温室大棚温湿度自动化控制系统设计（全套含CAD图纸）
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温室
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包含有 纸和说明书 ,咨询 录 摘要 1 关键词 1 1 前言 1 题的背景及研究的意义 1 内外温室控制技术的发展状况 3 题的目的和意义 4 计系统的思路 4 2 系统的组成及工作原理 5 统的硬件总体结构图 5 统的工作原理 6 3 系统硬件的电路设计 7 片机 7 位电路 9 据存储器的扩展 10 特性 12 结构 12 作原理 13 意事项 13 度检 测电路 14 湿度采集电路 14 湿度选择电路 15 湿度处理电路 15 16 压转换电路 17 警电路 19 门狗电路 19 包含有 纸和说明书 ,咨询 示器的设计 20 4 系统的软件设计 20 程序设计 21 据采集模块设计 22 据处理模块设计 23 警模块设计 24 5 总结 25 参考文献 26 致谢 27 附录 28 包含有 纸和说明书 ,咨询 温室大棚温度湿度自动控制系统 摘 要 :温室大棚温度湿度自动控制系统由 主控制器 行口扩展芯片 8255、74A/809、湿度传感器、温湿度传感器 掉电保护 、 现 对温室大棚温湿度的检测与控制 ， 从而有效提高温室的产量 。 关键词 ： 温湿度传感器 ； A/警电路 ； 包含有 纸和说明书 ,咨询 of 255,74, of of A/D 包含有 纸和说明书 ,咨询 1 前言 题的背景及研究的意义 中国农业发展必须走 向 现代化这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受重视，特别是温室大棚已经成为高效农业一个重要组成部分。现代化农业生产中 重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气温度、湿度、二氧化碳含量、土壤含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关 。 进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证 。 通过监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使农 作物达到优质、高产、高效栽培目的。以 现代 蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代农业生产中发挥 了 巨大作用。大棚的温度、湿度与二氧化碳含量等 这些 参数，直接关系到 了 蔬菜水果的生长。国外温室设施己经发展比较完备，形成了一定标准，但是那个 价 格非常 的 昂贵，缺乏 了能 与我国 的 气候特点相适应的 技术 测控软件 1。当今大多数对大棚 的 温度、湿度、二氧化碳 的 含量的检测与控制都采用 的是 人工管理，这样 就不可避免的有 些 测控精度 过 低、劳动强度 很 大及由于测控 的 不及时等 这些 弊端，容易造成 难以 弥补的损失，结果不但增加了成本，浪费了 很多 人力资源，而且难 以 达到预期效果。因此，为实现高效农业生产科学化 和 提高农业研究准确性，推动我国农业发展， 应该 大力发展农业设施 和 相应的农业工程 。 科学合理 的 调节大棚内 的 温度、湿度以及二氧化碳含量，使大棚内 可 形成有利蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜 与 水果早熟、优质高效益的 一项 重要 的 环节。 现在 ，随着蔬菜大棚迅速增多，人们对 它的 性能要求越来越高，特别是为提高生产效率，对大棚的自动化程度要求越来越高。单片机 和 各种电子器件 的 性价比迅速提高，使这种要求变 得 可能。 目前农业温室大棚大多是小、 中规模，要在大棚内引进 自动化的控制系统，改变人工管理的方式，就应考虑到系统成本，因此，针对现在这种情况，结合郊区的农户需要， 设计了该套低成本温湿度自动化控制系统，此系统采用了传感器技术与单片机相结合，由下位机和上位机 ( 都是用单片机实现 ) 构成，采用了 485 接口进行通讯， 以实现温室大棚的自动化控制。 