基于单片机的湿度检测系统电路模块设计

接线图 2023年01月20日 11:07 254 admin

　　本系统通过单片机AT89C51及其各种接口电路来实现湿度的检测。其工作原理是：电容式相对湿度传感器的容值随着湿度的变化而线性的变化，通过信号检测和转换电路将变化的电容转换成与之对应的变化的电压，再由A/D转换器把模拟电压信号转换为数字信号并送入到单片机中，单片机对采集到的信号进行滤波处理并通过查表得到实际测量的湿度值，之后通过单片机的各外部接口电路显示该湿度值，或通过其与上位机的接口把此值送入到上位机进行保存及打印等操作。

　　键盘控制电路设计

　　键盘电路是单片机应用系统最常用的人机接口电路，用它可以完成湿度值的设定、移位、加1、减1、清零、前翻页、和后翻页等功能。但它往往要占用较多的 I/O端口。在本湿度检测系统中，除了把一个独立的按键用作开始键外，利用了一种新型的键盘电路，它可以最大限度地减少键盘电路对I/O端口的占用。这种电路可以使按键次数达到16个，其软件处理使用了端口访问和扫描检测两种方法，同时由于采用了组合逻辑来直接对端口进行读取，因此极大地简化了程序的处理过程，同时也节省了宝贵的存储器和CPU运算资源。键盘控制电路如图2所示。

　　基于单片机的湿度检测系统电路模块设计第1张

　　图2 键盘控制电路

　　 LED显示电路设计

　　在本系统中，由于该湿度计还要进行信息的实时显示，所以设计了LED显示电路。该电路由三端可调集成稳压器（LM317）、晶体管（NPN）、串行输入/8位并行输出的移位寄存器（74LS164）、显示器（共阳极LED）和电阻构成，电路图如图3所示。

　　基于单片机的湿度检测系统电路模块设计第2张

　　图3 显示控制电路

　　该显示控制电路中单片机串行口工作方式为0，即为8位移位寄存器，TXD为同步信号输出端，RXD为串行数据输出端，选用在串行口接串行输入/8位并行输出的移位寄存器74LS164来驱动LED显示器。但是由于74LS164无并行输出控制端，在串行输入过程中，其输出端的状态会不断变化，故在某些使用场合，在74LS164与输出装置之间还应加上可控的缓冲级（如三态缓冲器74LS244），以使串行输入过程结束后再输出。而这里是通过控制NPN晶体管的导通与截止和LM317，来控制显示器（LED）共阳极电位的高低，从而控制显示器的亮暗，也就是在数据传输过程中显示器暗、在数据传输结束时显示器亮。由于74LS164在低电平输出时，允许通过的电流可达8mA，故不需要再加驱动电路。通过电位器RP2调整脚2的输出电压，可使LED的显示亮度均匀在线可调，而且可以节约大量限流电阻。

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