智能化仓库温湿度控制方案

第一章引言

1.1课题背景

在现代工业现场，伴随科技的进步和自动化发展，温、湿度监测系统在某些

行业中规定越来越高，尤其是在大中型仓库管理系统中，由于温湿度过高或过低

引起H勺仓库储备物自身H勺水分过高或持续的高湿天气将导致储备物新陈代谢加

紧而放出热量，放热引起的温升又是代谢深入加剧以至发霉变质，因此仓库必须

重视对空气温湿度精确日勺而乂以便的实时监测，长期以来，由于受经济条件限制,

我国仓库环境较差，并且管理落后。

仓库管理日勺重点之一就是要合理布置测温点，常常检查温度变化，以便及时发

现储备物发热点，减少损失。然而，堆积物口勺热传递又是那样的缓慢，使人感知

极差，需要管理人员常常进入闷热、呛人的仓库内观测温、湿度，不停进行翻仓、

加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不仅控制精度低、实时性差，并且操

作人员口勺劳动强度大。这种繁重的体力劳动，不仅对人体有极大的伤害，并且不

科学、不及时。因此，仓库储备物虫蛀、霉变的状况时有发生。

我国的储备物现均集中寄存在地方或国家的仓库中。按照国家储备物保护法，

必须定期抽样检查粮食的温、湿度，以保证储备质量。这就迫切需要温湿度监控

系统来控制仓库。

本课题即以上述问题为出发点，设计仓库温、湿度监控系统，该系统不仅能采

集仓库内的温、湿度值，并且可以迅速做出对应的处理，并将数据及处理成果显

示给顾客，并储存数据以以便后来的对比研究。

1.2仓库温、湿度控制技术日勺国内外研究状况

近年来，由于超大规模集成电路技术、网络通信技术和计算机技术的发展，是

监控系统在工农'也生产等领域得到广泛引用，因此，仓库温、湿度监控技术的研

究在软、硬件等方面都得到了一定的发展。

1.2.1硬件技术

初期仓库温湿度检测重要采用温度计量算法，它是将温度计放入特定日勺播杆

中，根据经验插入仓库的多种测温点，工作人员定期拔出读数，决定采用对应的

措施。这种措施由于温度计精度、人工读数的I人为原因等原因，温度检测不仅速

度慢并且精度低，抽样不彻底，局部粮食温度过高不易被及时发现，局部粮食发

霉变质引起大面积坏掉日勺状况时有发生。

伴随科技日勺发展，温、湿度检测系统有了很大的改善和提高，系统在布线上采

用矩阵式布线技术，简化了数据采集部分的线路；在传感器方面应用了热电偶、

半导体等器件；在数据传播方面减少了传播线H勺根数，采用串行传播方式，他可

对仓库日勺各个测试点进行巡回检测，检测日勺速度、精度大大提高，但由于电殂传

感器敏捷度低，使检测精度不够理想。

然后仓库使用单板机进行温、湿度监控，并采用多种手段提高数据传播及检测

速度，通过软硬件技术的结合，检测口勺精度和可靠性有较大提高，能满足一般中

小型仓库的需要。

近年来，伴随网络通信技术和微处理器芯片日勺发展，为了简化仓库温、湿度监

控系统日勺设计并减少成本，各企业的科研机构开始致力于有关领域的探索，是的I

仓库温湿度监控系统数字化，网络化成为也许。其中，美国达拉斯企业推出日勺单

总线接口协议采用单根信号线，既可传播数据又可传播时钟，并且数据传播是双

向日勺，因此单总线技术具有线路简朴，硬件开销小，便于总线扩展和维护等长处。

该企业所生产的单总线器件具有无需另附电源、在测试点直接将模拟信号数字化

等特点，首先减少了系统环节，另首先也保证了系统日勺精度。同步各企业开发的

可视化软件开发工具，更是向着效率高、功能强大的方向努力，从而为获得良好

的顾客界面奠定了基础。

国外仓库日勺监控技术已经发展日勺很成熟，高科技日勺数字传感器广泛应用于仓库

温、湿度监控系统。这种传感器采用微控制器与半导体集成电路日勺最新技术，在

一种芯片上集成了温度检测芯片、数据信号转换芯片、计算机接口芯片，存储芯

片等，除完毕温度检测功能外，还可完毕预置范围温度、报警、多路A/D转换、