中国 的 农业发展必 需 走现代化这条道路，随着 我们 国民经济迅速增长，农业研究与 应用技术越来越受到 大家的 重视，特别是温室大棚已成为高效农业的一个重要部分。现代化 的 农业生产中重要 的 一环就是对农业生产环境的一些 很 重要 的 参数进行检测 与控制。例如：空气温度、湿度、二氧化碳 的 含量、土壤含水量 等 等 1。农业种植问题中，温室 的 环境与生物生长、发育、能量交换 是 密切相关 的 ， 温室 进行环境测控是实现温包含有 纸和说明书 ,咨询 室生产管理 的 自动化、科学化基本保证 。 通过监测数据的分析，结合作物生长发育 的规律，控制环境条件 等 ，使作物达到 了 优质 的 、高产 的 、高效的栽培目的。蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥 了 巨大作用。大棚的温度、湿度 和 二氧化碳含量等 这些 参数，直接关系到 了 蔬菜和水果的生长。国外温室设施 相比我国 己经发展到比较完备的程度 了 ， 而且 形成了一定标准，但是 在 价格 上 非常 的 昂贵，缺乏了 与我国 的 气候特点相适应的测控 类 软件。而 在 当今大多数对大棚 的 温度、湿度、二氧化碳 的 含量检测 和 控制都采用 了 人工管理，这样 的就 不可避免有测控精度低、劳动强度 很 大 和 由于测控不及时等 这些 弊端，容易造成 一些 不可弥补的损失，结果不但大大增加成本，浪费了 很多的 人 力资源， 并 且很难达到预期效果。因此，为实现高效 的农业生产科学化并 且 提高农业研究准确性，推动我国农业发展，必须大力 地 发展农业的 设施与相应农业工程，科学合理 的 调节大棚内 的 温度、湿度以及二氧化碳含量，使大棚内形成有利蔬菜、水果生长的 好 环境，是大棚蔬菜 与 水果早熟、优质、高效益的一项 重要 的 环节。 当今 ，随着蔬菜大棚迅速增多 ， 人们对其性能 的 要求也越来越高，特别是为提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也 随之 越来越高。由于单片机及各种电子器件 的性价比迅速提高，使得这种要求变 成 可能。 内外温室控制技术的发展概况 温 室可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳 的 条件、避免外界四季变化 与恶劣气候对其影响的场所。它 用 采光覆盖材料作为全部或部分 的 结构材料，可在冬季和 其他不适 和 露地植物生长的季节栽培 出 植物 2。温室生产以达到调节 作物 产期，促进作物 生长发育，防治病虫害 和 提高质量、产量等 等 为目的。而温室设施 性 关键技术 就是环境控制， 此 技术的最终目 的 是提高控制 和 作业 的 精度。 国外对温室环境 的 控制技术研究 得比 较早， 开 始于 20 世纪 70 年代。 那时 先是采用模拟式组合仪表，采集现场 的 信息并进行指示、记录 与 控制 2。 到了 80 年代末出现了分布式 的 控制系统。目前正 在 开发和研制计算机 的 数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国温室控制技术发展 得 很快，一些国家在实现自动化的基础上正 在 向着完全 的 自动化、无人化方向发展。 可以 从国内外温室控制技术发展状况来看，温室环境控制技术大致经历 了 三个发展阶段 : （ 1） 手动控制。 包含有 纸和说明书 ,咨询 这是温室技术发展初期所采取的控制手段，其时 那时 并没有真正意义上的控制系统 和 执行机构。生产 在 一线的种植者 即 是温室环境的传感器，又是温室作物进行管理的执行机构，他们 在 温室环境 的 控制 方面处于 核心 3。 他们 通过对温室内外的气候状况和 对作物生长状况观测，凭借 其 长期积累的经验和直觉推测 和 判断，手动调节温室内的 环境。