基于ADμC812单片机的多路温湿度测控系统

2011-10-26

1 引言
由美国模拟器件公司新近推出的ADμC812单片机，其内部包含了高精度的8通道12位模数变换器(ADC)，2通道12位数模变换器（DAC）以及可编程的8位（与8051单片机兼容）微控制器单元（MCU）,另有8Kbytes闪速/电擦除程序存储器，640B的闪速/电擦除数据存储器，通用异步收发信机（UART），串行外围接口(SPI) 和I?2C串行总线端口，还有看门狗，电源监控等功能。它可广泛地应用于各种测控系统。本文主要介绍ADμC812单片机在多路温湿度测控系统中的应用。
2 ADμC812单片机介绍
2.1 功能方框图
ADμC812单片机的功能如图1所示。

2.2 模数转换部分
    它包含了5μs、8通道12位的单电源A/D转换器，它接收的模拟量输入范围为0-Vref，片内提供高精度、低漂移的2.5V基准电压，外部基准在2.3V-AVdd(模拟正电源电压)的范围内。
    它的工作由3个特殊功能寄存器（SFR）来控制：
    ·ADCCON1：控制转换和采集时间，硬件转换模式以及掉电模式。格式：

    上述格式中, MD1、MD0是控制ADC的工作模式，为01时，ADC正常工作。CK1、CK0是选择送入ADC时钟的主时钟分频系数，可选的分频比分别为1、2、4、8。AQ1、AQ0是选择采样/保持电路采集输入信号的时间，可选1、2、4、8个ADC时钟数。T2C为1时，将由定时器2的溢出位来启动ADC转换。EXC为1时，将由外部引脚，即P3.5的低电平启动ADC转换。
    ·ADCCON2：控制ADC通道选择和转换模式。格式：

    上述格式中，ADCI是ADC中断标志位，在单个ADC转换结束时，由硬件置位，当MCU响应ADC中断服务子程序时，由硬件清除。DMA是DMA模式使能位，为1时，启动ADC的DMA模式工作。CCONV是连续转换位，为1时，ADC进入连续转换模式。SCONV是单次转换位，为1时，ADC开始单个转换周期，当转换完成时，SCONV位自动复位至“0”。CS3、CS2、CS1、CS0是通道选择位，0-7对应8路模拟量输入通道。
    ·ADCCON3：忙状态指示。格式：

    上述格式中，BUSY是ADC忙状态位，高电平有效。其余位则被保留，供内部使用。
2.3 数模转换部分
    两个片内12位DAC通过单个控制特殊功能寄存器和4个数据特殊功能寄存器来控制，即，DAC0L、DAC1L：低8位DAC字节；DAC0H、DAC1H：高4位DAC字节；DACCON：DAC0和DAC1操作所需的通用控制位。
    DACCON的格式：

    上述格式中，MODE是模式选择位，为1时，8位模式；为0时，12位模式。 RNG1、 RNG0分别是DAC1/ 0输出范围选择位，为1时，0-Vdd；为0时，0-Vref。CLR1、 CLR0分别是DAC1/ 0清除位，低电平有效。SYNC是DAC1/ 0更新同步位，高电平有效。PD1、 PD0分别是DAC1/ 0掉电位，低电平有效。
3 在多路温湿度测控系统中的应用
3.1 硬件设计
    利用ADμC812单片机的8路模拟量输入通道可分别对4路温度和4路湿度信号进行检测，2路模拟量输出通道可用于控制通风除湿系统，构成一个多路的温度、湿度的自动检测、显示和调控系统。如图2所示。

多个该系统还可通过串行口分别与上位机联接，组成主从分布式结构，在下位机上完成数据的采集、处理、显示、设置、判断、报警、控制输出和通信等功能，在上位机上完成多台集中的温湿度显示、置初值、报警、制表和打印等功能。硬件框图如图3所示。

3.2 软件设计
下位机系统上电进行初始化，包括ADC模块、DAC模块、定时器和串行口等。
ADC模块初始化：设置ADCCON1~3这三个特殊功能寄存器的初值。DAC模块初始化：设置DACCON的初值。定时器初始化：设置TMOD，送计数初值至（TH，TL），启动定时器（TR=1），开中断（ET=1，EA=1）。串行口初始化：设置SCON，PCON，开中断（ES=1，EA=1）。定时器和串行口的初始化与MCS-51单片机相同。然后，定时采样各路温湿度，并与预置值进行比较，若正常，输出为零，继续采样；若不正常，则声光报警，并启动通风除湿系统。系统主程序流程图如图4所示。