温度赔偿等功能。由于数字温度传感器直接输出数字量，从而处理了温度信号长

距离传播问题及传播过程中因干扰和衰减而导致日勺精度减少等问题。

目前，国内出现了丰富H勺数字传感器配套产品，如中继器、分线器、插接器、

远程控制模块等。数字传感器技术、通信技术、计算机已成为当今计算机技术的

三大基础，计算机监控技术已成为人们关注日勺热点。

1.2.2软件技术

近年来，多种计算机软件开发平台有了很大发展，尤其是基于Windows环境下

的IDelphi、PowerBuilder、VisualBasic、VisualC++的J不停升级，数据功能

增强，可以使用ODBC驱动程序访问多种数据系统，并可使用ADO、DAO等多种应

用程序开发接口，操纵数据库中的数据，管理数据库，数据库对象与构造以便地

对监测系统进行显示、打印、查询、自动控制等操作，为高性能日勺测控软件设计

提供了基础。

1.3课题设计目日勺

仓库温湿度控制系统是以AT89C52系列单片机为关键构成的监控系统。本课

题提出了一种可以应用于中小型粮仓的温湿度控制系统的设计方案。

系统重要包括输入和输出两个大的模块，每个模块有包括几种小时功能模块。

其中，输入模块重要包括电源模块、键盘设定模块、温湿度检测模块；输出模块

重要包括LCD显示模块、报警模块、控制模块及串口通信模块。

第二章系统总体方案设计

2.1系统功能、构成及工作原理

2.1.1总体方案

根据设计功能规定，系统可分为如下几种部分：

1）键盘设定模块：设置温度的上限及下限，湿度口勺上限及下限来调整仓库

温湿度控制范围v

2）温湿度检测模块：检测仓库内的温、湿度。

3）报警模块：当温度或湿度越限时报警。

4）控制处理模块：当温度或湿度越限时，采用一定的手段控制。

5）显示模块：LCD显示设定的温度H勺上限及下限、湿度的上限及下限、

测得的温湿度值及多种调整信息。

6）串口通信：将测得日勺温湿度上传给PC机保留。

7）电源模块：给系统供电。

2.1.2实行措施

1）键盘设定模块：由于键盘要有输入温湿度的范围、小数点、百分号，复

位等功能，因此用4X4矩阵键盘。

2）温湿度检测模块：温湿度传感器的选择见下面的I方案论证。

3）报警模块：当温度或湿度越限时声音报警，用蜂鸣器实现。

4）控制处理模块：实际环境温度超过设定口勺最高温度时，继电器控制空调

的加热设备工作；实际环境温度低于设定的最低温度时，继电器控制空调的制冷

设备工作；实际环境湿度超过设定的最高温湿度时，继电器控制风机工作降湿；

实际环境湿度低于设定日勺最低湿度时，继电器控制加湿器工作；

5）显示模块：顾客输入温湿度的上下限，测得的温湿度值及多种调整信息

口勺显示编程实现。

6）串口通信：用电平转换芯片MAX232实现。

7）电源模块：采用线性直流稳压电源H勺设计措施。

2.2温湿度传感器的方案论证和选择

当单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号进入输入通道，由单片机拾

取必要日勺输入信息。对于测量系统而言，怎样精确获得被

测信号是其关键任务；而对测控系统来讲，除对被控对象状态日勺信号测试外，还

要将测试数据与控制条件对比并实时控制对应执行设备。

传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统日勺关键部件，假如没有传

感器对原始被测信号进行精确可靠的捕捉和转换，一切精确的测量和控制都将无

法实现cT'll，牛产过程中的自动化测量和捽制,几乎重要依托多种传感器来检测

和控制生产过程中欧I多种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生

产日勺高效率和高质量。

2.2.1数字式温度传感器的类型

伴随温度传感器集成化、智能化技术的进步，世界上诸多企业推出了新型的

数字温度传感器，并得到广泛应用。对器件的选择应把握如下几点：测温日勺精度、

