【正文】 摘 要在21世紀(jì)的今天，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，溫度及濕度的測(cè)量和控制對(duì)人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報(bào)、物資倉(cāng)儲(chǔ)等都起著極其重要的作用。在許多場(chǎng)合，及時(shí)準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的溫度、濕度信息是十分重要的，近年來(lái)，溫濕度測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫濕度的測(cè)控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺(tái)，而在食品行業(yè)也在廣泛應(yīng)用者。食品都是有保質(zhì)期的，所以食品溫濕度的保持對(duì)其質(zhì)量的保障顯得尤為重要。針對(duì)此領(lǐng)域的發(fā)展方向，本文介紹了溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)是以AT89S51單片機(jī)為控制單元、溫度傳感器AD590、濕度傳感器SH1101為主要檢測(cè)器件，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度的測(cè)量、顯示、報(bào)警、保存。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 溫濕度 A/ D 轉(zhuǎn)換IV AbstractIn the 21st century today,With the development of economy, moisture and humidity measurement and control of human daily life, industrial production, weather forecast, material storage and so on all play a very important role. On many occasions, to obtain the target temperature and humidity accurately and timely information is very important, in recent years, the temperature and humidity measurement and control field is developing rapidly, and with the development of digital technology, temperature and humidity measurement and control of the chip also corresponding boarded the stage of history, In the food industry are also widely applicators. Food is a shelf life, so keep food temperature and humidity on the quality of its security is particularly important.For this area of development, this paper, based on the temperature, humidity detection system. AT89S51 SCM is the system for the control unit, temperature and humidity sensor SH1101 as the main detection devices, temperature, humidity measurements, display, alarm and preserve. Keywords： single chip 　temperature and humidity　 A/ D transfer目 錄第1章 緒 論 1 選題背景及意義 1 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 2 基本功能 2 主要技術(shù)參數(shù) 3 第2章 方案的比較和論證 4 溫度傳感器的選擇 4 采用熱電阻溫度傳感器 4 采用AD590溫度傳感器 5 濕度傳感器的選擇 5 采用HOS201濕敏傳感器 5 采用HS1100/HS1101濕度傳感器 6 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 6 采用AD7874轉(zhuǎn)換器 6 采用ADC0809轉(zhuǎn)換器 7 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 信號(hào)采集 8 溫度傳感器 8 濕度傳感器 11 信號(hào)分析與處理 14 A/D轉(zhuǎn)換 14 單片機(jī)AT89S51 16 主要特性 16 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 16 外部特性（引腳功能） 18 工作方式 19 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù) 20 中斷系統(tǒng) 20 顯示與報(bào)警的設(shè)計(jì) 21 顯示電路 21 報(bào)警電路 22 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn) 24 溫度控制主程序 24 PID控制規(guī)律 25 程序框圖 26 總 結(jié) 30 致 謝 31 參考文獻(xiàn) 32 附錄1：奶粉烘干過(guò)程微機(jī)控制原理圖 33 附錄2：奶粉烘干過(guò)程微機(jī)控制程序清單 34 第1章 緒 論 選題背景及意義2000年后，因?yàn)槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，乳制品市場(chǎng)轉(zhuǎn)變成一個(gè)很大的市場(chǎng)，且因巨大消費(fèi)群體，更可劃分為高、中、低三個(gè)消費(fèi)層次。為了調(diào)節(jié)大陸市場(chǎng)供應(yīng)與需求，除了從海外的日本、新西蘭等國(guó)進(jìn)口將近30萬(wàn)噸乳制品以應(yīng)付高中消費(fèi)層次外，中國(guó)大陸絕大多數(shù)消費(fèi)群體，包括嬰幼兒，還是以我國(guó)自主生產(chǎn)的產(chǎn)品為主。