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마이크로 프로세서 8051 습도센서란?

습도란 대기중의 건습의 정도를 표시한 것으로 습도는 상대습도와 절대습도가 있습니다.

상대습도: 대기중에 실제로 포함되어 있는 수증기의 양(수증기 분압)과 그 대기 온도에 포함되어 얻어

             지는 최대한의 수증기의양(포화 수증기 분압)과의 비를 백분율로 나타낸 것입니다.

절대습도 : 1가압에서 1평방미터이 공기 중에 포함되어 있는 수증기의 양을 g으로 표시한것입니다.

             상대습도(Relative Himidity)는  %RH로 표기합니다.

습도계로는 건구와 습구를 사용해서 환산표로 맞추는 건습계와, 습도에 따라서 모발의 신축성을 이용

한 습도계등이 있지만, 정밀도가 비교적 낮아서 최근에는 전자 회로를 조합한 정밀도가 높은 습도

센서를 대부분 이용합니다.

습도센서는 크게 임피던스 변화형과 정전 용량 변화형 으로 나눠집니다. 

임피던스 변화형 습도 센서 : 습도 변화에 대응해서 감습막에 있는 수분양에 따라 저항이 변화하는

                                       센서로 교류를 인가하여 변화 신호를 얻습니다. 임피던스 변화형 습도

                                        센서는 갑습재를 이용한 고분자형과 세라믹형으로 나눠지게 됩니다.

감습재가 고분자의 경우, 공기중에 수분자와 고분자가 결합해서 이온을 만들고, 전기 전도가 생깁니다

세라믹의 경우에는 감습 재료의 다공질 표면에 흡착된 수분자를 분리시켜 이온을 만들고 전기 전도를

일으키게 됩니다. 상대 습도의 변화에 따라 이온의 농도가 변화되고 센서 소자의 임피던스 변화로

측정되어 상대 습도를 검출합니다. 고분자형과 세라믹형에서는 재질이 다른것도 잇지만, 어느 쪽도

전기 전도의 발생 구조가 거의 같아서 전기적 특징은 크게 다른지 않습니다. 전기적 특성은 지수

함수적으로 변하기 때문에 감도는 비교적 좋지만 상대 습도가 20%RH 이하의 낮은 범위에서는 저항

변화가 크기 대문에, 상대 습도 검출이 곤란한 단점이 있습니다.

그러나 센서에서 전기 신호를 얻는 변환 회로가 간단하기 때문에 소형화와 가격의 이점이 있습니다.

이는 에어컨이나 가습기 등의 습도 조정에 많이 사용됩니다.

정전 용량형 습도 센서 : 정전 용량형 습도 센서는 기판상에 하부 전극이 있고, 그 위에 고분자의

감습재를 균일하게 바르고, 그 위에 습도가 투입할 수 있는 성질의 상부 전극으로 되어 있습니다.

일반적으로 유리 혹은 세라믹 기판에 Au전극과 내습성의 재료가 사용되며, 센서에 도포되어 있는

감습재는 세롤로스 아세턴 등의 세롤로스에스텔 화합물 혹은 폴리 비뉴 알콜, 폴리 아크릴 폴드, 폴리

비닐 피리드 등의 고분자 재료가 사용됩니다.

고분자막의 비유전율은 건조 상태에서 약 3정도로, 공기 중의 수분자(비유전율80)의 흡수됨에 따라

비유전율이 변화하게 됩니다.

8051 마이크로 프로세서 AT89s51의 pin 기능 알아보기

우리가 일상생활에서 사용하는 세탁기, 냉장고같은 가전제품이나 컴퓨터 등의 제품에는 제어장치들이 들어 있어

편리하게 자동으로 사용하고 있습니다. 이는 여러개의 IC로 구성되어 있느 이를 소형화하여 원칩 마이컴 이라

부릅니다.

이 원칩 마이컴을 우리가 익혀 사용할수 있는데요 사용자가 만든 프로그램을 원칩 마이컴 메모리에 써 넣어

테스트 하여 볼 수 있습니다. 이중 8051 시리즈를 사용하여 볼건데요

그중에서 ATMEL사의 AT89s51에 대하여 알아볼께요 8051 프로세서의 모양은 아래처럼 4가지가 있는데요 그중에

가장 기본인 1번모양 40핀의 PDIP를 가지고 설명하여 보겠습니다.