种植者采用 了 手动控制 的 方式，对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且最有效的，它符合 了 传统农业的规律。但这种方式的劳动生产率低，不适合工厂化农业生产的 须 要，对种植者的素质要求 很 高。 （ 2） 自动 化 控制。 这种控制系统 须 要种植者输入温室作物 的 生长所需 要的 环境目标参数，计算机根据传感器实际测量值 和 事先 的 设定目标值进行比较 分析 ，以决定 对 温室环境因子的控制过程，控制相应机 的 构进行加热、降温和通风等 等 动作 4。计算机 的 自动控制温室 的控制技 术实现了生产 的 自动化，适合规模化 的 生产，劳动生产率得到 了很大的 提高。通过改变温室环境 已 设定 的 目标值， 能 自动进行温室内环境气候 的 调节，但这控制方式对作物生长状况改变难以及时 地做 出反应， 而且 难以介入作物生长内在 的 规律。 当今 我国大部分自主开发 出 的大型现代化温室 和 引进的国外设备属于这种控制方式。 （ 3） 智能化控制。 这是 基于 温室 的 自动控制技术 与 生产实践的基础上，通过 了 总结、收集农业领域相关 知识、技术和各 个 试验 的 数据构建 成 专家系统，以建立植物生长数学模型为理论依据，研究开发的一种适合不同 农 作物生长的温室专家控制系统技 术。温室控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程，向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。由此可见，温室环境控制朝着基于作物生长模型、温室综合环境因子分析模型和农业专家系统的温室信息自动采集及智能控制趋势发展。 题的目的和意义 温室是植物栽培生产中不可 缺 少的设施，不同种类 的 花卉对温度 和 湿度等生长所需条件要求也不相同， 给 它们提供一个更适 合它们 生长的封闭的、良好的环境，以提早或延迟 周 期，将会给我们带来巨大经济效益。随着现代科技发展，电子计算机用于控制温室 的 环境。该系统自动控制加热、降温、通风。根 据 所 需，通过按键将温度 的信息输入 据 不同 情况可 以 随时 的 调节环境。温室环境自动化控制系统在现代化大型 温室的利用，是设施栽培高新技术的 表现 现。 本文将使用 8051 型单片机对温度及湿度控制的基本原理 进行 实例化，利用现有 的 资源设计一个实时控制 温室大棚的 温度 、 湿度 等等 的控制系统。 目的是通过这次毕业设计，加深理解自动控制的运作模式包含有 纸和说明书 ,咨询 和意义。 计系统的思路 本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制温度传感器经过处理的信号，把信号通过单总线传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控 制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到 行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制对象正常的目的。 2 系统 的 组成 及工作原理 统的硬件 总体结构 植物生长是在一定的环境中进行的 ,在生长过程中受到了环境中各因素的影响 ,对植物生长影响最大的是温度、湿度及光照度。环境中的昼夜温度、湿度和光照度变化大 ,对植物生长很不利。现代的温室有内外遮阳系统、加温系统、自然通风系统、湿帘风机降温系统、补光系统、补气系统、环流风机、灌溉系 统、施肥系统、自动控制系统等等常用环境系统，能对植物生长进行合理控制 ,而如何才能合理地有效的控制这些配套设备的运作和协同需要一套完善的硬、软件温室系统进行控制。因此 ,该系统就是用价格便宜的一般电子器件来设计一个精度高 ,控制操作方便 ,性价比高的用于农业种植生产的温室大棚测控系统。该系统由单片机对温度、湿度等参数进行巡回测量 ,并对测量的结果进行优化补偿 ,并进行调控 ,此外主控制器还可以同时完成系统参数测量 ,数据存储等，硬件总体设计结构如图 1 所示。