辨别率要合适，以便减少不必要日勺电路和软件开发成本；外围电路应尽量简朴；

温度传感器口勺总线负载能力怎样，能否满足多点测温的需要；占用单片机引脚状

况怎样，由于5CU引脚资源有限，多点测温时，假如测量的点数超过输入通道的

个数，就要添加多路复用电路，这将增长成本；与单片机日勺通信协议应尽量简朴,

成本、温度测量的软件开发难度要尽量小。目前在数字温度传感器中采用的串行

总线重要有Motorola企业H勺SPI总线，Dallas企业的|1-wire总线，Phillips

企业的I七总线等。

常用的数字温度传感器重要有：

1）数字温度传感器AD7418是件ADI企业推出的单片温度测量与控制用集

成电路。其内部包具有带隙温度传感器和10位模数转换器，可将感应温度转换

为0.25°C量化间隔日勺数字信号，测温范围为-55°C~+125°C,具有10位数字

输出温度值，辨别率0.25°C,精度为±2°C,转换时间为15~30ms,工作

电压范围为+2.7V~+5.5V,具有低功耗模式（经典值为luA）。AD7418片内寄存

器可以进行高/低温度门限H勺设置。当温度超过设置门限时，过温漏极开路指示

器（0TI）将输出有效信号。可与单片一机（微控制器〕接口，通过I2C接口对AD7418

的内部寄存流进行读/写操作。该温度传感器可广泛应用于数据采集系统中日勺环

境温度监测、工业过程控制、电池充电以及个人计算机等系统。

2)LM74是美国国家半导体企业推出的集成了带隙式温度传感器、

Delta-Sigma型模/数转换器、并具有SPI/Microwire兼容总线接口的数字温度

传感器。在传感器通电工作后，自动按一定速率对温度进行检测，并在片内寄存

器中存储转换的温度值，主机可以在任意时刻读出传感器温度值。LM74具有休

眠模式，在休眠时消耗H勺电流不超过10mA,合用于对功耗有严格限制H勺系统。

LM74的模/数转换器为12位外加符号位，有效工作范围为-55℃〜+155℃,辨别

率可达0.0625C日勺辨别率。由于采用了SPI/Microwire兼容总线接口,可以将

多种传感器挂接在总线上，通过片选信号对特定器件进行读写操作。LM74采用

3.0V~5.5V日勺供电电压。

3)DS18b20是Dallas企业推出H勺新一代数字温度传感器。通过一种单线

接口发送或接受信息，因此在中央微处理器和DS1820之间仅需一条连接线(加

上地线)。用于读写和温度转换的电源可以从数据线自身获得，无需外部电源。

由于每个DS1820均有一种独特H勺片序列号，因此多只DS1820可以同步连在一

根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不一样日勺地方。这一特性在

HVAC环境控制、探测建筑物、仪器或机器日勺温度以及过程监测和控制等方面非

常有用

2.2.2数字湿度传感器的类型

近年来，国内外在湿度传感器研发领域获得了较大发。湿敏传感器正向集成

化、智能化、多参数监测日勺方向迅速发展。集成湿度传感器H勺选择应考虑如下几

点：感湿性能好、响应速度快、敏捷度高、测量范围宽，线性度要好，要有很好

的一致性、可反复性，湿滞小，有较强的I抗污染能力，较高日勺稳定性和可靠性，

使用寿命长。

目前，国外生产湿度传感器H勺重要厂家及经典产品重要有：

Honeywell企业(HTT3602.HIT3605、HIT3610型),Humeral企业(HM1500、

HM1520、HF3223、HTF3223型)，Sensirion企业(SHT1KSHT15型)。

常用时集成湿度性感器重要有：

1)HIH-3610是Honeywell企业生产日勺具有信号处理功能日勺热固聚酯电容

式相对湿度传感器，线性放大输出、工厂标定，独特的多层构造能非常有效地抵

御环境日勺侵蚀。工作范围：温度-40〜+85℃,相对湿度0〜100%RH,精度到达±2*RH,

