基于A(yíng)T89S52的溫濕度檢測系統的設計

　　引言

　　溫度、濕度是工農業(yè)生產(chǎn)的主要環(huán)境參數.對其進(jìn)行適時(shí)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(jià)格低，簡(jiǎn)單靈活等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿(mǎn)足了工藝要求。本文介紹了利用AT89S52單片機進(jìn)行溫度和濕度的檢測及其控制的智能化方法。

　　l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(guò)ADC0809進(jìn)行分析處理.實(shí)現A/D轉換.以便數碼管顯示其濕度值。本設計可以手動(dòng)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(shí)，即溫度/濕度過(guò)高或過(guò)低，則該系統會(huì )發(fā)出語(yǔ)音報警，同時(shí)繼電器立即切斷電源.實(shí)現系統的保護。

　　2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(shí)現濕度模擬電壓量轉換為數字量便于單片機處理。鍵盤(pán)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(jìn)行設置。P0.4是DS18820溫度傳感器的接線(xiàn)口.PO.6是ISD1420語(yǔ)音芯片的接線(xiàn)口。原理如圖l：

　　(2)顯示模塊：系統采用動(dòng)態(tài)顯示方式驅動(dòng)6個(gè)數碼管工作，其中4個(gè)數碼管用來(lái)顯示溫度值，2個(gè)用來(lái)顯示檢測到的濕度值。用74LSl38的輸入端來(lái)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(fā)生變化時(shí)，數碼管即會(huì )發(fā)生相應的變化，起到實(shí)時(shí)顯示功能，電路如圖2。

　　(3)語(yǔ)音播報模塊：采用語(yǔ)音芯片ISD1420，該芯片能夠高質(zhì)量地完成聲音錄制與還原，最大錄音時(shí)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(shù)，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(yǔ)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(shí)現錄音地址選擇功能，再將播放鍵接于PO.6口以實(shí)現單片機控制的實(shí)時(shí)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(xiàn)，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(shí)現模擬量向數字量的轉換，由于模擬轉換電路的種類(lèi)很多，選擇A/D轉換器從速度，精度和價(jià)格方面考慮.其內部是8路模擬選通開(kāi)關(guān)。以及相應的通道抵制鎖存譯碼電路，轉換時(shí)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(chǎn)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(wú)需A/D轉換.能直接讀出被測溫度。它僅需要l條接口線(xiàn)即可實(shí)現與微處理器的雙向通信;只需要外接1個(gè)4.7k的上拉電阻。無(wú)需其它外部器件。本系統對Dsl8B20采用數據線(xiàn)供電，溫度測量范圍為-50℃～125℃。通過(guò)編程可實(shí)現9～12位的數字值讀數方式，測量精度為士0.5，用戶(hù)可自行設定非易失性報警上下限。由于采用單總線(xiàn)方式，可在該控制總線(xiàn)上掛接多個(gè)DSl8B20進(jìn)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(jīng)過(guò)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(huán)境濕度范圍為0至99%RH，工作環(huán)境濕度范圍為lO至90%(瞬間可達100%RH)，工作環(huán)境為0℃～50℃。

　　(6)繼電器控制電路：電磁式繼電器具有結構簡(jiǎn)單、工作可靠、堅固耐用、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn).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(shí)，繼電器開(kāi)始工作且開(kāi)關(guān)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。

　　3系統的軟件設計

　　本系統的軟件設計采用了匯編語(yǔ)言編程，只需對溫度/濕度進(jìn)行相應的采集處理后，即可讓數碼管實(shí)時(shí)顯示當前的溫度與濕度值。濕度采集的輸出電壓需要經(jīng)過(guò)ADC0809進(jìn)行轉換為數字量才可讓單片機處理。而語(yǔ)音播報只需接上單片機的I/O口，并對其接口線(xiàn)進(jìn)行編程方可完成?？偝绦蛄鞒倘鐖D5。

　　4結束語(yǔ)

　　該檢測系統以單片機AT89S52為核心實(shí)現對溫度、濕度的檢測及其控制，運行可靠，操作簡(jiǎn)單，精度高，響應速度快。同時(shí)，通過(guò)LED數碼管直觀(guān)的顯示通過(guò)控制系統后的溫、濕度值.當出現異?，F時(shí)，通過(guò)報警裝置發(fā)出警告，及時(shí)得到處理.從而滿(mǎn)足現場(chǎng)需要，具有廣泛的應用前景。