粮仓的湿度监测系统设计

测湿精度:士4%RH.

2.2.2.2湿度检测电路

湿度检测电路由湿度传感器Al2O3型湿度传感器、振荡电

路、整流电路、输出放大电路等组成。湿度检测电路如图3-4所示。振荡电路为RC桥式振荡电路，传感器特性的线形补偿由R1, R2完成，D1, D2, D3用于输入保护，A1, A2为运算放大器，A2接成电压跟随器。当环境湿度发生变化时，传感器的电容量也随着变化，这种变化反应到由振荡电路提供的正弦波信号，通过电压跟随器输出电压值。

2.3单片机最小系统的设计 2.3.1单片机复位电路的设计

复位电路是单片机应用中重要的一环，它对单片机抗干扰

有重要作用。在振荡运行的情况下，要实现复位操作，必须使RST引脚至少保持两个机器周期的高电平。复位期间不产生ALE及PSEN信号。复位后，各内部寄存器状态如表3-2所示。8031单片机的复位电路如图3-5所示。

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2.3.2单片机时钟电路的设计

单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方

式。本系统中8031单片机采用内部时钟方式。最常用的内部时钟方式是采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2MHz~12MHz之间。电容值无严格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小和振荡电路起振速度有少许影响，一般可在20pF-100pF之间取值。8031单片机的时钟电路如图3-6所示。

2.3.3 0831单片机系统

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一个最小8031单片机系统有CPU（8031) , 8位3态D锁存器74LS373，ROM或RAM,时钟电路和复位电路等基本电路组成。

2.4 A/D转换电路

由信号处理电路输出的信号为模拟信号，而单片机只能处

理数字量，所以必须首先将模拟量经过一定电路转换为数字信号，单片机才能处理，这种电路被称为A/D转换电路，是模拟系统与计算机之间的接口部件。

2.4.1 A/D转换的常用方法

A/D转换的常用方法有:双积分式A/D转换、逐次逼近型

A/D转换、计数型A/D转换等。

双积分式A/D转换的工作原理是将对输入电压的测量，转换成对基准源积分时间的测量，再测量时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。这种方法的主要优点是分辩率高、精度高、抗干扰性好;主要缺点是转换速度慢。

逐次逼近型A/D由一个比较器和D/A转换器通过逐次比较逻辑构成，川页序地增加内部D/A的输入值，并将其输出电压与A/D测量输入电压比较，当二者相等时，内部D/A的输入值就是A/D转换的结果。这种方法的主要优点是速度快、功耗低;主要缺点是抗干扰性差。

2.4.2 A/D转换器的主要技术指标

A/D转换器的主要技术指标有:分辨率、精度、量程、转换时间等。

分辨率(Resolution)分辨率反映转换器所能分辨的被测量的最小值。通常用输出二进制代码的位数来表示。8位A/D转换器的分辨率为8位。

精度（Precision )精度指的是转换的结果相对于实际的偏差，精度有两种表示方法:绝对精度和相对精度。绝对精度用最低位(LSB)的倍数来表示，如: 如1LSB ;相对精度用绝对精度除以满量程值的百分数来表示，如:士0.05%。同样分辨率的转换器其精度可能不同。

量程(满刻度范围一Full Scale Range)量程是指输入模拟电压的变化范围。如:某转换器具有10V的单极性范围或一5一+5V的双极性范

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围，它们的量程都为10V。实际的A/D , D/A转换器的最大输入/输出值总是比满刻度值小。

转换时间(Conversion Time ) A/D转换器的转换时间是指:从启动转换开始，直至取得稳定的数字量或模拟量所需的时间称为转换时间。转换时间与转换器工作原理及其位数有关。同种工作原理的转换器，通常位数越多，转换时间越长。

2.4.3 ADC0809的主要特征和内部结构

本系统采用ADC0809大规模集成电路芯片，它是逐次逼近式A/D转换器，输出的数字信号有二态缓冲器，可以和单片机直接接口。

ADC0809的主要技术指标为: 分辨率:8位; 单电源供电:+5V;

最大不可调误差小于 士1LSB ;

转换时间为100μs (时钟频率为640KHz); 模拟输入范围:单极性。0~5V; 不必进行零点和满刻度调整; 功耗为15Mw;

ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个8位A/D转换器和一个二态输出锁存器组成。其内部结构框图如图 3-7所示。

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