无线数字湿度变送器的设计

无线数字湿度变送器的设计摘要随着社会的不断进步，在工农业生产、食品安全、文物保护等方面，经常要对环境湿度进行测量与控制。准确的测量对于人们的生活至关重要，因此对湿度的测量是工作中必须解决的问题。由于湿度传感器朝着集成化、智能化、系统化的方向发展，湿度测量技术也在不断进步。该设计是采用湿度传感器为核心的一种无线数字湿度变送器。整个设计由湿度传感器、看门狗电路、LED显示电路、键盘控制、无线传输模块和单片机等组成。设计的系统结构简单紧凑、功耗较低、抗干扰能力强、总体性能比较好，符合了智能仪器仪表小型化的潮流，为今后开发高性能和商品化的湿度测量仪器奠定了良好的基础。本论文首先介绍了设计的整体思路，勾画出设计的总体系统框图。然后对设计所需的单片机和各个器件进行了介绍。对单片机和各个器件有详细的认识熟悉后，给出设计方案，画出系统电路原理图，进行各个部分的编程设计，并最后利用Protel对设计进行软件调试。关键词：湿度测量，单片机，无线传输，ProtelAbstractAssocietyprogresses,Itisregulartomeasureandcontroltheambienthumidityinindustrialandagriculturalproduction,foodsecurity,protectionofculturalrelicsandsoon.Accuratemeasurementisessentialforpeople'slife,therefore,themeasurementofhumidityistheworkthatmustbesolved.Becauseofthehumiditysensortowardthedirectionofintegrated,intelligent,systematic,technologyofhumiditymeasurementhasbeensteadilyprogressing.Thisdesignisakindofhumiditywirelessdigitaltransmitterwhichisusedasthecoreofahumiditysensor.Thewholedesignincludesthehumiditysensor,watchdogcircuit,LEDdisplaycircuit,keyboardcontrol,wirelesstransmissionmoduleandthemicro-controllerandothercomponents.Thesystemissimpleandcompactdesign,lowpowerconsumption,stronganti-jammingcapability,theoverallperformanceismuchbetterthanbefore,whichisinlinewiththetrendofthesmartinstrumentationminiaturization.Itwilllayagoodfoundationforustodevelophigh-performanceandcommercializationhumiditymeasuringinstrumentsinthefuture.Thisdesignintroducesthewholeideaofthedesign.Itdrawsablockdiagramoftheoverallsystemforthedesign.Thenitintroducesthemicro-controllerandvariousdeviceswhichisneeded.Afterwearefamiliarwithandunderstandthemicro-controllerandvariousdevicesindetails,givethedesignoftheprogram,drawsystemcircuitschematics,programeachpartofthedesign,andfinallyuseProteldesignsoftwaredebugging.Keywords:micro-controller,humiditymeasurements,wirelesstransmission,Protel目录摘要第一章绪论1.1设计研究的目的和意义1.2设计研究背景和国内外研究现状1.3主要设计内容及章节安排1.3.1主要的设计内容1.3.2设计的章节安排第二章总体方案设计2.1系统总体设计框图2.2单片机的选择及介绍2.3器件的选择和介绍2.4Protel软件的介绍第三章硬件电路设计3.1系统电路原理图3.2单片机最小系统电路3.3电源电路的设计3.4信号处理的电路设计3.5人机接口电路设计3.6无线传输系统的设计3.7看门狗电路的设计软件的设计4.1开发环境介绍4.2主程序的设计4.3各个功能模块的软件设计4.3.1A4.3.2人机接口4.3.3无线传输系统4.3.4看门狗4.4软件调试第五章总结第六章参考文献1绪论1.1设计研究的目的和意义该设计是采用湿度传感器为核心的一种无线数字湿度变送器。