单片机温湿度测量系统.docVIP

单片机应用系统设计 课 题：单片机的温、湿度测量系统 姓 名： 班 级： 学 号： 指导老师： 日 期： 目录 一、绪论 二、系统总体方案设计 三、硬件系统设计 四、系统软件设计 五、设计总结 一、绪论 现在的精密测量和精密加工中，环境因素是影响精度的主要因素之一，其中的温度、湿度是环境的两项主要指标。当前，已经开发了很多温湿度测量系统，一些高精度温度传感器的精度可到±0.01℃，然而价格非常昂贵，一般只作为高分辨力的精度测量和用作测温仪器的标准。而对于生产应用中的较低精度温湿度测量系统，现有的系统多采用了与计算机直接结合的工作模式，增加了系统的成本。鉴于目前的情况，我们提出以价格低廉的单片机作为控制核心，以多个温度、湿度传感器作为测量元件，构成了低成本的智能温湿度测量系统。在该系统中，根据测量空间或设备的实际需要，由多路温度、湿度传感器对关键温度点进行测量，由安装于仪器内的单片机对各路数据进行循环检测、存储，实现温、湿度的智能测量。经初步预算，该系统的成本仅为数百元人民币，价格低廉。另外，该系统具有与计算机的通讯功能，在长时间数据采集完成后，可以将数据在传送到计算机进行相关的研究分析。因此，该系统即具有现有的计算机控制的智能测量功能，又节省硬件成本。另外，我们所设计的智能温湿度测量系统外形尺寸小，即可用于实验室环境温度的测量，又可用于仪器、大型设备等的内部环境测量。 其功能如下： 1.测量空间多点的温度和湿度：根据测量空间或设备的实际需要，由多路温度、湿度传感器对关键温、湿度敏感点进行测量，由安装于仪器内的单片机对各路数据进行循环检测、数据处理、存储，实现温湿度的智能、多空间点的测量。 2.长时间测量数据记录功能：可以根据需要设置数据记录时间间隔，数据存入数据存储器。 3.通讯功能：与计算机通讯功能，最远传输距离为20米。采用此通讯方式成本低。 测温范围： -20℃ ～ 100℃ 测温精度：±0.1℃ 测湿范围： 0～100%RH 测湿精度：±3.5%RH 测量仪特点： 1． 长周期数据自动记录 2． 空间温度场、湿度场测量 3. 精度较高 4. 价格低廉 二、系统总体设计 硬件框图 以单片机为控制核心，采用温湿度测量，通信技术，误差修正等关键技术，以温湿度传感器作为测量元件，构成智能温湿度测量系统。本系统采用AT89C52 单片机作为控制核心，控制系统主要包括温湿度传感器、数码管显示、按键、蜂鸣器报警驱动等部件。AT89C52 的单片微机接口为串行接口（两线双向）。数据传输期间，时钟高电平时，DATA 必须保持稳定。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA 在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平，上拉电阻通常已包含在微处理器的I/O 电路中。温湿度数据采集与转换由温湿度传感器芯片来完成，提供全标定的数字输出，该传感器包括电容性聚合体测湿敏感元件，一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D 转换器以及串行接口电路实现无缝连接为插针型温湿度传感器芯片 ，全量程标定，两线数字输出；湿度测量范围：0～100%RH；湿度测量范围：-40～+123.8；湿度测量精度：±3.0.%RH ；温度测量精度：±0.2 ，响应时间：4s； ；低功耗 (typ. 30μW) ，可完全浸没。温湿度传感器进行温湿度测量的原理是利用环境温度、湿度变化引起材料电特性变化。温度检测电路温度检测电路选用一线式数字温度传感器作为温度检测器件，该器件只有３个引脚（即电源ＶＤＤ、地线ＧＮＤ、数据线ＤＱ），且不需要外部元件，而是共用一条数据线进行通信，使用一根Ｉ／Ｏ线通信时，电源电压是以寄生方式供电的，因此，只需将其ＶＤＤ和ＧＮＤ端接地即可。该电路的检测温度范围为－５５～＋１２５；精度为０．５；用９ｂｉｔ数字量来表示温度；每次将温度转换成数字量需２００ｍｓ。实现对实验室环境温度的检测，是为了更好地保持温度的恒定。湿度检测电路 湿度信号的获取采用电容式湿敏传感器作为湿度检测器件。环境湿度与传感器电容成线性关系，所以可方便地将湿度转换成可以接受的电信号，从而使湿度传感器的线性和灵敏度处于较好状态；基准电路和频率转换电路可将湿度传感器的电容变化转换成频率变化调整时，可先设定湿度为５％ＲＨ，然后输出１００ｍＶ电压即可。 LED 显示器有两种工作方式，即静态显示和动态显示方式。