基于AT89C51的湿度检测系统设计与研究

技术分类: 测试与测量  | 2006-10-16
来源:无忧电子开发网 | 甘露 陈三宝 薛志华

示器的亮暗,也就是在数据传输过程中显示器暗、在数据传输结束时显示器亮。由于74LS164在低电平输出时,允许通过的电流可达8mA,故不需要再加驱动电路。通过电位器RP2调整脚2的输出电压,可使LED的显示亮度均匀在线可调,而且可以节约大量限流电阻。

2.6 时钟控制

系统时钟由实时日历时钟芯片PCF8563提供,该芯片是一款工业级内含I2C 总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片。PCF8563的多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时服务。内部时钟电路内部振荡电路内部低电压检测电路(1.0V) 以及两线制I2C 总线通讯方式,不但使外围电路及其简洁,而且也增加了芯片的可靠性。

为了使单片机在将湿度值提供给显示器显示的同时能将转换后的数据存入外部数据区供批处理打印和主系统共享或以备传输和处理之用,在电路中还扩展了一片16K的ATMEL公司的E2PROM存储卡——AT24C16。单片机将数据采集处理后,读取PCF8563时间数据与采集到的数据一同存储到AT24C16中。

2.7 电源控制

电源电路是给电子设备

提供必要的电源能量的电路,就输入和输出而言,在集成电路中主要使用的是由交流(AC)220V,50/60Hz的市电转换成直流电。该部分电路由降压、整流、滤波、稳压四部分组成,其电路图如图4所示。

 

电源控制电路

点击看原图


                                                          图4  电源控制电路

在设计稳压部分时,根据电路对电源要求的不同而选择不同的稳压电路,由于A/D转换器(TLC1549)、看门狗定时器(X25045)、三端可调集成稳压器(LM317)、单片机(AT89C51)要求电源电压的稳定性较高,所以采用了三端固定式集成稳压电路(78H05);由于测量电路和频率/电压转换器对电源要求不太高,所以分别采用稳压管给它们供电;由于A/D转换器的基准电压(REF+)对电源要求非常高,所以采用精密基准电压源(LM336-5.0V)供电。

3 湿度检测和传送电路的设计

湿度检测和传送电路的作用是将被检测出的湿敏元件参数的变化转化成电压变化使其能满足A/D转换电路的要求。该部分电路由自激多谐振荡器、脉宽调制电路和频率/电压转换器LM2917电路组成。电路的原理图如图5所示。

 

湿度检测和传送电路

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                                                图5  湿度检测和传送电路

 

   LM2917是一种单片集成频率/电压转换器,芯片中包含了一个高增益的运算放大器/比较器,内含的转速计使用充电泵技术,对低纹波具有频率倍增功能。虽然如果对频率量f直接由单片机系统进行频率检测,而省去f/v转换和A/D转换是可行的。但对于电容放大后,使得7555时基IC的输出频率在6~4.48kHz,总有一基值频率为4kHz,使得直接测频计数的有效位减少。再者电容放大器又存在温漂问题使得频率值有所波动。造成测量误差而影响精度。因此本检测系统还是选用了f/v转换和A/D转换电路。

4 系统软件设计

湿度检测系统是一个智能化的系统,它的软件所完成的功能主要包括:

① 采样:单片机AT89C51能够控制TLC1549正常工作采样的采样程序。

② 显示:单片机AT89C51把采样来的数据

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