由于湿度受大气压强、温度等因素的影响，导致湿度成为一个很难准确测量的一个参数。传统的湿度测量采用的是干湿球温度计查表算法，这种方法存在着测试结果误差大，操作使用不便，不能实时监测等问题。随着单片机技术和无线传输模块功能的不断普及，其中由于单片机拥有集体积小、质量轻、价格便宜，开发应用方便等优点以及无线模块的扩展性强、实时性强、节省人力物力等优点，使得无线模块功能和单片机自动控制与高精度湿度传感器的结合必然是未来湿度测量的趋势。通过本次对设计研究的开展，可以对单片机和无线传输模块有更深层次的掌握。当然，湿度变送器采用无线传输的通讯方式，可随时将记录信息发回监控电脑，监控电脑也可以随时远程对变送器进行任何修改及设置。该变送器不仅测量误差小精度高，使用方便即插即用，执行能力强，而且实时性强，方便技术人员监测和分析数据，造价也很低廉。现今湿度测量和控制广泛应用于航空航天、微电子、原子能、石油化工、电力、气象、仓储等领域。一个良好、确定的环境质量可减少由此引发的技术争端，保证产品质量。特别在医药厂房，食品企业，博物馆，档案室，实验室等地方，湿度的测量尤为重要。这里举两个例子，一是是食品厂商对湿度的要求很高。食品储运过程中并不只是一个简单的时间问题，食品保存中的相对湿度，会直接影响菌类的生长，不能湿度过高也不能过于干燥。而且，不同的季节和温度情况下，对食品的湿度要求也各不相同。所以他是保证食品安全的一项重要指标。一般的食品企业工作厂房和仓库，只会安装普通的湿度计或者是使用手持式的湿度计进行对湿度的测量。这样的方式操作繁琐，精度极低。或是由于测量员的马虎，或是普通湿度计感应速度慢，极易导致测量结果的错误。如果食品没有在适当得相对湿度下储运，导致口感变坏甚至变质，后果不堪设想。二是博物馆作为保存珍贵文物的重要场所，文物的保存对环境有着复杂而严格的要求。藏品在保存中易受到环境气候、空气污染、光线辐射、昆虫危害、微生物繁殖等环境因素的影响。特别是对于金属品、丝绸、纸张、陶器等文物，24小时恒湿状态是必须的，无论是湿度高低或者是其轻微的变化都会对文物的完好保存造成威胁。科学研究文物藏品在文物库房中的保存环境可避免文物在自然环境中受到的损坏，延长文物藏品的寿命。库房内湿度的环境变化是影响能否文物保存最佳状态的主要因素。以上两个例子在利用本设计后，不仅可以保证了食品品质安全，保证了文物的完好保存，了解其存放环境。而且，现场实时操作方便，有效的提高发现和处理问题的效率！1.2设计研究背景和国内外研究现状21世纪随着各种智能检测系统的飞速发展，利用单片机结合传感器来实现自动检测的系统开始发展起来。单片机简单可靠，控制功能强大，成本极低。单片机可以说是无处不在，除了PC和大型计算机系统以外，今天每一个人都很熟悉的嵌入式电子设备如电饭煲、空调、洗衣机、热水器、遥控多功能风扇、冰箱等等都采用了不同性能档次、不同成本等级的单片机，而且它的应用范畴还在不断地延伸到很多我们以前想都想不到的领域。单片机已渗透到日常生活的方方面面。基于单片机的设计创新和产品创新看起来似乎永无止境，而且它们也的的确确在方方面面日益完善和丰富着我们每个人的日常生活和工作。一般来说，我们每天都要接触或使用甚至超过一百种采用单片机的产品。所以在湿度测量上使用单片机已经是势在必行。另外，无线功能已经是现今我们社会热议的话题，包括无线网络，无线传输红外，蓝牙等。他给我们带来方便，摆脱了线的束缚，使未来的有线传输领域的发展无线传输变得越来越近。其中PTR2000无线收发模块它携带方便，与计算机的通讯时通过无线电波来实现的，可以把现场采集的数据实时传输给计算机，进一步的提高效率，使得数据从原来的现场测验和保存变成无线控制和实时传输。便携式和无线传输功能为我们带来方便，所以为本次设计有很好的研究意义。湿度计测量的历史可以追溯到中国的天秤型(公元前179年)为最早的湿度计测。现代湿度测量的方法最主要的有两种：干湿球测湿法，电子式湿度传感器测湿法。干湿球测湿法是传统的测量方法，最简单的湿度计正是干湿型的，由两个温度计组成，一个测出空气温度，另一个的球体部分包着微湿的棉布，湿度越低，棉布上的水分蒸发越快，与干球的温差越大。这样我们可以通过干湿球的温差及当时的温度，用速查表来知道相对湿度。其它湿度计一般也是采用干湿温差的原理。而电子式湿度传感器是近几十年，特别是近二十年才迅速发展起来的。在湿度的测量电路中，一般是将湿度传感器分为电容式和电阻式两类。但在实际测量中，对湿度传感器的电容值或电阻值进行直接测量并不方便，尤其对它的变化量的测量就显得更为困难，所以在实际的测量中一般不采用直接的测量方式，而是将电容或电阻信号转换为易于测量的电流、电压或频率信号。