AT89s51은 아래 그림과 같이 40개의 핀이 있는데요 4포트가 있는데요 각각의 포트 핀 기능을 알아보겠습니다.

    포트 0 (P0.0~P0.7)

8비트 오픈 드레인 양방향서 입, 출력 단자로 1.외부에 메모리를 사용하지 않았을 때에는 범용 이,출력 포트로 사용

할수 있습니다.  2. 외브에 프로그램 메모리와 데이터 메모리를 사용하였을때 하위 어드레스 A0~A7 과 데이이터

버스로 사용됩니다. 이때는 내부적으로 풀업이 되어 있습니다.

    포트 1 (P1.0~P1.7)

내부 풀업이 되어 있는 8비트 양방향서 입,출력 단자로 범용 입, 출력 포트로 사용됩니다.

핀P1.5~P1.7은 내부 플레시 메모리로 프로그램을 쓰기 할때 사용되는 핀으로 이 기능을 ISP(In system programming)

라고 합니다.

 P1.5 => MOSI(master out serial in) ISP 프로그래밍에서 데이터 출력

 P1.6 => MISO(master in serial out) ISP 프로그래밍에서 데이터 입력

 P1.7 => SCK(Serial Clock) ISP 프로그래밍에서 클록 입력

     포트 2(P2.0~P2.7)

내부 풀업을 갖는 8비트 양방향성 입,출력 단자로서

1.외부에 메모리를 사용하지 않았을때는 범용 입,출력 단자로 사용하고, 2. 외부에 메모리를 사용하였을경우 상위

어드레스로 사용A8~A15.

     포트 3(P3.0~P3.7)

내부 풀업을 갖는 8비트 양방향성 입,출력 단자로 이포트는 1.범용 입,출력 포트로 사용할수 있고, 2. 범용 입출력 포트

가 아닐경우

 P3.0 => Rxd(receive data) 수신데이터 입력

 P3.1 =>TxD(transmit data) 송신데이터 출력

 P3.2 => INT0(external interrupt 0) 외부인터럽트 0 입력

 P3.3 => INT1(external interrupt 1) 외부인터럽트 1 입력

 P3.4 => T0( timer 0 external input) 외부 클럭 0 입력

 P3.5 => T1( timer 1 external input) 외부 클럭 1 입력

 P3.6 => WR(write) 외부 데이터 메모리 쓰기 제어 신호

 P3.7 =>RD(read) 외부 데이터 메모리 읽기 제어 신호

     RESET (리셋핀 입력 H)

리셋을 위한 핀으로 2개의 사이클 동안 "H"가 입력되어야 함

    ALE(address latch enable)

외부 프로그램 메모리, 데이터 메모리를 사용할 경우 포트0이 어드레스(A0~A7), 데이터(D0~D7)로 사용됩니다.

ALE 신호는 포트 0이 어드레스 A0~A7로 동작한다는 것을 외부에 알리는 신호입니다.

     PSEN(program strobe enable)

외부 프로그램 메모리에서 데이터를 읽기 위한 리드신호가 되며, 데이터 메모리에서 메모리 데이터를 읽을 때는

동작하지 않습니다.

    EA(external access enable)

외부 프로그램 메모리를 사용할것인지 아닌지를 결정하는데 사용합니ㅏㄷ.

EA =0 :외부메모리 사용을 하겠다는 신호

EA=1 : 8051의 내부 메모리를 사용하겠다는 신호

     XTAL1

발진기 증폭기의 입력, 내부 클록 회로 입력

    XTAL2

인버팅 발진기 증폭기의 출력

    VSS :접지(-)

    VCC : +5V

위와 같이 AT89s51의 40개의 핀 기능에 대해 알아보았습니다. AT89s51은 ISP핀을 통하여 손쉽게 내장4k의 메모리에

자신이 프로그래밍한 프로그램을 쓰기하여 각 핀들의 동작을 제어하거나 다른 IC칩들과의 통신을 통해

외부의 데이터를 읽어들여 다시 입력한 데이터를 분석하여 출력을 내보낼수 있습니다.