太陽能半導體空調控制裝置的設計方法

3 硬件設計

　　本系統選用ATMEL公司生產的AT89C51單片機、2個DALLAS公司生產的DSl8B20集成溫度傳感器、電容式濕度傳感器HSll01來進行硬件設計。系統分為濕度采集、溫度采集、鍵盤顯示、報警顯示和執行輸出五部分。各部分電路以AT89C51單片機為核心，并分別由單片機輸入／出端口將溫、濕度或鍵盤掃描信號采集到單片機，在經過單片機的運算處理后，由輸入輸出端口輸出到報警顯示和執行端口進行溫、濕度的自動控制和監測。其控制系統結構框圖如圖3所示。

　　3．1 溫度采集

　　單片機的PO.1和P0．2端口作為溫度傳感器的數據輸入輸出口。溫度傳感器DSl8B20采用一線制數據傳輸，所以本系統只需要一個端口，即可完成傳感器的輸入輸出操作。溫度傳感器檢測到模擬溫度后，可將其轉換成9～12位數字存儲在暫存器中。讀取溫度值時，就可在嚴格的時序下從端口PC5上進行讀取。

　　3．2 濕度采集

　　HSll01實際上相當于一個濕敏電容，其振蕩電路由555定時器組成，當環境濕度變化時，濕度傳感器HSll01的電容量會隨之改變，這樣，通過振蕩電路可將該電容值轉化為頻率與之呈反比的方波信號，并將該信號通過PD3傳送給單片機。單片機通過頻率計算便可得到相應的濕度值。

　　3．3 鍵盤顯示

　　CH452L是一鍵盤顯示驅動芯片，其引腳DIN、DOUT、LOAD、DCLK分別跟單片機的PB0～PB2和PD2相連接，系統可以通過鍵盤設置各種參數。也可以通過數碼管實時顯示單片機采集到的溫、濕度值。

　　3．4 輸出執行端口

　　系統能夠自動檢測溫、濕度值，并判斷溫、濕度值是否超出限值范圍。若超出范圍，則由PEO、PE1輸出信號，以控制執行元件進行溫、濕度的調節。為了提高系統的穩定性，在單片機系統與執行單元之間應使用光電隔離器，以對系統與現場環境。