我国对于湿度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。要知道湿度测量在各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里，特别是小公司，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。与发达国家相比，存在较大差距。我国温湿度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中任然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性等特点。而国外对湿度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪器，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温湿度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。1.3主要设计内容简介及章节安排1.3.1主要的设计内容1.收集相关资料，进行传感器，芯片和模块等的选择，熟悉相关概念，并完成开题报告。2.根据题目要求，详细分析变送器的设计需求。在老师的帮助下完成硬件的总体设计。3.进行硬件功能模块的设计，利用电子Protel软件完成无线数字湿度变送器全部电路的设计工作。4.进行测量软件的流程设计及编制工作，利用Keil51软件完成无线数字湿度变送器全部控制软件的调试工作。1.3.2设计的章节安排第一章：本章主要讲述了本次设计研究的目的及意义，包括单片机和无线传输的优势以及本设计在各领域的用途。本章还介绍了本设计所需器件的发展现状，湿度测量的发展和国内外研究现状。第二章：本章主要给出了设计具体的系统结构框图，清晰的展示了整个设计的概况。还介绍了设计所选用的51单片机以及各个外围器件。最后还对电路原理图设计软件Protel进行了介绍。第三章：本章主要是对硬件电路的设计，包括单片机、电源电路、信号处理电路、人机接口电路无线传输系统和看门狗电路。第四章:本章主要阐述了无线数字湿度变送器软件的设计，包括主程序的设计、各个功能模块的软件设计、A/D转换、人机接口、无线传输系统和看门狗。然后还对所需开发环境进行了介绍，并通过开发软件对整个设计进行调试。第五章：对整个设计进行概括性的总结。第六章：对所有设计所涉及到的文献进行归纳。2总体设计方案2.1系统总体设计框图图2.SEQ图\*ARABIC1.1无线湿度变送器系统框图该设计是为了实现对湿度的精确测量和无线传输。我们采用HS1101湿度电容元件作为湿度测量的核心，然后利用51系列单片机实现对湿度的自动测量及数据上传。首先因为HS1101是电容式的湿度传感器，电容不可直接测量。所以我们使用555多谐震荡电路将电容值的变化转换成电压频率信号，这样就可以直接被微处理器采集。然后再利用PTR2000无线数传模块将测量数据上传至上位计算机上，实现无线数据采集。其中键盘控制模块可以对单片机进行控制和设置，LCD液晶显示实现湿度显示，看门狗电路防止程序进入死循环及监控系统的正常运行。2.2单片机的选择及介绍本设计选用51系列单片机AT89C52作为主控单片机。AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。AT89c52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。1)主要性能参数：·与MCS-51产品指令和引脚完全兼容·8k字节可重擦写Flash闪速存储器·1000次擦写周期·全静态操作：0Hz－24MHz·三级加密程序存储器·256×8字节内部RAM·32个可编程I／O口线·3个16位定时／计数器·8个中断源·可编程串行UART通道·低功耗空闲和掉电模式2）AT89c52引脚排列图：图SEQ图\*ARABIC2.2.1AT89c52引脚排列图3)功能特性概述：AT89C52提供以下标准功能：8k字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I／O口线，3个16位计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时／计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。2.3器件的选择和介绍该湿度计主要由湿度传感器，信号变换与调理电路，显示电路，无线数传模块，单片机系统、看门狗电路和电源电路等组成。1)湿度传感器:本设计使用的是HS1101。HS1101是基于独特工艺设计的电容元件，这些相对湿度传感器可以大批量生产。可以应用于办公室自动化，车厢内空气质量控制，家电，工业控制系统等。它有以下几个显著的特点：

