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。 5 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．當出現異常現時，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。 |