激光修正互换性至5%RH,低功耗驱动电流设计为200UA,反应时间为15s,稳

定性好，较低的飘移、抗化学腐蚀性能强。

2)HM1500是法国Humeral企业采用Humeral专利湿敏电容HS1101设计制

造H勺相对湿度传感器。带防护棒式封装，5VDC恒压供电，1〜4VDC放大线性电压

输出，便于顾客使用。湿度测试量程为0~100%RH,精度到达±3%RH(10-95%RH

范围)，防灰尘，可有效抵御多种腐蚀性气体物质，非常低的温度依赖性，长期

稳定性好，反应时间5s。

3)与老式的|温湿度传感器不一样，SHT11是瑞士Sensirion企业推出的;基

于CMOSensTM技术的I新型智能温湿度传感器，它将温湿度传感器、信号放大调理、

A/D转换、二线串行接口所有集成于一种芯片内，融合了CMOS芯片技术与传感

技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、极高的I性价比、使用

以便、接口简朴等长处，从而发挥出它们强大的优势互补作用。

(3)温湿度传感器确实定

综上所述，以上简介日勺大都是单个的温、湿度传感器，而SHT11集温度传感

器与湿度传感器于一体，并且采用SHT11进行温湿度实时监测的系统具有精度

高、成本低、体积小、接口简朴等好处；此外SHT11芯片内部集成14位A/D转

换器，且采用数字信号输出，因此抗干扰能力也比同类芯片高。该芯片在温里度

监测、自动控制等领域均已得到广泛应用，因此选用SHT11。

第三章系统硬件设计

本系统硬件包括：单片机最小系统、LCD1602液晶显示、键盘、SHT11温湿度

检测、报警电路、通讯芯片MAX232、通信串口、控制接口(空调、风机、加湿

机)、电源模块。系统整体电路框图如图1所示。

图3T系统整体电路框图

1单片机最小系统设计

(1)AT89C52简介

AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统中可

编程的Flash存储器。使用Atmcl企业高密度非易失性存储器技术制造，与工

业80c51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash容许程序存储器在系统可编程,

亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有机灵H勺8位CPU和在系统可编程Flash,

使得AT89c52为众多俄入式控制应用系统提供高灵活、超有效的处理方案。

AT89C52具有如下原则功能：8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口

线，看门狗定期涔，2个数据指针，三个16位定期潜/计数器，一种6向量2

级中断构造，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。此外，AT89c52可降至0出静

态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，容许

RAM、定期器/计数器、串口、中断继续工作。掉由保护方式下，RAM内容被保留,

振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一种中断或硬件复位为止。详细

引脚图如图3-2所示，

U2

140

P1.0VCC

239

Pl.lP0.0

338

Pl.2P0.1

437

Pl.3P0.2

536

Pl.4P0.3

635

Pl.5P0.4

734

Pl.6P0.5

833

Pl.7P0.6

932

RST_P0.7

1031

P3.0EAXTP

1130

工P3.1.4LEPROG

"13-P3.2PSEN

P3.3P2.7

14"27"