由图 1 可知 ,整个系统采用 单片机为处理核心 ,通过温室现有的各种传感器检测温室的温度、 湿度、 光照度等环境因素 ,经由控制系统的 8路模拟量、数字量输入接口传输到 ,并与系统设定值进行比较、判断、处理以及相关数据的存储。然后将 理后各种控制结果通过 16 路开关量输出口传送到电机和电磁阀等执行机构上 ,从而实现对温室的控制。温室独立控制系统上还包扩各种人机界面和数据传输接口 ,实现了人机交换方式以及实时参数的设定。本控制系统采用宏晶科技公司生产 1 系列单片机控制器 ( )。该单片 机具有强加密性 ,无法解密，具有超强的抗干扰性能 ,且芯片内部自带看门狗。 单片机最高时钟频率为 0 802k 的 1280字节的 有 I/16以提供比其它单片机更多的存储空间 5。其不需要依靠任何烧录器 ,直接通过电脑上的串口以 式进行烧录。这种单片机的烧录方式操作简单容易 ,程序的调试灵活 ,修改方便 ,且不受地域、时间和环境的影响和限制 ,可为以后产品的改进包含有 纸和说明书 ,咨询 和升级提供方便。 A T 8 9 C 5 1接 口 电 路显 示 报 警数 据 存 储 器驱 动 设 备A/ 传 感 器图 1 系统硬件总体结构框图 he as a 中按模块分别对各单元电路进行电路设计，然后进行硬件电路集成。单片机是控制系统的核心部分。八通道温湿度传感器由八选一模拟选择开关循环选通，被选中的温湿度传感器信号由信号处理及放大电路进行处理之后送入 A/D 转换器，再由单片机控制 A/D 转换器进行温湿度数据的采集，而后对温湿度原始数据进行处理，根据处理结果驱动声光报警电路和执行数码 管 7。看门狗采用硬件看门狗电路，防止程序在运行过程中“跑飞”， 保证系统运行的稳定、可靠。 统的工作原理 先对 8255进行初始化，设定 初始 工作方式 为 06。 是 输出口， 相关设备 的 驱动口。 为了安全起见 ，进 入 大棚之前已经将湿度控制在安全 范围 以内， 但测量是有一定要求的， 测量过程是 “ 先 测 温湿度后 测 湿度 ” ，首先对温湿度进行采样，每一个温湿度点采样 5次， 采样结束后， 计算平均值作为采样值送入显示和存储的相应单元进行存储和传感器的编号和温湿度的显 示，然后判断温湿度是否超过 特 定 的 温湿度，如果温湿度超标则报警 ， 并根据传感器的位置判断启动通风设备还是加热设备，如果不超标就继续检测下一个点的温湿度，直到 整个大棚的多个点温湿度全部测试完成，然后计算和显示大棚的平均温湿度， 最后 对 8 个点的湿度进行测量并且显示 。湿度 也是按照每个点测量 5 次然后取平均值的方法计算，来减少干扰因素带来的误差， 8个点的湿度测量完成后计算并显示大棚的平均湿度 7。同样与设定的湿度值比较如果超标就报警，并启动风扇进行通风处理。然后包含有 纸和说明书 ,咨询 系统返回再进行温湿度和湿度的巡回测量和显示。 采样的次数是可以 变换的，具体得看你设计的温室大小，但本设计为了简单起见，不考虑温室尺寸，设计重点集中在器件搭配上。 3 系统硬件电路设计 片机结构组成 单片机 是一种集成 电路 芯片 ，是采用 超大规模集成电路 技术把具有数据处理能力的 中央处理器 只读存储器 种 I/断系统 、定时器/计时器 等功能（可能还 包括显示驱动电路、 脉宽调制 电路、模拟多路 转换器 、 A/电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的 微型计算机系统 ，在工业控制领域的广泛应用 8。从上世纪 80年代，由当时的 4位、 8位 单片机 ，发展到现在的 32位 300 选择目前市场上性价比较高的 图 2为该系统的控制核心。但是如果资金足够的话尽量选择最先进的单 片 机，但在本设计中， （ 1） 从功能上看， 括两个基本部分：运算器和控制器。 这两个部分使 为单片机内部的核心部分，是单片机的指挥 者 和执行 着 ，它决定了单片机的主要功能特性 ，它主要拥有两大基本功能特性：控制和运算 。下面 介绍一下 控制器和运算器 9。 1）控制器 控制器主要包括三部分 是控制器的程序计数器、指令寄存器、指令译码器等。它们分别拥有不同的功能，是控制器不可缺少的部分。 