·全互换性，在标准环境下不需校正

·长时间饱和下快速脱湿

·可以自动化焊接，包括波峰或水浸

·高可靠性与长时间稳定性

·专利的固态聚合物结构

·可用于线性电压或频率输出回路

·快速反应时间HS1101的简单物照图如图2.3.1：图2.SEQ图\*ARABIC3.1HS1101实物照相对湿度在0%～100%RH范围内；电容量由162pF变到200pF,其误差不大于2%RH；响应时间小于5s；温度系统为0.04pF/℃。可见其精度是较高的。其湿度－电容响应曲线如图2.3.2：图2.SEQ图\*ARABIC3.2HS1101湿度－电容响应曲线无线数传模块：本设计使用PTR2000无线数传模块。无线收发一体的数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。该模块在内部集成了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制／解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能，因而是目前集成度较高的无线数传产品。图2.3.3PTR2000无线收发模块PTR2000模块的引脚排列如图2.3.4所示。各引脚的功能说明如下：·VCC(1脚)：正输入端，电压范围为2.7-5.25V；·CS(2脚)：频道选择端。CS=0时，选择工作频道1,即433.92MHz；CS=1时选择工作频道2，即434．331MHz.·DO(3脚)：数据输出端；·DI(4脚)：数据输入端；·GND(5脚)：电源地；·PWR(6脚)：节能控制端。当P=1时，模块处于正常工作状态；PWR=0时，模块处于待机微功耗状态；·TXEN(7脚)：发射／接收控制端。当TXEN=1时，模块为发射状态；当TXEN=0时，模块被设置为接收状态。PTR2000可与所有单片机(如8OC31、2051、68HC08、PIC、Z8、AT89c51等)配合使用，可直接接单片机的串口或I／0口，也可与计算机串口进行通讯，此时需要在中间简单地接在一个RS232电平转换芯片，如MAX232等。图2.3.4PTR2000芯片引脚排列图显示电路：本设计选用用LCD1602液晶显示。LCD1602液晶显示，具有字符发生器ROM可以显示192种字符。具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义8个5´8点阵字符或四个5´11点阵字符。具有80个字节的RAM，标准的接口特性，适配M6800系列MPU的操作时序。模块结构紧凑、轻巧、装配容易，像素尺寸小，分辨率高。它能把温湿度直观的显示出来，设计起来简洁明了，大大降低了系统的复杂性。LCD1602主要技术参数：

·显示容量:16×2个字符

·芯片工作电压:4.5—5.5V

·工作电流:2.0mA(5.0V)

·模块最佳工作电压:5.0V

·字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm图2.3.5LCD1602实物图LCD1602各个引脚的说明及作用如下：

·第一脚：GND为接地。

·第二脚：VDD接+5V电源。

·第三脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“幻影”，使用时可以通过一个可调电位器调整对比度。

·第四脚：RS为寄存器选择，高电平时为数据寄存器、低电平时为指令寄存器。

·第五脚：R/W为读写操作信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

·第六脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令

·第七～十四脚：D0～D7为8位双向数据线。

·第十五脚：背光源正极。

·第十六脚：背光源负极。图2.3.6LCD1602引脚排列图看门狗电路：本设计使用X25045。X25045是美国Xicor公司的生产的标准化8脚集成电路，它将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。X25045引脚如图1所示：图2.3.7X25045引脚排列图其引脚功能如下。

