付文 ppt

1、數(shù)字溫濕度計—測量電路設(shè)計,答辯學生：付文,學 號 ：0521080106,指導(dǎo)老師：李潔,設(shè)計任務(wù)及要求,1.能夠滿足測量范圍：溫度-30—+100度，濕度1%—100%Rh。2.單片機測量的數(shù)據(jù)準確，系統(tǒng)允許的誤差范圍在0.5度和1%Rh以內(nèi)。3.如果測量溫度或濕度高于設(shè)定值，則應(yīng)及時準確地發(fā)出報警信號。4.設(shè)計出原理圖并繪制電路版圖。,簡介,溫濕度是日常生活中無時不在的物理量，溫濕度的控制在各個領(lǐng)域都有積極的意義。很多

2、行業(yè)中都有大量的用電加熱設(shè)備，如用于熱處理的加熱爐，用于融化金屬的坩鍋電阻爐及各種不同用途的溫度箱等，采用單片機對它們進行控制不僅具有控制方便、簡單、靈活性大等特點，而且還可以大幅度提高被控溫濕度的技術(shù)指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，智能化溫濕度控制技術(shù)正被廣泛地采用。本溫濕度設(shè)計采用現(xiàn)在流行的AT89S52單片機，配以DS18B20數(shù)字溫度傳感器。單片機將檢測到的溫濕度信號與輸入的溫濕度上、下限進行比較，由此作出判斷是否啟動

3、繼電器以開啟設(shè)備。本設(shè)計還加入了常用的數(shù)碼管顯示及狀態(tài)燈顯示燈常用電路，使得整個設(shè)計更加完整，更加靈活。,目錄,第一章 緒論第二章 總體設(shè)計方案與比較第三章 系統(tǒng)整體設(shè)計第四章 結(jié)論第五章 致謝,第一章 緒論,1.1溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計的背景、發(fā)展歷史及意義隨著微型計算機和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，自動檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，倉庫的溫度和濕度自動監(jiān)測控制方面的研究有了明顯的進展。美國、日本的倉庫監(jiān)測設(shè)施近20年來發(fā)展很快，他們結(jié)合

4、本國條件做出了具有創(chuàng)新特色的成就，其中倉庫環(huán)境調(diào)控技術(shù)均有較高水平，但其監(jiān)控設(shè)備價格昂貴。我國近年引進了多達16個國家和地區(qū)的倉庫環(huán)境控制系統(tǒng)，對吸收國外先進經(jīng)驗、 推動倉庫溫度濕度自動檢測產(chǎn)生了積極的作用，但多因能耗過大，造價高，品種未能配套，未能達到很好的效果。中國的倉庫環(huán)境綜合控制系統(tǒng)必須走適合中國國情的發(fā)展道路，在引進、消化、 吸收國內(nèi)外先進技術(shù)和科學管理的基礎(chǔ)上， 進行總結(jié)提高、集成創(chuàng)新、超前示范，既開發(fā)適宜我國經(jīng)濟發(fā)展水平，

5、又能滿足不同氣候條件，接近或達到世界先進水平的智能化倉庫監(jiān)測系統(tǒng)。在專用品種、綜合配套技術(shù)、貯運營銷上，應(yīng)該研制具有中國知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子計算機已用于控制倉庫環(huán)境?？刂葡到y(tǒng)由中央控制裝置、終端控制設(shè)備、傳感器等組成。先編制出倉庫存放糧食最優(yōu)環(huán)境條件的管理程序表，存儲于電子計算機的記憶裝置中，電子計算機根據(jù)程序表確認、修正各倉庫的參數(shù)，并給終端控制系統(tǒng)指令。終端控制設(shè)備向中央控制裝置輸送檢測信息，根據(jù)中央控制

6、裝置的指令輸出控制信號，使電器機械設(shè)備執(zhí)行動作，實現(xiàn)糧食倉庫的環(huán)境調(diào)節(jié)。該種系統(tǒng)可以達到自動控制降溫、除濕、通風。根據(jù)需要，通過鍵盤將信息輸入中央管理室，根據(jù)情況可隨時調(diào)節(jié)倉庫溫度。溫度和濕度的測量和控制是許多行業(yè)的重要工作目標之一，不論是糧食倉庫、中藥材倉庫，還是圖書保存，都需要有規(guī)定的溫度和濕度，然而溫度和濕度卻是最不易保障的指標，針對這一情況，研制可靠且實用的溫度和濕度檢測與控制系統(tǒng)就顯得非常重要。隨著工業(yè)的發(fā)展，需要對溫濕度控

7、制的場合越來越多。對糧倉而言，溫濕度的高低對糧食的質(zhì)量影響很大，溫濕度過高會使糧食變質(zhì)，濕度過大會使霉菌和害蟲滋生。由于溫濕度的檢測控制不當，可能使我們導(dǎo)致無法估計的經(jīng)濟損失。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強糧倉內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作，但傳統(tǒng)的方法是用濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計和濕度試紙等測試器材，通過人工進行檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進行通風、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的溫度及濕