2） 运算器 运算器就比较复杂， 运算器包括算术逻辑运算部件 加器 存寄存器 序状态寄存器 运算调整电路等 ，要想它运算功能强大，就得保证每一部分都完整 。 （ 2） 时钟电路 单片机时钟电路是用来配合外部晶体实现振荡的电路，这样可以为单片机提供运行时钟，如果运行时钟为 0 的话，单片机就不工作，当然超出单片机的工作频率的时钟也会导致单片机不工作 ， 于构成振荡器。反向放大器的输入端为 出端为 构成的自激振荡器，如图 2所示。电容器 2通常都取 30纸和说明书 ,咨询 右，选用不同的电容量对振荡频率有微调作用。但石英晶体本身的标定频率才是单片机振荡频率的决定因素。其振荡频率范围是 1 12 A L 1X T A L 2M C S - 石英晶体图 2 时钟电路 he 次 设计考虑 到 系统的独立完整性 ， 选用 的是 内部时钟方式，石英震荡频率选用12这样这个时钟电路基本能稳定正常运行了。 (3) I/ I/输出设备接口 简单的说就是机器上可 以连接其他设备的都属于 I/ 个 8位并行 I/作 3，每个端口都是8 位准双向口，共占 32 根引脚。每一条 I/O 线都能独立地用作输入或输出。每个端口都包括一个锁存器（即特殊功能寄存器 一个输出驱动器和输入缓冲器，作输出时数据可以锁存，作输入时数据可以缓冲，但是这四个通道的功能完全不同。 但每一个通道功能都是不能忽视的。 (4) 程序存储器及数据存储器 1）程序存储器 单片机 内部的程序寄存器一般为 1K64常是 只读存储器 ，因为单片机应用系统大多数是专用系统，一旦研制成功，其软件也就定性，程序固化到只读存储器，用只读存储器作为程序存储器，掉电以后程序不会丢失从而提高系统的可靠性 ， 对内有 4外可扩展 60内和片外程序存 储器统一编址。 存储速度快。 在程序存储器中，有 6 个地址单元被保留用于某些特定的地址， 这里就不详细介绍了 。 2）数据存储器 包含有 纸和说明书 ,咨询 0 就是指 名随即存储器，它是可读可写的，用来存放数据变量、堆栈的，掉电其中的数据会消失 12。 片内数据存储器 何区别片内、片外 内数据存储器最大可以寻址 256个单元，片外最大可扩展 64且片内使用的是 外 64K 因为会丢 失数据所以用途也比较特殊。 (5) 定时器 定时器 是通信协议正常运行的基本要素之一，主要用于各种定时和帧重传的任务。通信协议在 单片机 系统上实现所使用的定时器，定时精度要求不高，但数量要求比较大。由于硬件资源有限，不可能为每一个单独任务分配一个硬件定 时器，只能通过单个硬件定时器模拟多个软件定时器的方法，来满足协议中的定时应用需要 。 6 位可变成定时器 0（ 定时器 1（ 它们都有定时或是事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合。 它们具有计数和定时两种工作方式以及四种工作模式。定时器 有方式 0、方式 1、方式 2和方式 3四种工作方式。 、方式 1和方式 2三种工作方式 13。所以用途也有所差异 (6)中断系统 中断装置和 中断处理 程序统称为中断系统。 片机有五个中断请求源 13。其中，两个外部中断源；两个片内定时器 /计数器（ 溢出中断源 个片内串行口接受或发送中断源 I。这些中断请求分别由单片机的特殊功能寄存器 几个有优先级之分，这里不加细说 。 复位电路 自动复位和开关手动复位 是 片机 的 两种 复位 方式。 两种方式各有优缺点。 此次 设计采用上 电复位电路， 电路图如图 3 所示 单片机只要一上电，便自动地进入复位状态 14。在通电瞬间，电容 充电， 以复位。确保微机系统中 电路 稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。 包含有 纸和说明书 ,咨询 1 0 p u u K 1+ 5 S E 复位电路 据存储器的扩展 有时候片内数据存储器 够用 ，所以要对 数 据存储器进行扩展，因此，选用 据存储器一片。 6264 可以直接和存储器的地址线并联，数据地址线也同样可以并联连接 15。 使用起来很方便 先把 6264 的写选通信号 接到 选 出 通信号 样单片机就能把程序采集来的数据经过变换最终转换成数字温湿度量存放 到 6264中，也可以 从 6264中读取数据， 8255以初始化程序设计简单。