远程温湿度测量系统.docx

远程温湿度测量系统、 任务制作一个远程温湿度测量仪，该测试仪具有温湿度测量和远程显示等功能 其结构框图如下：1、基本要求(1) 通过可编程控制器、变换器和温湿度传感器采集温湿度数据并在 LED 上显 示；(2) 温度误差＜1°C，湿度误差＜1%，温度测量范围0°C〜120°C，湿度测量范围 1%〜99%；( 3 )可用电池供电；2、发挥部分(1)设计红外二极管发射电路和红外接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发 送和接收；( 2)设计射频发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收；(3) 最好采用微型化的温湿度传感器，无线传输距离＞5 米；2.2.1 无线数据发射接收模块模块所选用工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极 高电路采用 ASK 方式调制，当数据信号停止时发射电流降为零，功耗很低 电路本身未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1，这种结构使得 它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码 电路的工作电压和输出幅度信号值的大小模块输出功率由电压决定，电压变化 时发射频率基本不变，发射电压为3V时，空旷地传输距离约20〜50m，发射 功率较小，当电压5V时约100〜200m,当电压9V时约300〜500m,当发射电 压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60mA，空旷 地传输距离700〜800m，发射功率约500mW。

综合考虑路面状况，通过试验选 择了 70m左右的发射距离地址及数据信息的标识采用PT2262芯片A0~A7 为地址，采用三进制编码,即可为3的8次方共6561组编码;D0〜D3为数据编码 引脚, 采用二进制编码即8421码, 可以编2的4次方共16组状态码数据解码 器 PT2272 在嵌入式单片微机控制系统的干预下, 对信息采集器送来的信息编码 数据, 进行数据融合, 并完整、准确地解析出站址标识的数据信息无线数据发 射接收电路如图2、图3所示：图 2 无线数据发射模块图 3 无线数据接收模块2.2.7 温度检测模块:温度传感器对室内温度进行测量，测量结果将被放置在 DS18B20 内存中， 并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器 DS18B20 为一线 通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用主要首 先提供以下功能命令之一：1 ）读ROM， 2）ROM匹配，3 ）搜索ROM，4 ）跳过ROM， 5 ）报警检查这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可 以知道总线上挂有有多少，什么样的设备。

电路如图12所示：DS18B20 简介：DS18B20 是 Dallas 半导体公司生产的数字化温度传感器，一线总线的接口 方式独特切经济，可轻松地组建传感网络其管脚图如图13所示：口 SIDE底视用1谢16-PIN 35OP1脚说明VDD_地敷据5 可逋VDI2图 13 DS18B20 引脚图DS18B20 功能特点：1. 图特的单线接口，仅需一个端口引脚进行通讯2. 简单的多点分布应用3. 无需外部器件4. 可通过数据线供电5. 零待机功耗6. 测温范围-55〜+125° C,以0.5° C递增，华氏期间-67° C〜+257° C,以0.9°F递增7. 温度以 9 位数字量读出8. 温度数字转换时间200ms（典型值）9. 用户可定义的非易失性温度报警设置10. 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件11. 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统 液晶显示 LCD128X64本系统采用液晶显示模块是128x64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图 形，内置国标GB2312码简体中文字库（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256 点阵显示RAM （GDRAM）。

可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并 行及串行两种连接方式具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等该部分电路图 如下所示：VCCYM128^4RPl.O.'T^P1.1JT2EXJ6 4.7K：+：SS4 rn—〔QIsiiM/H 分O)SH 0> 00 > QZOPO.O/ADU PLi.l/ADl P0.2/AD2 P0.3/AD3PU.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD73S3siri于73(5SCL3.5SDk中4SCLK3：33：23912864P3.3.-INT1P3.2HNT0P3.5JT1P3.4.-TUEAATXTAL1XTAL2P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RZDP3.1JTXDALE/PROGKcDircn 寸=1 C'l |?-| 寸 'f-'i '-LI [~-- CO C-. o I r-J I>-| 寸 k-1, 'o [--. C-:：I 13--, ~IM专和 ZHZZ：壬vccAOTODAlWPA2SCL <：GNDSDAmA最小应用系统设计AT89S52是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单、可靠。