·CS：片选择输入；

·SO：串行输出，数据由此引脚逐位输出；

·SI：串行输入，数据或命令由此引脚逐位写入X25045；

·SCK：串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出；

·WP：写保护输入。当它低电平时，写操作被禁止；·Vss：地；

·Vcc：电源电压；·

RESET：复位输出。X25045的看门狗电路使用十分方便。X25045内部还集成了512BEEPROM和电压运行监视系统，只需这样一块芯片，外加晶振和复位电路就可以组成单片机的应用系统，非常适合于便携式仪器和嵌入式系统的设计。2.4Protel软件的介绍在整个设计变送器的过程中，我们需要使用Protel进行对变送器的电路设计。Protel是一种EDA软件，一般可以解决电路原理图及PCB图的计算机辅助设计，甚至也可以完成整个现代电路系统的设计过程。在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高。Protel的相关版本有protelDXP、protelDX2004、protel99SE、AltiumDesigner等。这里我们使用Protel99SE。Protel99SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。本次设计我们需要使用Protel来完成原理图的设计。设及电路原理图，我们需要先学会寻找各种元器件，要对电气元器件有不错的认知。Protel有很强大的自带元件库，如果找不到自己需要的的元器件，我们要学会Protel上的建库功能，来创建自己想要的元器件。硬件电路设计3.1系统电路原理图图3.1.1系统电路原理图3.2单片机最小系统电路单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机，构建最小系统作为研究学习使用，应该满足一下要求：1.有供电电源；2.有单片机作为主芯片；3.有时钟源电路；4.有复位电路。时钟电路：时钟电路是为单片机提供精确定时的内置电路，主要用于计时、通讯时钟发生器、时间中断源等等。MCS-51单片机为12个时钟周期执行一条指令。也就是说单片机运行一条指令,必须要用12个时钟周期。没有这个时钟,单片机就跑不起来了,也没有办法定时和进行和时间有关的操作。时钟电路是微型计算机的心脏,它控制着计算机的工作节奏。CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。图3.2.SEQ图片3\*ARABIC1最小系统时钟电路图由图3.2.1所示：C2、C3和Y构成单片机的时钟源电路。C2和C3是晶振Y的负载电容，过大过小都会影响晶振的频率和幅度。悬空的两头与51单片机AT89c52的XTAL1和XTAL2相连。XTAL1是接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端；若使用外部时钟时，该引脚必须接地。XTAL2是接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器反相放大器的输出；若使用外部时钟时，该引脚接外部时钟的输入端。AT89c52单片机对晶振负载电容的取值有着明确的要求：在20pf到40pf之间，最佳值为30pf。Y的取值可从1MH到24MHZ，常用的是12MHZ。因为51单片机12个时钟周期为一个机器周期，用12MHZ晶振，一个机器周期刚好是1微妙，编程时计时很方便。复位电路：单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用时出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也是一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞或死机等情况，按下复位按钮，内部的程序自动从头开始执行。图3.SEQ图片3\*ARABIC2.2最小系统复位电路由图3.2.2所示：在复位电路中，C1和R1构成单片机的上点自动复位电路。复位原理：上点的瞬间，电源给C1充电，在R1产生压降，R1上端为高电平，RST管脚监测到高电平，单片机的各个寄存器清零或恢复初始状态，特别是PC计数器清零，程序便从头开始执行。当RESET信号为低电平时，系统为工作状态；当RESET为高电平时，系统为复位或者下载程序状态。在下载程序状态下，RESET信号被拉高，系统进行程序下载，到程序下载完毕后，RESET重新拉低。图3.2.SEQ图片3\*ARABIC3单片机最小系统原理图对于31脚（EA/VPP），当接高电平时，单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行；当接低电平时，复位后直接从外部ROM的0000H开始执行。另为，在最小系统的基础上还可以继续加接数码管、蜂鸣器、DS1302、DS18B20、LCD接口、串口等等资源。3.3电源的设计我们给单片机AT89c52供电需要实用的是+5V的直流稳压电源，我们可以用电脑PC串口、USB、手机充电器的改装电路供电等方式供电。这里我们使用220v转5v的直流稳压电源电路来给整个系统供电。该电路输入家用交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。图3.3.1220v转5v直流稳压电源原理图如图3.3.1中,变压器输入端经过一个保险连接电源插头,如果变压器或后面的电路发生短路，保险内的金属细丝就会因大电流引发的高温溶化后断开。变压器后面由4个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源，所以在这里接一个330uF/25V的电解电容和105电容来降低典雅的波动，吸收高频干扰。变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波，在电容C1两端大约会有11V多一点的电压，假如从电容两端直接接一个负载，当负载变化或交流电源有少许波动都会使C1两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件。三端稳压器是一种集成电路元件，内部由一些三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。我们要输出5V的电压，选用7805。LM7805最大可以输出1A的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（2脚）短路并不会使7805烧坏，当然如果时间很长就不好说了，这跟散热条件有很大的关系。三端稳压器后面并联一个105的电容和一个110uF的电解电容。电解电容和普通电容并联，是因为输出电路可能会产生高频干扰电解电容对这种高频电流的电阻很大，光用一只大的电解电容对高频干扰的吸收能力比较差。这两个电容的并联有滤波和阻尼作用，效果很好。3.4湿度监测电路的设计湿度传感器HS1101与单片机的连接如图3.4.1所示。HS1101测量湿度采用将HS1101置于TLC555振荡电路中，将电容值的变化砖换成电压频率信号，可以直接被微处理器采集。HS1101作为一个变化的电容器,连接2和6引脚,引脚作为R15的短路引脚。HS1101的等效电容通过R15和R14充电达到上限电压，这时TLC555的引脚3由高电平变为低电平，然后通过R14开始放电，由于R15被7引脚内部短路接地，所以只放电到触发界线，这时TLC555芯片的引脚3变为高电平。通过传感器的不停充放电，产生方波输出。单片机的T1引脚（P3.5）为定时器/计数器1计数脉冲输入端，因为TLC555输出端有方波输出，所以将TLC555第3引脚（OUT端）接到单片机的T1引脚（P3.5）上,让单片机对该方波信号进行计数，进而推导出湿度值。图3.4.1HS1101电路图3.5人机接口电路设计3.5.1LCD液晶显示的设计本实验才用了16×2个字符，5×7点阵，8位数据接口的液晶显示。