对于方式 0，如果不要设定 C 口的联络信号，则只需要设置方式控制字；如果要设定 只需设置 复位控制字。对于方式 1和方式 2，因为都要用到控制信号，所以必须设置两个控制字，即设置方式选择控制字和 体的连接如下图 4所示： 2 0V O 1V O 2G N 3V O 4V O 5V O 6V O 7O E 1 1 2 /V S E T 012I N T 113 0 / 1 / 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E E / 0A 1 1A 1 2 0A 1 1A 1 2 地址 6264 的连接 264 含有 纸和说明书 ,咨询 2 1） 数据线 数据线用 来连接电脑等设备用的，它的 数据线有 为双向三态，其中 据总线相连，用于传递 8255之间的命令和数据； 别与 A、 B、 C 三个端口相对应，用于 8255它们彼此分离。 2） 寻址线 什么事寻址线？及时俗称的地址总线， 寻址线 1于选择 8255 的三个端口和控制寄存器。 他们分别能： 片选信号，输入，低电平有效。有效时表示选中本片。 1入，通常与系统地址总县的1 效时，10、 01、 10、 11 分别选择 A、 B、 C、口和控制寄存器，所以一片 8255A 共有 4个 I/拥有四种接线方式。 3） 控制线 在电力设备中，控制线是一种带编码或不带编码的小电流信号线，用于控制一些电力开关，保护等设备的，能实现远程控制 。它有三种控制线： 信号，输入低电平有效。当 示 8255A 进行 读操作。 信号，输入低电平有效。当 示 8255A 进行写操作。 位信号，输入，高电平有效。当 高电平时， 8255A 内部所有寄存器清零。各端口都自动设置为输入方式， 24条 I/16。 4） 电源和地线 单片机 采用单一 +5V 电源。 它与可编程接口芯片 8255A 相连， 8255口时， 8255接口电 路如图 5所示 图 5中， 8255S 及口地址选择线 以， 8255口、 000H、 6001H、 6002H、 6003H。 8255S 、 D、 255 接到 复位电路上。 对 8255初始化的程序如下： A ， #80H ；置方式控制字 方式 0 包含有 纸和说明书 ,咨询 3 #6003H ； 指向 8255口地址 A 本设计采用 8255的 口连接 以 000H， 6001H 和 6002H。 P A 3P A 2P A 1P A 0 7 6P C 5P C 4P C 0 S E 7P A 6P A 5P A 4V C 1P C 2P C 3P B 0P B 1 7P B 6P B 5P B 4P B 3P B 28255 /V S E T 012I N T 113 0 / 1 / 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E E / 2 S E S E 8255A 和 连接 255A of 特性 下列主要特性 : 1）只需一根 I/ O 线就能完成通信 ; 2）多个分散的 以共用一线进行通信 ; 3）不需外部元器件 ; 4）可以通过数据线供电 ; 5）检测温度范围为 - 55 + 125C , 精度在 0. 5度 ; 6）用 9字量来表示温度 ; 7）每次将温度转 换成数字量需 200 8）可定义一个不变化的温度设置为报警温度 ; 9）有 和 种封装型式 21。 构 部结构框图如图 6 所示。 包含有 纸和说明书 ,咨询 4 低 温 度 系 数 振 荡 器高 温 度 系 数 振 荡 器预 置计 数 器= 0计 数 器= 0预 置比 较温 度 寄 存 器斜 率 累 加 器加 1停 止图 6 部结构图 图 11可知 ,以下几部分组成 : 1） 64 位激光只读存贮器。在这里存放着每个 唯一的序号 ,开始 8 位是产品类型的编号 ( 10H） ,接着是每个器件的唯一的序号 ,共有 48 位 ,最后 8 位是前 56 位的 验码这也是多个 以采用一线进行通信的原因。 2）温度传感器。它是将温度转化为数字量的关键部分。 3） 存贮器。