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湿等特点。因而采用一般处理可达到精度为±5%RH的要求。IC1-a与R1,R2,C1组成多谐振荡器,其振荡频率f=1.44/(R1+2R2)C1,在本设计的参数下振荡频率约为50 Hz,其输出脉冲触发单稳态触发器。单稳态触发器由IC1-b、R3以及HS1101组成,输出脉宽取决于充电时间常数R3(C2+Cx)的值,即t=1.1R3(C2+Cx)。此输出脉冲经过R4、C3滤波后,经IC2(OP07)放大后输入到ADC0809的模拟电压输入通道1端。图5-2中,Rp1用来调零,Rp2用来调满刻。
图5-2 湿度检测电路
5.2粮库加温加湿电路的设计
5.2.1 固态继电器控温电路的设计
固态继电器SSR是一种四端有源器件,其中两端为输入控制端,另外两端为输出端。SSR分为单向直流固态继电器(DC-SSR)和双向交流固态继电器(AC-SSR)。AC-SSR又有过零触发器(Z型)和调相型(P型)之分。通常采用光电耦合器来实现输入和输出之间的电气隔离。其中,过零型具有零电压开启,零电流关断特性;随机开启型具有快速开启特性。SSR组成如图5-3所示。
对于随机开启型交流固态继电器,在输入端施加合适的控制信号Vi时,输出端立即导通,只有在Vi撤销后,当负载电流低于双向可控硅维持电流时输出才关断。而过零型SSR的输入端施加控制电压后,要等交流电压过零时才能导通,所以可能造成延迟。随机开启型SSR组成如下:
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图5-3 SSR组成框图
(1)驱动电路
采用开关控制电路图如图5-4所示
图5-4 开关控制电路图
(2)输出负载
小容量负载,如图5-5所示。
图5-5 小容量负载结构图
用于低容量负载时要注意固定继电器的两个特点: (1)最小负载电流。 (2)关断状态下的电流。
一般来说,固态继电器的开启电流至少是关断状态电流的10倍,如果负载电
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流低于这个值,负载需要并联一个电阻,以提高继电器的开启电流,见图5-5所示。
(3)尖峰电压保护
电压尖峰加在SSR 上时会使SSR在没有选通的情况下开启,因此尖峰电压超过了SSR的阻断电压或SSR在关闭状态下的dv/dt特性,因此,应在SSR上并联一个压敏电阻以消除尖峰电压。其电路图如图5-6所示。
图5-6 带有尖峰电压保护的小容量负载
当电磁阀或继电器的电流小于所用的SSR额定负载电流的最小值时,必须在负载上并联一个电阻。
5.2.2 74LS273八D触发器
74LS273是带有清除端的8D触发器,只有在清除端保持高电平时,才具有锁存功能,锁存控制端为11脚CLK,采用上升沿锁存,其结构图如图5-7所示。
图5-7 74LS273引脚结构图
8051的控制信号到74LS138译码后与写控制信号或非后使74LS273导通,74LS273的输出控制固态继电器工作,从而实现了对电阻丝和排风扇功率的控制。
5.2.3 加温加湿电路
工作原理如下:当设备内部的温度低于设定值的下限或设备内部的湿度大于设定值的上限时,单片机将输出低电平,起动加热电路使电加热元件开始工作,加热
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或干燥粮库内部;当设备内部温度大于低温加热设定上限时且湿度值小于过湿加热设定的下限时,单片机输出高电平停止加热;当粮库内部温度值超过粮库设定标准上限时,单片机输出低电平,使排风扇控制电路工作,开始排风散热;当粮库内部温度值小于排风降温设定下限时,单片机输出高电平,使排风扇控制电路停止工作。
该温湿度控制结构紧凑,调试安装方便,应用到某粮库之中。经长期使用,性能稳定可靠。该温湿控制不仅可应用于粮库内的温湿度检测与控制,也可应用于图书馆、档案馆、军需物资库等对温湿度有要求的场合。
图5-8 加温加湿电路图
5.3看门狗电路的设计
X25045是带有串行E2PROM的CPU专用监控器。X25045芯片的功能包括以下4点:
(1)上电复位控制:在对X25045通电时,RESET引脚输出高电平复位信号,并至少保持20ms,使CPU有效复位。由于RESET采用漏极开路输出,因此该输出端必须接一个上拉电阻。
(2)电源电压监控:当检测到电源电压低于内部门槛电压VTRIP时,RESET输出复位信号,直到电源电压高于VTRIP并至少保持20ms,复位信号才被撤消。VTRIP的出厂值根据芯片型号不同共有5个级别。
(3)串行E2PROM芯片内含512字节的存储单元,10万次可靠操作,数据保持时间100年。
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表5-1 X25045状态寄存器
7 0 6 0 D1 5 WD0 4 W3 BL1 L0 2 BL 1 WEP 0 WI表5-2 看门狗定时值设置
WD1 0 0 1 1 WD0 0 1 0 1 定时值的设置 1.4s 600ms 200ms 禁止看门狗工作 (4)看门狗定时器:X25045内置的看门狗定时器共有4种工作状态。由表5-1所示状态寄存器中的WD1,WD0位控制,表5-2列出了WD1,WD0组合的含义。用状态寄存器写指令可对WD1,WD0进行设置。图5-9是X25045与8051的一种接口方式,通过四根口线CS,SCK,SI和SO完成对X25045的操作。X25045内部操作的时序符合SPI总线接口协议的标准。对看门狗的复位由CS输入电平的下降沿完成,SCK是外部输入的同步时钟信号。在对芯片发出指令或输入数据时,时钟前沿将SI引脚信号输入;在读取数据时,时钟后沿将数据位输出到SO引脚上。数据不管输入/输出都是高位在先。
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