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便携式温湿度检测仪的研制‘

发布时间:2020-07-09 发布时间:
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前言

导弹库房对温湿度有非常严格的要求。温湿度集散控制技术通常是利用温湿度传感器采集信号,然后将模拟信号进行A/D变换,传送给微处理器(下位机)进行处理、运算,最后下位机将运算结果上传给控制中心(上位机),并由控制中心控制驱动除湿机、空调机等设备进行自动控温控湿,以达到最终控温控湿精度要求。本文介绍了一种通用型温湿度检测仪,它运用80C52单片机和A/D、X5045(带 EEPROM的看门狗)芯片,具有造价低、性能稳定、控制精度高,使用灵活操作简便等特点,即可独立作为一般的温湿度测量仪表使用,也可多台联网,配合PC机作为一套集数据采集、控制和存储为一体的高性能的温湿度控制系统使用。

系统设计

本仪器以单片机为核心,整个硬件系统(图1)分为以下几个模块:温湿度模拟信号采集调理,模/数转换,显示,键盘,控制输出,通信接口及中央处理模块。该仪器的工作流程是:由温湿度传感器采集环境的温湿度参数,将通过温湿度调理电路后的温湿度参量输入模/数转换模块,实现模拟量到数字量的转换,转换后的数字量送入微处理器AT89C52,进行进一步处理。键盘部分实现测控仪工作温湿度范围的设置。串口通信实现数据上传以及测控仪联网工作时的相互通信。

温湿度模拟信号采集

温湿度传感器对环境的实际温湿度值进行采集转换,并以微弱的电信号形式输入,这种电信号需经多级放大调理才可能进行高精度A/D转换,具有多级放大的温湿度模拟量采集调理电路分别如图2和图3所示,调理之后的温湿度值分别有0~5V和0~10V两种标准输出电压,以增强其适用性能。



A/D转换

A/D转换采用TLC2543芯片,它具有12位的分辨率,提供的最大采样率为66k Sample/s,具有高速转换能力和通用的控制能力。片内的14通道多路器可以选择11个输入中的任何一个或3个内部自测试电压中的一个,采样-保持是自动的。它可以通过一个串行的3态输出端(DATA OUT)与主处理器或其它外围的串行口通讯,输出转换结果。TLC2543的8位控制字数高4位(D7~D4)决定温湿度转换通道号,低 4位决定输出数据长度及格式。

抗干扰及设定值存储器

X5045是一种集看门狗,电压监控和串行EEPROM三种功能于一身的可编程电路:看门狗对系统提供保护功能,当系统发生故障而超过设置时间时,电路中的看门狗通过RESET信号向CPU做出反应;电压监控功能保护系统免受低电压的影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回稳定值为止;X5045的存储器与CPU可通过串行通信方式接口,共有4096个位,可以按512×8个字节来放置数据。



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