P3.4P2.6

1526

P3.5P2.5

1625

P3.6P2.4

1724

P3.7P2.3

1823

XTAL2P2.2

1922

XTAL1P2.1

2021

GNDP2.0

AT89C52

图3-2AT89c52引脚图

(2)时钟电路和复位电路

时钟电路：内部时钟方式，在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调

电容，构成并联谐振电路，构成稳定的自激振荡器，如图3-3所示，晶体振荡器

的振荡频率决定单片机日勺时钟频率。外部时钟方式，在由多片单片机构成的系统

中，为了各单片机之间时钟信号的同步，应当引入惟一日勺公用外部脉冲信号作为

各单片机的I振荡脉冲。这时，外部的脉冲信号是经XTAL2引脚注入，如图3-4

所示。

复位电路：常见的复位电路有下列三种形式，如图3-5所示。

1）上电自动复位方式——是在单片机接通电源时，对电容充电来实现的。

上电瞬间，RST端日勺电位与VCC相似。只要在RST端有足够长的时间保持蜀值

电压，单片机便可自动复位。

2）按键电平复位方式一一通过使RST端经电阻与VCC电源接通而实

现。

89C58RD+

XT，?」

ci

丁晶川

早□□

J_C2

■

XI川,2至内部时仲电感

图3-389c58RD+的内部时钟电路

图3-489c58RD+的J外部时钟电路

VCC89C58RD+89C58RD+

RESET,。89C58RD+

5-5-------Vcc

VCC+Vcc

cUcCl=P

22ufRI22uf

200Q22uf

RSTATDRST/VPDT1RST/VPD

叫R

*SVss

（1）上电自动复位方式（2）按键电平复位（3）按键脉冲复位

图3-5常见的复位电路

3.按键脉冲复位方式一一运用微分电路产生的正脉冲实现复位。

3.1.3单片机最小系统电路图

其中时钟电路为内部时钟电路，复位电路为上电自动复位方式与按键电平复

位方式口勺结合。

U2

p10

vcc

p1139P00

p12PO.O~~3FP01

P0.1

p1337P02

1P0.2

p14~36~P03

pPO.3

15~35~P04

*PO.4

p1634P05

<PO.5

p1J2JTP06

RsP0.6~~32>07

_PO7

p3IoT31+5V

EAVPP

p3l30

ALEPROG

p32

PSEX

p33p27~P27

p34p26~P26

p35p25~P25

p

p3624~P24

p

p3:23~P23

p

X「22~P22

p

X「rA]2「~P21

GnrAB]p2o27>20

图3-6单片机最小系统

3.2LCD1602液晶显示

3.2.11602简介

1.重要技术参数：

表3-3重要技术参数

、显示容量16X2个字符

芯片工作电压4.5-5.5V

工作电流2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压5.0V

字符尺寸2.95X4.35(WXH)mm

2.接口信号阐明

1602LCD采用原则日勺14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，如表3-6所

zjso

表3-4接口信号阐明

