烟台大学毕业论文（设计）

(Vin/Vcc)

当ADRJ=0时，如果取8位结果，按下面公式计算:

8-bit A/D Conversion Result:(ADC_RES[7:0])= 256 x (Vin/Vcc)

当ADRJ=1时，如果取10位结果，则按下面公式计算:

10-bit A/D Conversion Result:(ADC_RES[1:0], ADC_RESL[7:0]) = 1024 x (Vin/Vcc)

式中，Vin为模拟输入通道输入电压，Vcc为单片机实际工作电压，用单片机工作电压作为模拟参考电压。

本次设计将P1.2口作为模拟量的输入口，进行A/D转换。

P3.0、P3.1与MAX232芯片相连进行电平转换，便于和上位机进行通讯。 P3.2作为超温度上限控制输出口。 P3.3作为超温度下限控制输出口。 P3.4作为超湿度上限控制输出口。 P3.5作为超湿度下限控制输出口。

3.2.2 温度信号采样电路模块

采样电路是控制系统的基础，系统只有获取要控制的变量参数，才能对变量运算得出控制作用，因此，传感器的选型和电路的设计显得尤为重要。 温度采样电路模块

现阶段温度传感器种类繁多，测量精度、信号接口及价格不一而足，因此需要选择合适的传感器，根据本系统要求，选择温度传感器DS18B20进行测温。

DS18B20是数字量的温度传感器，适应电压范围宽，支持多点组网功能，不需加任何外围元件，测温范围为-55℃至+125℃之间，在-10℃~+85℃之间精度为0.5℃。可编程分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送校验码，具有极高的抗干扰纠错能力。此外，还具有负压特性，即使电源接反也不会烧掉芯片。

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DS18B20中有多条指令，包括读ROM、匹配ROM、搜索ROM、跳过ROM、告警搜索命令等，在系统使用单个DS18B20时，只用跳过ROM指令即可进行温度转换和读取操作。

高速暂存器RAM是由九个字节的存储器构成，第0~1个字节显示是温度的显示位，第2个和第3个字节是复制的TL和TL，4是配置寄存器，5 6 7三个字节均是保留的下表列出了温度数据在告诉暂存器上帝0和第1个字节中的存储格式。DS18B20在出厂默认设置为12位，最高位为符号位，温度值公11位。前5位为读取温度值为负值，测得的数据需要取反加1再乘以0.0625才得到实际温度值。

前5位为0时，温度为正值，只要将测得的数值乘以0.0625即可。下表为温度数据在告诉暂存器RAM中第0和第1的格式。

位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 位15 位14 位13 位12 位11 位10 位9 位8 S S S S S 26 25 24

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初始化时序：

将数据线置高电平 延时

数据线拉倒低电平0 延时750us

数据线拉倒高电平1 延时等待，如果初始化成功则在15~60us内产生一个由DS18B20返回的低电平0.该状态可以确定它的存在，但是不能无限期的等待，不然程序会进入死循环，所以进行超时判断。

若CPU读到数据线上的低电平0后，还要进行延时，其延时的时间从发出高电平算起，至少需要480us

DS18B20写数据： 数据线先置低电平0 延时确定的时间为15us

按从低位到高位的顺序发送数据。 延时时间为45us 将数据线拉到1

重复上述步骤，直到发送完整个字节。 最好将数据线拉高到1。

DS18B20读数据：

将数据线拉高到1、延时2us、将数据线拉到0，延时6us，将数据线拉高到1，延时4us

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读数据线的状态得到一个状态位，并进行数据处理。 延时30us

重复上述步骤，直到读取完一整个字节。

3.2.3 湿度采样电路模块

湿度传感器的选择

湿度传感器是指能感受气体中水蒸气含量，并转换成可输出信号的传感器。湿敏元件主要有电阻式和电容式两大类。湿敏电阻的特点就是在基片上覆盖一层用感湿材料制作成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜时，元件的电阻率和电阻值都会发生变化，利用这一特性可实现测量湿度。

湿敏电容主要是由高分子薄膜电容制作而成，常用材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。 比之现代湿度传感器，早起通常使用干湿球湿度表，电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH，这比干湿球测湿精度高。但湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。

综合湿度传感器类型及实际情况，选择电阻式湿度传感器HR202，模块在环境湿度达不到设定阈值时，DO口输出高电平，当外界环境湿度超过设定阈值时，模块D0输出低电平，以此也可驱动继电器模块，实现对执行机构的直接控制，模块A0输出湿度值的模拟量，通过A/D转换后转换为数字量，从而在CPU内部进行数据处理。

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