8、度誤差大，隨機性大。因此我們需要一種造價低廉、使用方便且測量準確的溫濕度測量儀。,溫濕度控制系統(tǒng)的目的與功能,溫濕度控制系統(tǒng)的目的本設(shè)計的內(nèi)容是溫濕度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫濕度。溫濕度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫濕度控制。而以往溫濕度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫濕度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫濕度控制系統(tǒng)，它

9、應(yīng)用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。基本功能主要實現(xiàn)檢測溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉(zhuǎn)換成電信號，再運用單片機進行數(shù)據(jù)的分析和處理。為顯示和報警電路提供信號。主要技術(shù)參數(shù)溫度檢測范圍 ： -30℃-+100℃ 測量精度 ： 0.5℃ 濕度檢測范圍 ： 1%-100%RH 檢測精度 ： 1%RH,第二章 總體設(shè)計方案與比較,本設(shè)計是

10、基于單片機對數(shù)字信號的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號，和A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，以單片機為核心的一套檢測系統(tǒng)，其中包括A/D轉(zhuǎn)換、單片機、溫度檢測、濕度檢測、顯示、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計。 本設(shè)計由信號采集、信號分析和信號處理三個部分組成的。 信號采集 由溫度傳感器、濕度傳感器及多路開關(guān)組成； 信號分析 由A/D轉(zhuǎn)換器、單片機基本系統(tǒng)組成； 信號處理 由串行口LED顯示器和報警系統(tǒng)

11、等組成。,系統(tǒng)總體框圖,,主控制電路和測溫濕控制電路,本次硬件設(shè)計的核心是At89s52.其他部件都是圍繞它設(shè)計的。測量溫度采用AD590溫度傳感器，它的測溫范圍在-55℃～+150℃之間，而且精度高。M檔在測溫范圍內(nèi)非線形誤差為±0.3℃。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會損壞，使用可靠。它只需直流電源就能工作，而且，無需進行線性校正，所以使用也非常方便，接口也很簡單。作為電流輸出型傳感器的

12、一個特點是，和電壓輸出型相比，它有很強的抗外界干擾能力，AD590的測量信號可遠傳百余米。 測量濕度采用HS1100/HS1101濕度傳感器。HS1100/HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。具有完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，響應(yīng)時間快速，專門設(shè)計的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制

13、造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。相對濕度在1%-100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于±2%RH；響應(yīng)時間小于5S；溫度系數(shù)為0.04 pF/℃，可見精度是較高的。,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖,,方案論證,主控制器的功能由單片機完成，主要負責處理由數(shù)字溫濕度傳感器送來數(shù)據(jù)，并把處理好的數(shù)據(jù)送向顯示模塊。數(shù)字溫濕傳感器主要用來采集周圍壞境參數(shù)，并把所采集來的參數(shù)送向主控制器。按鍵電路主要用來完成單片機的復(fù)位操

14、作和溫濕度初始值的設(shè)定。這里需要四個按鍵，一個用來完成單片機的復(fù)位操作，一個用來切換顯示的數(shù)據(jù)，（是設(shè)定值還是實際測得的值），另外兩個用來設(shè)定初始溫度和初始濕度的個位和十位。報警電路就是用一個發(fā)光二極管來實現(xiàn)的，用來判斷周圍環(huán)境的溫度或者濕度是否超出設(shè)定值了，任何一個超出設(shè)定值發(fā)光二極管就會被點亮。,第三章 系統(tǒng)整體設(shè)計,,單片機的復(fù)位電路圖,上電自動復(fù)位圖

15、 按鍵手動復(fù)位圖晶振控制電路圖 復(fù)位電路圖,程序流程框圖,主程序流程圖,,T0中斷流程圖,,,采樣子程序流程圖,結(jié)論,本文設(shè)計了采用AD590，HS1100集成芯片作為溫濕度傳感器用于普通糧倉的溫濕度測量電路，分析了溫濕度測量的工作原理及過程，提出了溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計的整體方案。本文設(shè)計的測量系統(tǒng)濕度測量范圍

16、為1%~100%,分辨率為±1%;溫度測量范圍為-30~+100℃,分辨率為±0.5℃，能達到糧倉溫濕度測量要求。本系統(tǒng)的試制成功，克服了以前糧庫靠管理人員手工檢查、測量和手工計算糧倉的溫度值和濕度值，并用人工方法進行糧倉溫度和濕度控制的缺點，提高了糧倉溫度和濕度的檢測速度和檢測精度，同時也提高了糧倉溫度和濕度的控制速度和控制精度。能夠有效的減少糧食霉變事故，同時也節(jié)省了大量人力和物力，減輕了糧倉管理的工作強度，提高

17、了糧庫管理效率，使糧食管理得到了安全可靠的保障。,致謝,本論文是在我的導(dǎo)師李潔老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，李老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此謹向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 我還要感謝在一起愉快的度過3年大學生活的自動化專業(yè)的全體同學，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的