在此因素下，知名三鹿牌順勢(shì)推出以一袋18元人民幣（約3美金），不到進(jìn)口奶粉價(jià)格一半價(jià)格嬰幼兒配方奶粉以應(yīng)付大規(guī)模的奶業(yè)市場(chǎng)，之后并成為大陸重要且知名嬰幼兒奶粉品牌，多年蟬聯(lián)該中國(guó)大陸自制乳品市場(chǎng)的首位。2008年9月8日甘肅岷縣14名嬰兒同時(shí)患有腎結(jié)石病癥，引起外界關(guān)注。至2008年9月11日甘肅全省共發(fā)現(xiàn)59例腎結(jié)石患兒，出現(xiàn)了一些“大頭娃娃”，部分患兒已發(fā)展為腎功能不全，同時(shí)已死亡1人，這些嬰兒均食用了三鹿18元左右價(jià)位的奶粉。經(jīng)檢測(cè)，奶粉中摻入了大量的三聚氰胺。奶粉中蛋白質(zhì)的含量尤為重要，而蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，質(zhì)檢部門(mén)主要通過(guò)檢測(cè)氨基酸中氮元素的含量來(lái)確定蛋白質(zhì)的多少。但是蛋白質(zhì)價(jià)值不菲，而三聚氰胺中的氮元素含量較高，于是一些不法奶粉生產(chǎn)廠家就通過(guò)大量添加三聚氰胺來(lái)提高蛋白質(zhì)的含量。三聚氰胺是一種化工原料，人如果長(zhǎng)期食用會(huì)導(dǎo)致人體泌尿系統(tǒng)膀胱、腎、產(chǎn)生結(jié)石，并可誘發(fā)膀胱癌。這場(chǎng)非常嚴(yán)重的奶粉污染事件經(jīng)過(guò)國(guó)家政策的干預(yù)，終于得以解決。以上事件證明奶粉污染和奶粉的烘干沒(méi)有任何關(guān)系，是生產(chǎn)的環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，但是奶粉的烘干過(guò)程同樣重要。奶粉是將牛奶除去水份后制成的粉末，它適宜保存。奶粉是以新鮮牛奶或羊奶為原料，用冷凍或加熱的方法，除去乳中幾乎全部的水分，干燥后添加適量的維生素、礦物質(zhì)等加工而成的食品。提高奶粉烘干效率，降低烘干費(fèi)用，從而降低成本，以進(jìn)一步擴(kuò)大淀粉的工業(yè)應(yīng)用等要求顯的日益緊迫。奶粉烘干的質(zhì)量，直接影響到后道工序奶粉的正常生產(chǎn)，包括奶粉生產(chǎn)的出率、質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，奶粉烘干是奶粉生產(chǎn)工藝中非常重要的工序之一。奶粉烘干的目的是把濕潤(rùn)的奶粉烘干加工來(lái)得到干燥的優(yōu)質(zhì)奶粉，以便奶粉的存放。用于生產(chǎn)奶粉的牛乳必須在一級(jí)品以上，酸度超過(guò)20176。T會(huì)嚴(yán)重影響奶粉的溶解度，在保藏過(guò)程中容易發(fā)生酸敗。奶粉在復(fù)水后應(yīng)還原到鮮乳狀態(tài)，因此，原料乳需標(biāo)準(zhǔn)化到鮮乳國(guó)標(biāo)要求。由于奶粉在常溫的保藏期長(zhǎng)，脂肪酶、蛋白酶、過(guò)氧化物酶的殘留會(huì)對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味、色澤造成嚴(yán)重影響，必須加以鈍化；此外，產(chǎn)品中不得有致病菌檢出，大腸桿菌和雜菌數(shù)也有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。牛乳的87％以上都是水，未經(jīng)濃縮直接干燥的奶粉有許多缺點(diǎn)，通過(guò)濃縮可以約能源和設(shè)備，～，真空濃縮只需1～；未濃縮乳噴干需要的干燥室體積比正常的大三分之一，設(shè)備投資高；便于包裝，直接干燥奶粉因顆粒小、密度低，包裝過(guò)程中容易發(fā)生粉塵飛揚(yáng)和粘滯，包裝材料也需多耗10％。 這是本文研究的重點(diǎn)問(wèn)題，其工藝將在后文中具體介紹。干燥后奶粉的溫度通常都在60～72℃，溫度的高低是根據(jù)顆粒大小與在干燥室中滯留位置及工藝條件而定。傳統(tǒng)的冷卻方法是將奶粉放入專用的不銹鋼箱內(nèi)，在室溫下自然冷卻數(shù)小時(shí)之后篩粉，更先進(jìn)的是通過(guò)干燥室內(nèi)附帶的冷卻裝置冷卻，或使奶粉在卸粉過(guò)程中通過(guò)自動(dòng)篩網(wǎng)，并用符合食品衛(wèi)生要求的冷風(fēng)進(jìn)行冷卻，使奶粉溫度降至25～30℃，低于脂肪熔點(diǎn)。單片機(jī)是本系統(tǒng)的核心，它控制本系統(tǒng)的各種功能，因此選擇性能可靠的單片機(jī)就顯得尤為重要，考慮到滿足功能要求、性價(jià)比、貨源保證、開(kāi)發(fā)手段等因素,本次設(shè)計(jì)采用軟件技術(shù)成熟、性價(jià)比高的一種低功耗、高性能的8位單片機(jī)AT89S51。 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 基本功能檢測(cè)溫度、濕度顯示溫度、濕度控制溫度、濕度溫濕度過(guò)限報(bào)警 主要技術(shù)參數(shù) 溫度檢測(cè)范圍 ： 30℃+150℃測(cè)量精度 ： ℃濕度檢測(cè)范圍 ： 10%100%RH檢測(cè)精度 ： 2%RH顯示方式 ： 四位數(shù)碼管LED顯示 報(bào)警方式 ： 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器報(bào)警第2章 方案的比較和論證單片機(jī)AT89S51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51。當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)信號(hào)懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測(cè)信號(hào)是其核心任務(wù)；而對(duì)測(cè)控系統(tǒng)來(lái)講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)。傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來(lái)檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。 溫度傳感器的選擇 采用熱電阻溫度傳感器熱電阻（thermal resistor）是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，最常用的是鉑絲。工業(yè)測(cè)量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精密