编号符号引脚阐明编号符号引脚阐明

1VSS电源地9D2Data1/0

2VDD电源正极10D3Data1/0

3VL液晶显示偏压信号11D4Data1/0

4RS数据/命令选择端（H/L）12D5Data1/0

5R/W读写选择端（H/L）13D6Data1/0

6E使能信号14D7Data1/0

7D0Data1/015BLA背光源正极

8D1Data1/016BLK背光源负极

3.2.21602与单片机连接图

GND

P6

GND

图3-91602与单片机连接图

3.3矩阵键盘

由于控制键位较多，以便程序设计，硬件安全可靠，本设计采用4X4矩阵

键盘，与单片机P1口相连，电路图如图所示。

SIS2S3S4

图3-10矩阵键盘与单片机连接图

矩阵键盘的工作原理：

当无按键闭合时，P10、P13与P14>17之间开路。当有键闭合时，与力合

键相连H勺两条I/O口线之间短路。判断有无按键按下的措施是；第一步，置列

线P14~P17为输入状态，从行线P1O13输出低电平，读入列线数据，若某一

列线为低电平，则该列线上有键闭合。第二步，行线轮番输出低电平，从列线

P14>17读入数据，若有某一列为低电平，则对应行线上有键按下。综合一二两

步日勺成果，可确定按键编号。不过键闭合一次只能进行一次键功能操作，因此须

等到按键释放后，再进行键功能操作，否则按一次键，有也许会持续多次进行

同样的键操作。

本设计矩阵键盘日勺功能图如图所示

图3-11矩阵键盘的功能图

3.4温湿度检测

3.4.1SHT11简介

1.概述

SHTxx系列单芯片传感器是一款具有己校准数字信号输出的温湿度复合传

感器。它应用专利的工业COMS过程微加工技术，保证产品具有极高的可靠性与

卓越的长期稳定性。传感器包括一种电容式聚合体测湿元件和一种能隙式测温元

件，并与一种14位日勺A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连

接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等长处。

每个SHTxx传感器都在极为精确时湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的

形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号日勺处理过程中要调用这些校准

系数。两线制串行接口和内部基准电压，使系统集成变得简易快捷。超小口勺体积、

极低的1功耗，使其成为各类应用甚至最为苛刻的I应用场所的最佳选则。产品提供

表面贴片LCC(无铅芯片)或4针单排引脚封装。特殊封装形式可根据顾客需

求而提供。

2.引脚

SHT11温湿度传感器采用SMD(LCC)表面贴片封装形式，管脚排列如图1所示

图3-12SHT11外形及引脚排列

(l)GND：接地端；

(2)DATA：双向串行数据线；

(3)SCK：串行时钟输入;

(4)VDD电源端:0.4〜5.5V电源端；

(5~8)NC：空管脚。

4.输出转换为物理量

(1)相对湿度

为了赔偿湿度传感器的非线性以获取精确数据，提议使用如下公式修正输出

数值：41℃]心1℃]4「灯5'。丁为「巳

2

=q+。2•S0RH+q•sofiH(soRH表达传感器的相对湿度输出数值，大概

范围在9〜3400)

