基于MXT8051的濕度、溫度以及CO濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

　　直流風(fēng)扇控制主回路

　　直流風(fēng)扇控制主回路采用MC34152驅(qū)動(dòng)BUCK電壓轉(zhuǎn)換電路，寫(xiě)入MXT8051的PWM寄存器的值變可以調(diào)節(jié)PWM的占空比，從而控制輸出到DC風(fēng)扇的電壓而達(dá)到控制風(fēng)扇出風(fēng)量的目的?？刂撇捎瞄_(kāi)環(huán)控制，有9檔，分別是10%，20%......90%的占空比。本系統(tǒng)采用了MXT8051的PWM1口。電路如圖4所示。

　　溫濕度和CO濃度檢測(cè)

　　溫濕度檢測(cè)采用DHT11， DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器， 包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件。它通過(guò)單線制串行接口與MCU進(jìn)行通訊， 每一bit數(shù)據(jù)都以50ms低電平時(shí)隙開(kāi)始，高電平的長(zhǎng)短決定了數(shù)據(jù)位是零還是1，26ms~28ms為0，70ms為1。因此必須要采用計(jì)時(shí)器以準(zhǔn)確計(jì)時(shí)以便分辨出數(shù)據(jù)位的值。這里DHT11的單線制串行接口連接到MXT8051的INT1口。輸出低電平到MXT8051的INT1，中斷觸發(fā)可設(shè)為下降沿觸發(fā)。計(jì)時(shí)采用MXT8051的TIMER1方式2 8位自動(dòng)重裝載模式，TMOD寄存器的GATE=1，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘采用系統(tǒng)時(shí)鐘以便可達(dá)到1ms的精度。當(dāng)TR1=1和INT1同時(shí)為1時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)。INT1中斷服務(wù)程序中讀出TL1的度數(shù)即為高電平脈沖的寬度，通過(guò)讀取此脈沖寬度時(shí)間便可判斷數(shù)據(jù)位的值。

　　CO濃度檢測(cè)采用TGS2442，負(fù)載電壓采用AIN1進(jìn)行電壓的AD轉(zhuǎn)換。TGS2442脈沖輸入的預(yù)熱控制采用GPIO的P0_5、P0_6。由于脈沖的周期為1s，精度為1ms，所以可以通過(guò)軟件延遲的方式去計(jì)算延遲時(shí)間而無(wú)需占用寶貴的計(jì)時(shí)器資源。

　　人機(jī)接口以及通訊

　　鍵盤(pán)采用3*4中斷掃描，行線接INT2~INT4，列線接P1_0~P1_3。P1_0~P1_3先拉低，當(dāng)有按鍵輸入時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)中斷，判斷得出行號(hào)，然后進(jìn)行掃描以得出列號(hào)。

　　由于MXT8051帶LCD驅(qū)動(dòng)，所以節(jié)省了LCD驅(qū)動(dòng)。采用開(kāi)發(fā)板帶的LCD顯示器進(jìn)行顯示。

　　至于通訊部分，為了減輕MXT8051負(fù)擔(dān)而只負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)RS232傳輸?shù)絇C，然后PC端進(jìn)行處理。由于MXT8051帶有UART，通訊芯片采用常用的MAX232。

　　主程序流程圖

　　軟件設(shè)計(jì)的核心在于電壓電流的檢測(cè)以及開(kāi)關(guān)相角的控制算法。開(kāi)關(guān)相角控制算法采用PID算法和軟啟動(dòng)控制。MXT8051的外部時(shí)鐘達(dá)到11.059MHz時(shí)，加上AD轉(zhuǎn)換的時(shí)間及開(kāi)關(guān)延遲等延遲時(shí)間，控制的反應(yīng)速度應(yīng)該也能滿足控制精度的要求。總軟件流程圖如圖5所示。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文給出的基于MXT8051的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)溫度、濕度和CO濃度，將實(shí)時(shí)狀況顯示于LCD上面。還可以通過(guò)RS232接入PC，將數(shù)據(jù)顯示并存儲(chǔ)于PC中。排風(fēng)系統(tǒng)由單相交流風(fēng)機(jī)和直流風(fēng)扇組成，通過(guò)控制晶閘管來(lái)調(diào)節(jié)交流電機(jī)以及PWM輸出從而控制直流風(fēng)扇。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1 MXT8051 datasheet, version 1.01, 北京時(shí)代民芯有限公司

　　2 MXT8051 demo board, 2009-4-8, 北京時(shí)代民芯有限公司

　　3 MAX9918/MAX9920 datasheet, MAXIM-IC.

　　4 MC34152 datasheet,October2004-rev7, ON semiconductor

　　5 DHT11 datasheet, 廣州奧松電子有限公司。

　　6 TGS2442 datasheet, revised 04/01, FIGARO