用 AT 单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图 3.1AT89S52单片机最小系统所示由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制 单元其应用特点：(1)有可供用户使用的大量I/O 口线3) 应用系统开发具有特殊性图 3-2-1 51 系列单片机最小系统1 、时钟电路AT89S52虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路AT89S52单片机 的时钟产生方法有两种内部时钟方式和外部时钟方式本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接 定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡本设计采用最常用的内部时钟方式，即用外接 晶体和电容组成的并联谐振回路振荡晶体可在1.2MHZ到12MHZ之间选择电容值无严 格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响，CXI、CX2可在20pF到lOOpF之间取值，但在60pF到70pF时振荡器有较高 的频率稳定性所以本设计中，振荡晶体选择6MHZ，电容选择65pF2、复位电路AT89S52的复位是由外部的复位电路来实现的复位引脚RST通过一个斯密特触发器用来 抑制噪声，在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才 能得到内部复位操作所需要的信号。

复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式 最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现 的只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位时钟频率用6MHZ时C取 22uF,R 取 1KQ除了上电复位外，有时还需要按键手动复位本设计就是用的按键手动复位按键手 动复位有电平方式和脉冲方式两种其中电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而 实现的按键手动复位电路见图3.2时钟频率选用6MHZ时，C取22uF,Rs取200Q，RK 取 1KQ温度检测采用HS11O1型温度传感器，HS11O1是HUMIREL公司生产的变容式 相对湿度传感器，采用独特的工艺设计HS1101测量湿度采用将HS1101置于555振荡电路中，将电容值的变化砖换 成电压频率信号，可以直接被微处理器采集设计的电路如图1所示555OUT E^lvccR5751KR59IMR58620KRESETV磁TRIGdi^chgTHOLDOUT■CVOLTGNDU9 d23555：1 HS1101图1湿度测量电路555芯片外接电阻R57, R58与HS1101，构成对HS1101的充电回路。

7端通 过芯片内部的晶体管对地短路实现对HS1101的放电回路，并将引脚2, 6端相连 引入到片内比较器，构成一个多谐波振荡器，其中，R57相对于R58必须非常的 小，但决不能低于一个最小值R51是防止短路的保护电阻HS1101作为一个变化的电容器，连接2和6引脚引脚作为R57的短路引脚 HS1101的等效电容通过R57和R58充电达到上限电压（近似于0.67 VCC，时间 记为T1），这时555的引脚3由高电平变为低电平，然后通过R58开始放电， 由于R57被7引脚内部短路接地，所以只放电到触发界线（近似于0.33 VCC， 时间记为T2），这时555芯片的引脚3变为高电平通过不同的两个电阻R19, R20进行传感器的不停充放电，产生方波输出充电、放电时间分别为A = ） ki 2易尸 CR53 In 2f.... _£ — ] .... ；■■； -> /'~ T~ tx+t2 ~ C（27?5S 十尽?）1112一 180pFM1291xln2 —=1 = R烫 + R刃 _ 620 + 51 _~ T~ 2R^+^ _ 620x2 + 51由此可以看出，空气相对湿度与555芯片输出频率存在一定线性关系。

表2 给出了典型频率湿度关系（参考点：25°C，相对湿度：55%，输出频率：6.208k Hz）可以通过微处理器采集555芯片的频率，然后查表即可得出相对湿度值 为了更好提高测量精度，将采用下位机负责采集频率，将频率值送入上位机进行 分段处理耳圖邂二 §3（^（1.1038-1.9368xl0_3x W + 3.O114xlO_gx^-3.44O3xlO^xW3）表1给出了典型频率湿度关系（参考6208Hz毎込RH0102030405060708090100Frequency68526734661865036388627161526029590157665623程序：湿度程序：#include ”reg51.h”#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar tem0 , teml;uchar tempo , tempi;uint f=0; 〃初值/***************************************************************************** 名称：timer0()*功能：定时器1,每50000us中断一次。

入口参数：****************************************************************************/void timer0() interrupt 1{EA =0;TR0=0;TR1=0;TLO=Ox。