在使用1602都必须进行初始化设置，并且每一个控制接口有固定的操作时序。1602液晶显示模块可以和单片机AT89C52直接接口，电路如图3.5.1：图3.5.11602液晶显示电路图3.5.2按键控制的设计矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到＋5V上。当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下的关键。然而，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。矩阵式键盘中的键实际上就是一个机械开关，该开关位于行线和列线的交点处，通过按键加以连接。当按下某个键时，该交点的行线和列线接通，相应行线或列线上的的电平发生变化，从而可以确定被按下的功能键。3行×3列的矩阵式键盘如图3.5.2：图3.5.23×3矩阵式键盘矩阵式键盘按键的识别：识别按键的方法很多，其中，最常见的方法是扫描法。按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行线在无键按下时处在高电平。显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此，必须使所有列线处在低电平。只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。CPU根据行电平的变化，便能判定相应的行有键按下。为进一步确定具体键，不能使所有列线在同一时刻都处在低电平，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均处于高电平，另一时刻，让下一列处在低电平，依此循环，这种依次轮流每次选通一列的工作方式称为键盘扫描。采用键盘扫描后，再来观察6号键按下时的工作过程，当第0列处于低电平时，第2行处于低电平，而第1、2列处于低电平时，第2行却处在高电平，由此可判定按下的键应是第2行与第0列的交叉点，即6号键。

3.6无线传输系统的设计3.6.1单片机与PTR2000接口电路的设计如图3.6.1，AT89C52单片机主要完成数据的采集和处理，向PTR2000模块发送数据，并接收由PC机通过PTR2000传送的数据。和单片机相连的PTR2000模块主要将单片机的待传数据调制成射频信号，再发送到PC机端的PTR2000模块，同时接收PC机端的PTR2000模块传送的射频信号，并调制成单片机可识别的TTL信号送至单片机。单片机的RXD和TXD引脚分别和PTR2000的DO和DI引脚连接，实现串行数据传输；决定PTR2000模块工作模式的TXEN引脚分别和单片机I／O控制口的P20口相连。CS是频道选择端，我们直接与引脚GND相连，即采用固定通信频道1，固定工作在433．92MHz。VCC接+5V直流电源，PWR引脚是选择工作状态的端口，当P=1时，模块处于正常工作状态；PWR=0时，模块处于待机微功耗状态，这里我们接VCC，使得它处于正常工作状态。图片3.6.1PTR2000与AT89c51相连原理图3.6.2PC机与PTR2000接口电路的设计该接口电路设计首先需进行电平转换。PC机的串口支持RS-232标准，而PTR2000模块支持TTL电平，选择MAX202器件进行两者间的电平转换，接口电路如图3.6.2所示。PTR2000模块进行串行输入、输出，引脚DI、DO通过电平转换器件和PC机串口相连；PTR2000的低功耗控制引脚。PWR接高电平VCC，即PTR2000固定工作在正常工作状态；频道选择引脚CS接GND低电平，即采用固定通信频道1，固定工作在433．92MHz；PC机串口的RTS信号控制TXEN引脚，以决定PTR2000模块何时为接收和发射状态。PC机和串口的传输速率设定为9600b／s，和单片机保持一致。图3.6.2P3.7看门狗电路的设计X25045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则X25045将从RESET输出一个高电平信号，经过微分电路C2、R3输出一个正脉冲，使CPU复位。如图3.7.1电路中，CPU的复位信号共有3个：上电复位(C1、R2)，人工复位(S、R1、R2)和Watchdog复位(C2、R3)，通过或门综合后加到RESET端。C2、R3的时间常数不必太大，有数百微秒即可，因为这时CPU的振荡器已经在工作。图3.7.1看门狗电路原理图看门狗定时器的预置时间是通过X25045的状态寄存器的相应位来设定的。如表2所示，X25045状态寄存器共有6位有含义，其中WD1、WD0和看门狗电路有关，其余位和EEPROM的工作设置有关。图3.7.2X25045状态寄存器WD1＝0，WD0=0，预置时间为1.4s。

