摘要：介紹了一種高性能便攜式PIC單片機(jī)濕度檢測(cè)儀的研制，詳細(xì)闡明了有關(guān)的工作原理和關(guān)鍵技術(shù)。本測(cè)試儀充分應(yīng)用ＰＩＣ單片機(jī)自身的軟硬件資源，具有智能化，小型便攜、可編程等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)、水文系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象等許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： PIC單片機(jī) 濕度測(cè)試儀 土壤含水量

適時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量周圍環(huán)境的濕度和土壤含水量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的許多領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，如在農(nóng)業(yè)上為了科學(xué)地對(duì)土壤進(jìn)行管理，需要經(jīng)常測(cè)試土壤含水量；在水利工程中，如水文站、堤壩上也需經(jīng)常測(cè)試土壤含水量，此外，土壤濕度測(cè)量在環(huán)保、氣象、國(guó)防施工中更是不可缺少的測(cè)量項(xiàng)目。如何使這種繁瑣的測(cè)量以及相關(guān)數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，成為人們急需解決的重要課題。 

本文介紹一種高性能、便攜式、可編程的由PIC16C74單片機(jī)為主構(gòu)成的濕度測(cè)試儀，詳細(xì)闡明了該儀器的工作原理、基本功能框圖、關(guān)鍵技術(shù)以及相應(yīng)的工作軟件流程。 １儀器基本原理及功能框圖  

本儀器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示，芯片選用價(jià)格低廉，性能優(yōu)良的PIC16C74單片機(jī)，充分利用其提供的軟硬件資源，配以相應(yīng)的外圍電路完成土壤含水量檢測(cè)。主要組成部分包括：濕度傳感器，PIC單片機(jī)，外存儲(chǔ)器（Ｅ２ＰＲＯＭ），觸摸式鍵盤，液晶顯示屏（ＬＣＤ），電池電源通斷控制電路，以及向計(jì)算機(jī)傳送數(shù)據(jù)的通訊接口電路等部分。傳感器選用的是一種專利產(chǎn)品，其作用是直接將探測(cè)頭插入待測(cè)土壤中，將土壤濕度轉(zhuǎn)化成相應(yīng)模擬電壓，電壓范圍在０～１．２Ｖ，該模擬電壓經(jīng)運(yùn)算放大器放大到０～５Ｖ范圍內(nèi)的電壓后，送到ＰＩＣ１６Ｃ７４的Ｉ／Ｏ口，單片機(jī)內(nèi)有８?jìng)€(gè)通道的Ａ／Ｄ變換器，選一個(gè)口作為模擬電壓輸入通道，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值，按電壓－含水量公式，經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算，得出實(shí)際的土壤含水量值，送入外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器儲(chǔ)存，以備傳輸和處理之用，同時(shí)送入液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示。

本儀器設(shè)定每批數(shù)據(jù)由１６字節(jié)組成，外存儲(chǔ)器容量為６４Ｋ字節(jié)，所以外加存儲(chǔ)器最大存儲(chǔ)容量可達(dá)５１２批。為了對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，需要把各測(cè)試點(diǎn)的大量數(shù)據(jù)送往計(jì)算機(jī)，為完成數(shù)據(jù)傳輸，我們選用ＲＳ２３２標(biāo)準(zhǔn)接口方式，器件選用ＭＡＸ２０２作為接口器件，數(shù)據(jù)通過Ｉ／Ｏ接口送入計(jì)算機(jī)，再由它進(jìn)行進(jìn)一步處理，繪出測(cè)試曲線、圖表，然后進(jìn)行分析、打印和存檔。 <br />由于儀器體積小，按鍵選用觸摸開關(guān)，能夠完成電源控制（ＯＮ），測(cè)量（ＭＥＡＳＵＲＥ），前翻頁（ＵＰ），后翻頁（ＤＮ），清除（ＣＬＥＡＲ），認(rèn)可（ＡＣＫ）等功能，可使用戶靈活操作。電源采用９Ｖ標(biāo)準(zhǔn)電池供電，并由專門的電源控制電路控制電源通斷，由ＰＩＣ６４Ｃ７４單片機(jī)監(jiān)測(cè)電池供電情況，電壓在正常工作范圍時(shí)，液晶屏顯示"Ｈ"，低于所定標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)，顯示"Ｌ"，表明需要換電池。 <br />由于我們研制的測(cè)試儀采用了高性能單片機(jī)芯片，可利用的軟硬件資源豐富，需要的外圍器件較少，具有很強(qiáng)的功能，并且功耗低，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。