它由高速存贮器 温 L 报警触发器）组成 ,数据首先写入高速存贮器 ,然后通过复制命令将数据写入 。高速存贮器 8 个字节组成 ,头两个字节存放 检测温度的值 ,0号 ( 为存放温度的值 ,1 号 ( 存放温度值的符号 ,如果温度为负 ,则 1号存贮器全为 1 ,否则全为 0， 这也是可用 9表示温度的原因。最低位先读出。若 ,则表示为 ,求值的方法根据 的值将 的二进制数求补再转换成十进制数除以 2 即得被测温度的值。 工作原理 测量温湿度框图如图 7所示。内部计数器对一个受温湿度影响的振荡器的脉冲计数，低温时振荡器的 脉冲可以冲过门电路，而当达到某一设置高温时，振荡器的脉冲无法通过门电路。 包含有 纸和说明书 ,咨询 5 低 温 度 系 数 振 荡 器高 温 度 系 数 振 荡 器预 置计 数 器= 0计 数 器= 0预 置比 较温 度 寄 存 器斜 率 累 加 器加 1停 止图 7 温原理框图 意事项 然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题： 1）较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于 微 处理器间采用串行数据传送，因此，在对 行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。 2）当单总线上所挂 过 8 个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。 3）在 温程序设计中，向 出温湿度转换命令后，程序总要等待 返回信号，一旦某个 触不好或断线，当程序读该 ，将没有返回信号，程序进入死循环 度检测电路 本例中采用 8255来实现转换。 准电路、频率转换电路及频率 电压（ F/V）转换电路等组成，积分电路及 于产生一定频率的脉冲信号并从 5脚送至 8脚。调节 而使湿度传感器的线性和灵敏度处于较好状态；基准电路和频率转换电路可将湿度传感器的电容变化转换成频率变化，再经频率 电压转换电路后从 9 脚输出与频率成线性的电压，然后经滤波后送入 A/D 转换器，再进行 A/D 转换以将其转换成数字信号。本设计的湿敏传感器为 度为 76%的电容值为 500容相对 变化包含有 纸和说明书 ,咨询 6 率为 1.7 。当湿度为 0% 100%， 9 脚输出的相应信号频率为 0 1000度为 2%， F/V 电路输出的电压为 0 5V。调整时，可先设定湿度为 5%后调节 9脚输出 100 主要特性： 1）与 容 ； 2） 4K 字节可编程闪烁存储器； 3）寿命： 1000写 /擦循环； 4）数据保留时间： 10年 综上所述为本系统硬件的设计，其总体电路图见附录一。 湿度采集电路 采集电路的选择也很重要，我们选择在八个地方测量环境就是所谓的八路温湿度采集。本系统中采用八 路温湿度采集，即在所测环境中放八个温湿度传感器，其电路图如图 8所示。 A D 5 9 0M 1 5 9 0M 1 5 9 0M 1 5 9 0M 1 5 9 0M 1 5 9 0M 1 5 9 0M 1 5 9 0M 1 2 3 4 5 6 7+ 5 八路温湿度采集电路 o 中 别为 8 个传感器，他们分别放到所测环境的 8 个不同位置，由 性质不难得出 0 至 7 端口输出电压0然后 0 至 7 端口再接到温湿度选择电路中即可。所测出来的数据比较准确。 湿度 选择电路 根据设计的需求，本系统中八路温湿度需要巡回检测，采用一个八路模拟选择开关 湿度处理电路 温湿度处理是此次设计非常重要的一环，我们采用 0K 电阻再接地 ， 即可产生 10 ( t) 毫伏电压 ， 这个电压先经一个运放 所组成包含有 纸和说明书 ,咨询 7 的缓冲器 ， 以避免负载效应 。0 ( t ) 中间的运放 成一个减法器 。 为了将采集的电压 A/ 通过这个减法器将电压减掉 。cU=； (-(V； 再加上最后一个运放 成一个反相器 ， 使最后输出电压每增加 即表示温湿度增加 1 。 例如 ， 实际空气温湿度
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