基于-单片机湿度采集系统设计.doc
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1、- -目 录1 绪论21.1引言21.2设计意义22 总体方案设计32.1总体设计框图32.2器件的选择32.2.1 传感器32.2.2 A/D转换电路42.2.3 显示电路42.2.4 加湿除湿电路42.2.5 预定值按键电路42.3 系统工作原理43 单元电路设计53.1 湿度传感器53.2 A/D转换电路53.3 湿度采集及A/D转换电路73.4 单片机73.5 按键电路83.6 报警电路93.7 显示电路104 系统软件设计114.1 系统软件流程框图115 绪论11参考文献12摘要人体对生存环境的湿度有很高的要求,相对湿度以50%-70%为好,冬季最好不低于40%,夏季不高于80%。
2、如果湿度过大,极易导致衣服皮革受潮发霉、电器及精细仪器受潮受损;春季细菌滋生,易诱发呼吸道疾病,风湿病;夏季人体散热困难,增加中暑时机;冬季会加速热的传导,使人倍觉寒冷。在科研单位或实验室,生产车间,如果环境温度控制不好,也将对实验结果和产品质量造成极大的影响。因此,准确的湿度控制尤为重要。本设计通过使用湿度传感器HIH3610完成湿度信号的采集,通过A/D转换电路将模拟信号转为数字信号后,送给单片机AT89C51,再有单片机对信号进展处理,最后由显示电路显示结果,报警电路实时报警,从而完成湿度检测系统的全部功能。本设计的完成使一定空间的环境湿度得到有效的控制与调节,满足了人体对环境湿度的要求
3、,具有很高的价值。关键词:湿度传感器、单片机、报警、显示1绪论1.1引言随着信息时代的到来,作为获取信息的手段传感器技术得到了显著的开展,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术开展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的根本构造、工作原理及特性是非常重要的。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。因此,不仅必须掌握各类传感器的构造、原理及性能指标,还
4、必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面,传感器的被检测信号来自于各个应用领域,每个领域都是为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。湿度传感器是其中重要的一类传感器,其开展速度之快,以及应用之广,可谓是划时代的。1.2设计意义在人的日常生活中,居住空间也是一个人工环境。空气污染,直接威胁人的身体安康;噪音污染,影响人的情绪、工作、休息和饮食,可以导致
5、神经衰弱;温度过热过冷,导致人的不适;空气过湿,将使人们感到沉闷和窒息;空气枯燥,又会使人的口腔感到不适,甚至可能发生咽喉炎等疾病。如果能使系统自动控制这个常见的空间,人的生活将更舒适。众所周知,空气是多种气体的混合物,其主要成分是由氧气、氮气以及总数不到1%的稀有气体和二氧化碳组成,此外空气中还有一种重要的、数量上经常变化的成分水汽。通常,空气中水汽的含量用湿度表示。空气湿度与人类关系密切。人们的日常生活和生产活动及动植物的生存,都与周围环境的湿度息息相关,从日常生活、家电、交通、医疗、气象、工农业都需要进展湿度测量。2 总体方案设计2.1总体设计框图HIH3610湿度传感器A/D转换ADC
6、0809LED显示电路AT89C51单片机预定按键加湿电路除湿电路报警电路图2.1 总体设计框图2.2器件的选择2.2.1 传感器传感器以探头形式安装在车间,是由湿度传感器及相应调理电路组成。其中湿度传感器采用HIH3610湿度传感器,测量精度高,响应迅速,能直接将湿度信号转换为直流电压信号输出。根据湿敏电阻在湿度改变时,阻值发生相应变化的特性,设计转换电路将采集到的湿度信号转换为电压值,送A/D通道处理。2.2.2A/D转换电路本系统中,湿度为缓变信号,而且转换成的电平信号为低电平缓变信号,对A/D转换的要求不高,所以选用较为廉价的ADC0809。该芯片是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器
7、,完全可以满足设计需要,并且可以根据需要扩展检测电路。2.2.3 显示电路采用四位LED显示电路对湿度值进展实时显示。锁存驱动电路选用了74LS164芯片,满足设计要求。2.2.4 加湿除湿电路当检测的湿度值高于设定的湿度值围时,单片机停顿加湿,同时进展除湿;当湿度值低于设定的湿度围时,单片机停顿除湿进展加湿。为了得到准确的湿度测量值,还应在测量湿度的同时测量环境湿度传感器电源电压值。2.2.5 预定值按键电路为了完成预定湿度值的设置,系统中设置了5个按键,分别为开场键,加一键,减一键,设定键和确认键。2.3 系统工作原理本次设计的湿度检测系统主要由单片机控制电路,湿度检测电路和外围电路组成。
8、首先,由湿度检测电路将检测点的湿度数据检测出来,然后将模拟信号送至A/D转换电路进展转换,再将转换后的数字信号送给单片机处理,通过单片机进展数据比拟分析,把实时湿度值送到显示电路进展显示。当湿度高于或低于规定数值时,单片机发出指令,由加湿除湿电路进展处理,同时报警。由键盘电路可改变预设的湿度围,从而根据季节和时间等具体需要对湿度检测系统控制的湿度围进展调节。3 单元电路设计3.1 湿度传感器湿度采集选用HIH3610湿度传感器。HIH3610是美国Honeywell公司生产的相对湿度传感器,该传感器采用热固聚酯电容式传感头,同时在部集成了信号处理功能电路,因此该传感器可完成将相对湿度值变换成电
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