畢業(yè)設(shè)計(jì)：倉(cāng)庫(kù)溫濕度的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 CD 碼的形式分四次送出（最高位輸出內(nèi)容特殊，詳見(jiàn)表）。 常用的有 A/D裝換器 MC14433 和 A/D轉(zhuǎn)換器 ICL7135 輸入狀態(tài) 接通 通道 輸入狀態(tài) 接通 通道 LNH C B A LNH C B A 0 0 0 0 0 0 1 0 1 5 0 0 0 1 1 0 1 1 0 6 0 0 1 0 2 0 1 1 1 7 0 0 1 1 3 1 x x x 均不 顯示 0 1 0 0 4 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 17 二、 MC14433A/D 轉(zhuǎn)換器件簡(jiǎn)介 MC14433 是三位半雙積分型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，具有精度高，抗干擾性能好的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速率低，約 1— 10 次 /秒。 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 16 表 22輸出端 OUT/IN輸出端 OUT/IN和各通道的接通關(guān)系 2． 2 信號(hào)分析與處理 2． 2． 1 A/D 轉(zhuǎn)換 一、 A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn) 為了把溫度、濕度檢測(cè)電路測(cè)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送CPU 處理，本系統(tǒng)選用了雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433，它精度高，分辨率達(dá) 1/1999。VDD（ 16）和 VSS(8）： VDD 為正電源輸入端，極限值為 17V； VSS為負(fù)電源輸入端，極限值為 17V。 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 15 圖 211 CD4051的內(nèi)部原理框圖 圖 211中功能如下： 通道線 IN/OUT（ 1 1 1 13）：該組引腳作為輸入時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 8選 1功能，作為輸出時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 1 分 8功能。 在本設(shè)計(jì)中，由于采用了溫濕度雙量控制，所以在信號(hào)采集中將有兩個(gè)模擬量被提取，這時(shí)選用多路開(kāi)關(guān)就是很必要的。 濕度 頻率 濕度 頻率 %RH HZ %RH HZ 0 7351 60 6600 10 7224 70 6468 20 7100 80 6330 30 6976 90 6168 40 6853 100 6033 50 6728 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 14 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的濕度信號(hào)采 集，故采用 CD4051組成多路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路，其硬件接口如圖 210所示 圖 210八路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路硬件接口 2． 1． 3 多路開(kāi)關(guān) 多路開(kāi)關(guān)，又 稱(chēng)“多路模擬轉(zhuǎn)換器”。 圖 29 多路分時(shí)的模擬量輸入通道 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為： （ 1） 對(duì) ADC、 S/H 要求高。 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 12 圖 28 頻率輸出的 555振蕩電路 該振蕩電路兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的交替過(guò)程如下：首先電源 Vs 通過(guò)R R2 向 C 充電，經(jīng) t 充電時(shí)間后， Uc 達(dá)到芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，約 ，此時(shí)輸出引腳 3端由高電平突降為低電平，然后通過(guò) R2放電，經(jīng) t放電時(shí)間后， Uc下降到比較器的低觸發(fā)電平，約 ，此時(shí)輸出引腳 3端又由低電平突降為高電平，如此翻來(lái)覆去，形成方波輸出。如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接受的信號(hào)，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運(yùn)方與租蓉組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之成反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集頻率輸出的 555測(cè)量振蕩電路如圖所示。 圖 26濕敏電容工作的溫濕度范圍 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 11 圖 27濕度 — 電容響應(yīng)曲線 相對(duì)濕度在 1%100%RH 范圍內(nèi)；電容量由 16pF 變到200pF，其誤差不大于177。下面 介紹 HS1100/HS1101濕度傳感器及其應(yīng)用。 2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于 5S；溫度系數(shù)為 pF/℃。 采用 HS1100/HS1101 濕度傳感器。例如室溫為 25℃，那么 V0應(yīng)為 25mV。 四、 攝氏溫度測(cè)量電路 如圖 25所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)， R4用于調(diào)整運(yùn)放倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 9 LF355的增益。 三、 基本應(yīng)用電路 圖 210是 AD590 用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。 輸出電阻為 710MΩ。 AD590的測(cè)溫范圍 55℃ +150℃。 AD590L， AD590M 一般用于精密溫度測(cè)量電路，其電路外形如圖 一 所示，它采用金屬殼 3腳封裝，其中 1 腳為電源正端 V＋； 2 腳為電流輸出端 I0； 3 腳為管殼，一般不用。根據(jù)上式不難看出，要想改變?chǔ)?UBE，可以在調(diào)整 R5 后再調(diào)整 R6，而增大 R5 的效果和減小 R6 是一樣的，其結(jié)果都會(huì)使ΔUBE 減小，不過(guò)，改變 R5 對(duì)Δ UBE 的影響更為顯著，因?yàn)樗懊娴南禂?shù)較大。而 C1 和 R4 則可用來(lái)防止寄生振蕩。 T T12 和 T10 為啟動(dòng)電路，其中 T5為恒定偏置二極管。圖中的電阻 R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準(zhǔn)溫度下可得到 1μ A／ K的 I值。其中 T T2起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流I1和 I2相等； T T4是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但 T3實(shí)質(zhì)上是由 n個(gè)晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面 積是 T4的 n倍。 集成溫度傳感器 AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流源。使用可靠。 2． 1 信號(hào)采集 2． 1． 1 溫度傳感器 我采用 AD590，它的測(cè)溫范圍在 55℃～ +150℃之間，而且精度高。 1%RH ~ 顯示方式 ： 溫度： 三 位顯示 濕度： 三 位顯示 ~ 報(bào)警方式 ： 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 4 第二章 硬件設(shè)計(jì) 當(dāng)將單片機(jī)用作監(jiān)測(cè)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。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。 倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 3 1. 1 選題背景 防潮、防霉、防腐、防爆是倉(cāng)庫(kù)日常工 作的重要內(nèi)容，是衡量倉(cāng)庫(kù)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。軟件方面 ： TO 中斷服務(wù)程序、 溫濕度采樣 程序、 鍵掃描程序 以及 報(bào)警子 程序等。 1%RH。 本文介紹了利用 8031 單片機(jī)進(jìn)行溫度和濕度的 檢測(cè) 的智能化方法 。該系統(tǒng)功能強(qiáng)大、界面友好、操作簡(jiǎn)易、并且能夠有效的管理倉(cāng)庫(kù) 。 Humiture 目 錄 前 言 .................................................1 第一章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ...................................2 1. 1 選題背景 ......................................3 1． 2 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 ............................3 第二章 硬件設(shè)計(jì) .......................................4 2． 1 信號(hào)采集 ......................................4 2． 1． 1 溫度傳感器 ..............................4 2. 1. 2 濕度傳感器 ..............................9 2． 1． 3 多路開(kāi)關(guān) ...............................14
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