WD1＝0，WD0=1，预置时间为0.6s。

WD1＝1，WD0=0，预置时间为0.2s。

WD1＝1，WD0=1，禁止看门狗工作。看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞，用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时，则看门狗定时时间很快增长到预置时间，迫使系统复位。4软件的设计4.1开发环境介绍Keil51：KeilC51是德国KeilSoftware公司（ARM公司之一）出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。它也提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。使用Keil需要有C语言的编程能力。C语言表达能力强，易于编程，可移植性好，可读性好。与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。在使用Keil进行仿真前，需要对程序不断利用C编译，用中断原理等功能去调试最终完成无线湿度变送器仿真的工作。4.2主程序的设计4.3各个功能模块的软件设计4.3.1湿度监测#include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintlongintf;longintk,q;sbitrs=P2^6;sbitrw=P2^5;sbitep=P2^7;ucharcodetable1[10]={"humidity="};ucharcodetable2[13]={"0123456789%."};ucharcodetable3[6]={"wait.."};voiddelay(intms){//延时子程序inti;while(ms--){for(i=0;i<2;i++);}}voidwritec(unsignedcharcmd){rs=0;rw=0;ep=0;P0=cmd;delay(1);ep=1;delay(1);ep=0;}voidwrited(unsignedchardate){rs=1;rw=0;ep=1;P0=date;delay(1);ep=0;}voidInit_timer(){TMOD=0x51;//01010001定时器0在模式1下工作16位定时器,定时方式定时器1在模式1下工作16位计数器，T1负跳变加1TL0=0x00;//定时器0初值定时50000usTH0=0x4C;TL1=0x00;//定时器1清零TH1=0x00;ET0=1;//使能定时器0中断ET1=1;//使能定时器1中断EA=1;//使能总中断TR0=1;//开始计时TR1=1;}voidinit(){writec(0x38);//delay(1);writec(0x0c);//delay(1);writec(0x06);//delay(1);writec(0x01);//清除LCD的显示内容}voiddisplay(intl){ inta,b,c,d,e;a=l/10000;l%=10000;b=l/1000;l%=1000;c=l/100;l%=100;d=l/10;l%=10;e=l; writec(0xc8); if((a==0)&&(b==0)) writed(table2[0]); elseif((a==0)&&(b!=0))writed(table2[b]);else{writed(table2[a]);writed(table2[b]); }writed(table2[c]);writed(table2[11]);writed(table2[d]);writed(table2[e]);writed(table2[10]); /* writed(table2[a]); writed(table2[b]); writed(table2[11]); writed(table2[c]); writed(table2[d]); writed(table2[e]); writed(table2[10]); */ }//初值/*****************************************************************************名称：timer0()*功能：定时器1，每50000us中断一次。*入口参数：****************************************************************************/voidtimer0()interrupt1{EA=0;TR0=0;TR1=0;TL0=0xb0;//重装值定时50000usTH0=0x3c;//TL0=0xFF;//重装值定时50000usOX4BFFH//TH0=0x4B;//tem0=TL1;//读数//tem1=TH1;