温室湿度控制系统设计精要.doc

第三章．系统硬件电路的设计 3.1 脉冲产生电路设计 本设计采用了光电传感器进行采集。当红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时，传感器将输出一个低电平，而没有物体时则输出高电平，从而形成一个脉冲。 转盘 （b)脉冲发射接收器 （c）组成图 图3.1硬件结构（1）漫反射式光电开关：集发射器接收器于一体的传感器，被检测物体经过时，物体足量光线反射到接收器，产生开关信号。被检测物体表面光亮或其反光率高时，漫反射式的光电开关是检测 （2）镜反射式光电开关：集发射器接收器于一体，发射器发出光线经反射镜反射回接收器，被检测物体经过且完全阻断光线时，就产生了检测开关信号。 （3）对射式光电开关：结构上分离且光轴相对放置的接收器，发射器出的光线直接进入接收器，检测物体发射接收器之间阻断光线，光电开关产生开关信号。检测物体为不透明时，对射式光电开关是最的检测装置。 （4）槽式光电开关：它通常采用U字型结构，发射器和接收器分别位于U型槽两边，形成一光轴，当检测物体过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生开关量信号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，它能分辨透明与透明物体,使用安全可靠。 （5）光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。 由光源、光学通路和光电器件组成的光电传感器在用于光电检测时，还必须配备适当的信号调理电路。这些信号调理电路负责将光电传感器输出的微弱的光电信号进行放大、整形，转换成所单片机定时计数所需要的脉冲信号。不同的光电元件，所要求的测量电路也不相同，为此设计时必须详加考虑。 信号处理电路图 整形电路主要是将正弦波信号转化为方波脉冲信号，正弦波信号电压其最大幅值约为4.8V，最小幅值为0V。整形电路是一种滞回电压比较器，它具有惯性，以起到抗干扰的作用。从而能够向输入端输入滞回比较器。在整形电路的输入端接一个电容C7，能够起到是阻止其他信号的干扰的作用，并能够将放大的信号进行滤波、解耦。R11和R17能防止电路短路，起到保护电路的作用。 一次整形后的信号基本上都为±5V的电平脉冲信号，在用脉冲计数时，常用+5V的脉冲信号。若直接采用-5V的脉冲计数，会增加电路的复杂性，因此一般不直接使用，而是先进行二次整形。 第二次用三极管整形电路，当输出为-5V信号时，电阻R18和三极管VT2的基-射极组成并联电路电流经过R18、R17。 三极管VT2处于反向偏置状态，所以，VT2的集-射极未接通，故处于截止状态。电源回路由R19，三极管VT2的集-射极组成，采用单电源+12V供电，由于集射极截止，处于断路状态，故输出电压U0为+12V。当第一次整形输出为+5V的信号时，三极管VT2基-射极正向偏置状态，有电流I通过，故此时三极管的集-射极处于通路状态。电源电流流经电阻R19，三极管的集-射极到地端，由于集-射极导通时的电阻很小，可以忽略不计。电源电压主要在R19上，输出电压约为0V。综上所述，三极管整形的电路的输入关系是：信号为-5V时，U0=+12V；信号为+5V时，U0=0V。 .3.1 单片机89C52 89C52是一种带K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，单片机。该采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，MEL的89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种价廉灵活性高的方案。 图2.1是单片机9C52，它将计算机的功能都集成到这个芯片内部一个小小的芯片就能构成一台小型的电脑，因此叫做单片机。 图2.1 89C52芯片 ?有40个管脚，分成两排，每排各有20个脚，其中左下角标有箭头的为第1脚，然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚……第40脚。 在40个管脚中，其中32个脚可用于各种控制，比如控制电机的正转与反转控制电梯的升与降控制小灯的亮与灭等，32个叫做单片机的“端口”，在单片机，每个端口都有一个特定名字，第一脚端口叫做“P1.0” 单片机管脚分布如图2.2所示 图2. STC89C52管脚分布 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。P0口的管脚第一次写“1”，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL