摘要： 环境检测仪以AT89C52为控制核心，从芯片DS1302读取时间信息，从单总线温湿度传感器DHT11读取温湿度信息。利用具有串行输入输出的芯片TLC2543读取模拟传感器光度、气体等信息。检测仪利用TLC2543的多模拟输入通路可同时连接多个模拟传感器，实现检测可配置功能。整个检测仪具有可配置、便携式、硬件简单的特点，检测仪还可设置参数的上下限值以及实现报警功能。
关键词： 检测仪； 传感器； 总线
中图分类号： TP723
文献标志码： A
文章编号： 2095-2163（2017）05-0129-04
Abstract： The environment detector adopts AT89C52 as the control core， reads time information from the chip DS1302， reads the temperature and humidity information from the single bus temperature and humidity sensor DHT11. Meanwhile，the detector uses the chip TLC2543 which has serial input and output structure to read information from analog sensors， such as luminosity， gas and other information. Moreover， the detector also uses multiple analog input channels of the chip TLC2543 to connect multiple analog sensors， therefore realizes the configurable function. The detector is configurable， portable and the hardware is simple，particularly the detector can set the upper and lower values of the parameters and realize the alarm function.
Keywords： environment detector； analog sensors； bus
0引言
隨着社会发展和生活质量的提升，环境问题已受到人们的高度重视与广泛关注，现实生活中很多场合需要对环境参数进行检测，以此来对人们的日常生活和工农业生产提供建议与助益。这就使得对环境展开实时监测将尤显突出与必要[1-2]。专业的检测仪一般价格昂贵，而且操作复杂，不利于普及使用，本文研发设计的检测仪具有可配置性、小巧便携、即开即用等特点，因而在时下的普通家居环境以及工农业生产中均可获得良好的应用普适性和广阔的应用前景。
本文内容论述安排如下：首先研究了系统的整体设计，接着设计提出了各个重要的硬件模块的设计和整体软件设计，最后对本系统进行了功能仿真和性能分析。
1系统整体设计
系统硬件电路主要包括时钟电路、温湿度检测电路、TLC2543模数转换电路[3]、各种传感器电路、24C02存储电路以及LCD液晶显示模块和报警电路。系统整体框架电路即如图1所示。其中，AT89C52从芯片DS1302读取时间信息[4]，从单总线温湿度传感器DHT11读取温湿度信息[5]。根据用户需求把相关的模拟传感器的输出接到TLC2543的模拟输入通道上，经过TLC2543的转换利用串行接口把数据信号传送给AT89C52。利用按键来选择TLC2543的输入通道从而指定采集不同的环境参数，用户可以把参数值的上限和下限保存在EEPROM中[6]，并可以通过按键调节显示新的设置值，当参数值超出上下限时启动报警功能。
2硬件设计
本文设计的环境检测仪适合广大家居环境以及普通工农业生产的应用，在这些应用中对时间以及温湿度的要求是常规基础式的，因此检测仪把温湿度及时间作为固定配置，其它的环境参数采集则可由用户根据具体需求另加配置。
2.1可配置环境参数采集功能的设计
本系统的可配置功能主要得益于文中采用的A/D-TLC2543，TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术控制运行整个A/D转换过程，由于是串行输入结构，能够节省单片机的I/O资源，且价格适中，分辨率高，因此在仪器仪表中获得了广泛应用。利用TLC2543的11个模拟输入通道，本文的环境检测仪可以外接11种模拟传感器，用户可根据自己的需求选择不同的传感器组合，可选的模拟传感器有声音传感器、气体传感器、霍尔传感器、光照传感器、压电传感器等等。这有助于本系统的可配置功能的实现[7]。本系统在选择不同传感器输入通道时，对TLC2543的编程时，只需要对通道参数channel做出改变即可。对应的程序可做如下描述：
在时间及温湿度传感器的选择中，研究主要考虑采用串行芯片以简化硬件设计，从而实际获得仪器的便携性。时钟芯片采用接口简单、价格低廉、使用方便的DS1302，可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。温湿度传感器采用的是DHT11，这是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，其中应用了专业的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有高端可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，该产品展现了品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。而且，在其中还有单线制串行接口，使系统集成更加简易快捷，体积超小、功耗极低，现已成为温湿度检测应用中的最佳选择。