表3-10湿度转换系数

SORHqc2J

12bit-40.0405-2.8X10-6

8bit-40.648

-7.2X104

对高于99%RHMJ那些测量值则表达空气已经完全饱和，必须被处理成显示值均

为100%2RH。湿度传感器对电压基本上没有依赖性。

图3-18仄转换到相对湿度

1）湿度传感器相对湿度的温度赔偿

实际测量温度与25℃，77°F）相差较大时，应考虑湿度传感器日勺温度修正

系数：

・

%=0-25)•(/)+kSORG+RH,inear

表3-11温度赔偿系数

SORH

£t2

12bit0.010.00008

8bit0.010.00128

(2)温度

由能隙材料PTAT(正比于绝对温度)研发的温度传感器具有极好的线性。

可用如下公式将数字输出转换为温度值：

Temperature=dA+d2•SOT

表3-12温度转换系数

4「F]SO

^DD49Td2VC]d2m

5V-40.00-40.00Mbit0.010.018

4V-39.75-39.5512bit0.040.072

3.5V3-39.66-39.39

3V3-39.60-39.28

2.5V3-39.55-39.19

在极端工作条件下测量温度时，可使用深入的赔偿算法以获取高精度。可参

阅应用阐明“相对湿度与温度的非线性赔偿”。

3.4.2SHT11与单片机相连的电路图

GND

三U3

8

GNDNC

P2427

DATANC

P2336

SCKNC

+5V45

VDDNC

SHT11

图11SHT11与单片机连接电路图

3.5报警电路

报警电路如图12所示，当P2.5口输出高电平时蜂鸣器响，当P2.5口输出

低电平时蜂鸣器不响。

LSI

十5V-

Buzzer

P25IXQ5

'2N3904

GND

图12报警电路

3.6控制电路

本次设计以P2飞控制加热设备，P2"控制制冷设备，P3%控制加湿设备,

P3"7控制降湿设备，它们的控制接口电路相似，就以控制加热设备的电路为例

讲解，下图为控制加热设备日勺接口电路。

图13控制加热设备的电路

P5日勺1,3引脚接220V交流电源，当测得日勺温度低于设定日勺最低温度时,P2%

口为低电平，继电器线圈得电，P5日勺1,3接通，加热设备工作，同步LED指示

灯D8亮，表达目前处在加热状态；当测得的温度不小于设定日勺最低温度时，P2飞

口为高电平，继电器线圈断电，P5的1,2接通，加热设备停止工作，同步LED

指示灯D8灭。

其他三个控制接口电路H勺工作原理与此类似。

3.7单片机与PC之间日勺通信

PC内部一般都装有一种RS-232异步通信适配器版，其重要器件为可编程的

UART芯片，如8250等，从而使PC有能力与其他具有原则RS-232串行通信接口

的计算机设备进行通信。AT89c52单片机自身具有一种全双工日勺串行口，但单片

机日勺串行口为TTL电平，需要外接一种TTL-RS-232电平转换器才可以与PC的I

RS-232串行口连接，构成一种简朴可行的通信接口。

由于RS-232的逻辑电平与TTL电平不兼容，为了与TTL电平时AT89C52单

片机器件连接，必须进行电平转换。美国MAXIM企业生产的MAX232系列RS-232

收发器是目前应用较为普遍日勺串行口电平转换器件。

3.7.1电平转换芯片MAX232简介

1.概述

MAX232芯片是美信企业专门为电脑日勺RS-232原则串口设计的单电源电平转

换芯片，使用+5V单电源供电。图14所示为MAX232芯片的引脚排列和经典工作

电路，芯片内部包括两个收发器，采用“电荷泵”技术，运用4个外接电容C1~C4

（一般取值为1uF）就可以在单十5V电源供电日勺条件下，将输入的十5V电压转换

为RS-232输出所需要的|±12V电压。在实际应用中，由于器件对电源噪声很敏

感，因此必须在电源Vcc与地之间加一种去耦电容C5。收发器在短距离（电缆

容量＜1000pF）通信时，通信速率最高可达120kbit/so

3.7.2串口通信电路

采用三线制连接串口，即单片机只连接电脑9针串口的3根线；第5脚的

GND、第二脚MJRXD、第三脚FJTXD,详细电路如下图:

图14市口通信电路

3.8电源电路

3.8.1线性直流稳压电源的基本原理

线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源，该类电源日勺长

处是稳定性高，纹波小，可靠性高。

1.线性直流稳压电源日勺构成

线性直流稳压电源一般由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分

构成如图3-24所示。

程压

电路

图3-24直流稳压电源构造框图

变压器日勺初级一侧一般为220V交流电压，次级一侧电压可以根据所需直流

电压时大小，通过选择合适日勺变压比来得到。整流电路运用二极管日勺单向导电性

将交流电变换成脉动直流电，运用滤波电路将脉动直流电压滤为较平滑的直流电

压。由于整流、滤波电路输出的直流电压稳定性较差，当电网电压波动或负载变

化时输出电压也随之而变化，采用稳压电路后，输出电压日勺稳定程度将大为提高。

2.集成稳压器简介

集成稳压器H勺种类诸多，作为小功率的线性宜流稳压电源，应用最为普遍的

是三端集成稳压器。常用H勺三端集成稳压器有：78XX系列（正电压型），79XX系

列（负电压型）（实际产品中，XX用数字表达，XX是多少，输出电压就是多少。

例如7805,输出电压为+5V）；LM317系列（可调正电压型），LM337系列（可

调负电压型）。

此外在使用78XX与79XX时要注意，采用T0-3金属外壳封装的78XX系

列集成电路时，其金属外壳为地端；而同样封装的79XX系列的稳压器，金属外

壳是负电压输入端。因此，在由两者构成多路稳压电源时，若将78XX的外壳接

印刷电路板的公共地，79XX日勺外壳及散热器就必须与印刷电路板口勺公共地绝缘,

否则会导致电源