太阳能半导体空调控制装置的设计方法

3 硬件设计

　　本系统选用ATMEL公司生产的AT89C51单片机、2个DALLAS公司生产的DSl8B20集成温度传感器、电容式湿度传感器HSll01来进行硬件设计。系统分为湿度采集、温度采集、键盘显示、报警显示和执行输出五部分。各部分电路以AT89C51单片机为核心，并分别由单片机输入／出端口将温、湿度或键盘扫描信号采集到单片机，在经过单片机的运算处理后，由输入输出端口输出到报警显示和执行端口进行温、湿度的自动控制和监测。其控制系统结构框图如图3所示。

　　3．1 温度采集

　　单片机的PO.1和P0．2端口作为温度传感器的数据输入输出口。温度传感器DSl8B20采用一线制数据传输，所以本系统只需要一个端口，即可完成传感器的输入输出操作。温度传感器检测到模拟温度后，可将其转换成9～12位数字存储在暂存器中。读取温度值时，就可在严格的时序下从端口PC5上进行读取。

　　3．2 湿度采集

　　HSll01实际上相当于一个湿敏电容，其振荡电路由555定时器组成，当环境湿度变化时，湿度传感器HSll01的电容量会随之改变，这样，通过振荡电路可将该电容值转化为频率与之呈反比的方波信号，并将该信号通过PD3传送给单片机。单片机通过频率计算便可得到相应的湿度值。

　　3．3 键盘显示

　　CH452L是一键盘显示驱动芯片，其引脚DIN、DOUT、LOAD、DCLK分别跟单片机的PB0～PB2和PD2相连接，系统可以通过键盘设置各种参数。也可以通过数码管实时显示单片机采集到的温、湿度值。

　　3．4 输出执行端口

　　系统能够自动检测温、湿度值，并判断温、湿度值是否超出限值范围。若超出范围，则由PEO、PE1输出信号，以控制执行元件进行温、湿度的调节。为了提高系统的稳定性，在单片机系统与执行单元之间应使用光电隔离器，以对系统与现场环境。