基于ADμC812單片機(jī)的多路溫濕度測(cè)控系統(tǒng)

1 引言?
??? 由美國(guó)模擬器件公司新近推出的ADμC812單片機(jī)，其內(nèi)部包含了高精度的8通道12位模數(shù)變換器(ADC)，2通道12位數(shù)模變換器（DAC）以及可編程的8位（與8051單片機(jī)兼容）微控制器單元（MCU）,另有8Kbytes閃速/電擦除程序存儲(chǔ)器，640B的閃速/電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，通用異步收發(fā)信機(jī)（UART），串行外圍接口(SPI) 和I?2C串行總線(xiàn)端口，還有看門(mén)狗，電源監(jiān)控等功能。它可廣泛地應(yīng)用于各種測(cè)控系統(tǒng)。本文主要介紹ADμC812單片機(jī)在多路溫濕度測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2 ADμC812單片機(jī)介紹
2.1 功能方框圖
??? ADμC812單片機(jī)的功能如圖1所示。

2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分?
??? 它包含了5μs、8通道12位的單電源A/D轉(zhuǎn)換器，它接收的模擬量輸入范圍為0-Vref，片內(nèi)提供高精度、低漂移的2.5V基準(zhǔn)電壓，外部基準(zhǔn)在2.3V-AVdd(模擬正電源電壓)的范圍內(nèi)。
??? 它的工作由3個(gè)特殊功能寄存器（SFR）來(lái)控制：?
??? ·ADCCON1：控制轉(zhuǎn)換和采集時(shí)間，硬件轉(zhuǎn)換模式以及掉電模式。格式：
???
??? 上述格式中,? MD1、MD0是控制ADC的工作模式，為01時(shí)，ADC正常工作。CK1、CK0是選擇送入ADC時(shí)鐘的主時(shí)鐘分頻系數(shù)，可選的分頻比分別為1、2、4、8。AQ1、AQ0是選擇采樣/保持電路采集輸入信號(hào)的時(shí)間，可選1、2、4、8個(gè)ADC時(shí)鐘數(shù)。T2C為1時(shí)，將由定時(shí)器2的溢出位來(lái)啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換。EXC為1時(shí)，將由外部引腳，即P3.5的低電平啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換。
??? ·ADCCON2：控制ADC通道選擇和轉(zhuǎn)換模式。格式：
???
??? 上述格式中，ADCI是ADC中斷標(biāo)志位，在單個(gè)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，由硬件置位，當(dāng)MCU響應(yīng)ADC中斷服務(wù)子程序時(shí)，由硬件清除。DMA是DMA模式使能位，為1時(shí)，啟動(dòng)ADC的DMA模式工作。CCONV是連續(xù)轉(zhuǎn)換位，為1時(shí)，ADC進(jìn)入連續(xù)轉(zhuǎn)換模式。SCONV是單次轉(zhuǎn)換位，為1時(shí)，ADC開(kāi)始單個(gè)轉(zhuǎn)換周期，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成時(shí)，SCONV位自動(dòng)復(fù)位至“0”。CS3、CS2、CS1、CS0是通道選擇位，0-7對(duì)應(yīng)8路模擬量輸入通道。
??? ·ADCCON3：忙狀態(tài)指示。格式：
???
??? 上述格式中，BUSY是ADC忙狀態(tài)位，高電平有效。其余位則被保留，供內(nèi)部使用。?
2.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分?
??? 兩個(gè)片內(nèi)12位DAC通過(guò)單個(gè)控制特殊功能寄存器和4個(gè)數(shù)據(jù)特殊功能寄存器來(lái)控制，即，DAC0L、DAC1L：低8位DAC字節(jié)；DAC0H、DAC1H：高4位DAC字節(jié)；DACCON：DAC0和DAC1操作所需的通用控制位。
??? DACCON的格式：
??
??? 上述格式中，MODE是模式選擇位，為1時(shí)，8位模式；為0時(shí)，12位模式。 RNG1、 RNG0分別是DAC1/ 0輸出范圍選擇位，為1時(shí)，0-Vdd；為0時(shí)，0-Vref。CLR1、 CLR0分別是DAC1/ 0清除位，低電平有效。SYNC是DAC1/ 0更新同步位，高電平有效。PD1、 PD0分別是DAC1/ 0掉電位，低電平有效。
3 在多路溫濕度測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1 硬件設(shè)計(jì)
??? 利用ADμC812單片機(jī)的8路模擬量輸入通道可分別對(duì)4路溫度和4路濕度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，2路模擬量輸出通道可用于控制通風(fēng)除濕系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)多路的溫度、濕度的自動(dòng)檢測(cè)、顯示和調(diào)控系統(tǒng)。如圖2所示。

??? 多個(gè)該系統(tǒng)還可通過(guò)串行口分別與上位機(jī)聯(lián)接，組成主從分布式結(jié)構(gòu)，在下位機(jī)上完成數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示、設(shè)置、判斷、報(bào)警、控制輸出和通信等功能，在上位機(jī)上完成多臺(tái)集中的溫濕度顯示、置初值、報(bào)警、制表和打印等功能。硬件框圖如圖3所示。

3.2 軟件設(shè)計(jì)
??? 下位機(jī)系統(tǒng)上電進(jìn)行初始化，包括ADC模塊、DAC模塊、定時(shí)器和串行口等。
??? ADC模塊初始化：設(shè)置ADCCON1~3這三個(gè)特殊功能寄存器的初值。DAC模塊初始化：設(shè)置DACCON的初值。定時(shí)器初始化：設(shè)置TMOD，送計(jì)數(shù)初值至（TH，TL），啟動(dòng)定時(shí)器（TR=1），開(kāi)中斷（ET=1，EA=1）。串行口初始化：設(shè)置SCON，PCON，開(kāi)中斷（ES=1，EA=1）。定時(shí)器和串行口的初始化與MCS-51單片機(jī)相同。然后，定時(shí)采樣各路溫濕度，并與預(yù)置值進(jìn)行比較，若正常，輸出為零，繼續(xù)采樣；若不正常，則聲光報(bào)警，并啟動(dòng)通風(fēng)除濕系統(tǒng)。系統(tǒng)主程序流程圖如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)
??? ADμC812單片機(jī)功能強(qiáng)，體積小，性能穩(wěn)定，且價(jià)格比較便宜。因此，它不僅適用于多路溫濕度測(cè)控系統(tǒng)，也適用于稱(chēng)重系統(tǒng)，智能化傳感器校正與調(diào)節(jié)系統(tǒng)，便攜式電子儀器等其它測(cè)控系統(tǒng)中。它是新一代的真正意義上的單片機(jī)系統(tǒng)，必將給控制領(lǐng)域帶來(lái)新的沖擊。

參考文獻(xiàn)

1 何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1994?
2 張振榮等編.MCS-51單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù).北京:人民郵電出版社，2000