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空气湿度测量与报警系统 一：背景及意义 空气湿度测量系统在今天的各个领域得到了飞速的发展和应用。在纺织厂，由于纺织是为了纺织静电的产生而引起后患，空气湿度检测与酒精，在其中精确的湿度测量系统也是举足轻重；还有，随着生活水平的提高，人居的个人室内环境也越来越受到人们的关注，适宜的湿度环境不仅可以积极调高人们的情绪，工作，饮食等等都有极大的帮助作用。空气过湿，将使人们感到沉闷和窒息，空气过燥，又会使人的空腔感到不适。所以，从以上的举例不仅可以看到湿度检测系统的应用还能看到其对我们人类历史发展的意义。所以我们对其进行深入研究是有必要的。还有，今天的各种高级的科学实验室，如人工气候室（进行诸如种植，组培，生物工程等各种科学研究）的发展，所以其对于模拟自然界的各种气候条件，按照实验要求精确的控制室内的温度和湿度、光照等指标的要求。 二、系统分析 该设计的目的包含设计出具有A/D采样、键盘输入参数设置的空气湿度检测、处理、显示和报警，并且可在线键盘参数设置、定时检测、显示和喇叭与灯光报警的空气湿度测量与报警系统。 （一）总体设计思想 总体设计思想分为以下六点： 1 定义53H,63H,73H分别为目标值,报警值,当前值的存储区.首先调用一次显示程序,静态显示”请同时输入目标值和报警值,按功能键确定”,将输入的十进制值分别送到53H和63H,在P3.2有一个脉冲输入时，重新进入键盘扫描程序，否则完成键盘输入功能,并可在线修改参数; 2 通过AD转换将输入的电压信号转换为数字信号并调用数制转换程序,将16进制的当前值转换为十进制的三位数,同时存储在73H,完成信号检测和数制转换功能; 3 对转换后的当前值和输入的目标值,报警值做比较,运算后,根据不同的比较结果,改变,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4，P1.5的状态,完成比较功能; 4 将当前采样值,键盘输入的目标值和报警值分别显示在LCD对应的位置上,完成显示功能; 5 根据3)中的改变情况,分别驱动红黄绿灯以及喇叭,P1.4,P1.5分别接干燥器和加湿的驱动器,完成报警功能. 6 作适当延时,在返回到AD转换阶段 之前，判断P3.2的电位，若收到一脉冲，则此时开始重新初始化，进入键盘扫描程序，若没检测到，则继续采样重新扫描完成定时检测功能. 总体设计思想就为这样的不断循环,其中因为P1.4,P1.5的存在有一定的反馈控制,但是由于实验要求中并没作要求,因此,软件程序中对P1.4,P1.5的改变,以及硬件 电路中对P1.4,P1.5的驱动接线并没有在实验室实现 （二） 总体设计流程图 程序流程图如图2.1 （三）课程设计的具体要求如下 1 湿度采样 由于湿度传感器的湿度检测转换并提供0-5V的信号输入,因此课程设计要求A/D多路采样电位器的输入电压,0-5V转换为00-0FFH数字信号,并存储计算显示.同时通过双通道采样同一个电位器的输入求平均值来保证采样的精度和显示值的稳定性.在此同时，增加第三通道独立采集，比较两种情况。 2 报警处理 键盘输入湿度的目标值和报警值,对采样进来的当前信号转换成数字信号后,与目标值和报警值做比较: （1)若当前值低与目标值,则属于干燥状态,亮绿灯灯;此时，应启动加湿器。 （2)若当前值高于目标值同时低于报警值,则属于正常状态,亮黄灯; （3)若当前值高于报警值,则属于高湿度危险状态,两红灯,同时喇叭报警，并启动干燥器。 （4）键盘输入和显示，通过键盘输入的参数(目标值和报警值)同时进行显示,对当前采样值进行动态显示，并可在线修改参数。 三、系统硬件设计 （一） 硬件设计概要 1 样电路： 湿度采样电路用高分子湿度传感器CHR01为复合型电阻型湿度敏感部件，其复阻抗与空气相对湿度成指数关系，直流阻抗（普通数字万用表测量）几乎为无穷大，与传统意义上的电阻有空气中水分子参与膜感湿中的离子导电，由于水分子为极性分子，在直流电存在的情况下，会电离，分解，从而影响导电与元件的寿命，所以要求采用交流电路对传感器进行供电。 湿度传感器由于其必须的激励通过交流电来实现，及不同温度特性下阻抗不同的特性，决定了其在AD采样电路中必须采用动态采样的方法，并同时采样温度信号。具体电路示意图3.1： 图3.1湿度采样电路 参数设计： R0采样电阻的阻值通常建议在30－50KΩ，侧重高湿测量，采样电阻阻值可降低到20KΩ，低湿阻值可提高到100KΩ。 在信号的正周期内的中间段进行采样，直接通过分压法采集，注意采样时间，通过电压采样后得到V0，计算如下： RX=R0*(V-V0)/V0 同时检测当前温度T，通过查阅湿度传感器Z/RH/T数据表，在不同温度下RX的值推算出当前的相对湿度RH%。 不同单片机可能得到的数