基于單片機(jī)40糧倉41的溫度控制畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 19:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 過對(duì)芯片內(nèi)部寄存器編程選擇）； ④ 測量精確度高，由于同時(shí)集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y量值和高質(zhì)量的露點(diǎn)計(jì)算功能； ⑤ 封裝尺寸超小( mm mm)，測量和通信結(jié)束后，自動(dòng)轉(zhuǎn)入低功耗模式； ⑥ 高可靠性，采用CMOSens工藝，測量時(shí)可將感測頭完全浸于水中。 SHT11傳感器電路 (2) SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 溫濕度傳感器SHT11將溫度感測、濕度感測、信號(hào)變換、AD轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上。該芯片包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件和一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件。這兩個(gè)敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該電信號(hào)首先進(jìn)入微弱信號(hào)放大器進(jìn)行放大，然后進(jìn)入一個(gè)14位的AD 轉(zhuǎn)換器，最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號(hào)。SHT11在出廠前，都會(huì)在恒濕或恒溫環(huán)境中進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在校準(zhǔn)寄存器中，在測量過程中，校準(zhǔn)系數(shù)會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)來自傳感器的信號(hào)。此外，SHT11內(nèi)部還集成了一個(gè)加熱元件，加熱元件接通后可以將SHT11 的溫度升高5℃左右，同時(shí)功耗也會(huì)有所增加。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗(yàn)證兩個(gè)傳感器元件的性能。在高濕(95％RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時(shí)縮短響應(yīng)時(shí)間，提高精度。加熱后SHT11溫度升高、相對(duì)濕度降低，較加熱前，測量值會(huì)略有差異[5]。 SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 SHT11控制指令代碼命令代碼含 義00011測量溫度00101測量濕度00111讀內(nèi)部狀態(tài)寄存器00110寫內(nèi)部狀態(tài)寄存器11110復(fù)位命令，使內(nèi)部狀態(tài)寄存器恢復(fù)默認(rèn)值。下一次命令前至少等待11ms其他保留微處理器是通過二線串行數(shù)字接口與SHT11進(jìn)行通信的。通信協(xié)議與通用的I2C總線協(xié)議是不兼容的，因此需要用通用微處理器IO口模擬該通信時(shí)序。微處理器對(duì)SHT11的控制是通過5個(gè)5位命令代碼來實(shí)現(xiàn)的。(3) SHT11 應(yīng)用設(shè)計(jì) ① 濕度線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償 SHT11可通過DATA數(shù)據(jù)總線直接輸出數(shù)字量濕度值。該濕度值稱為“相對(duì)濕度”，需要進(jìn)行線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后才能得到較為準(zhǔn)確的濕度值。由于相對(duì)濕度數(shù)字輸出特性呈一定的非線性，因此為了補(bǔ)償濕度傳感器的非線性，要對(duì)濕度值加以修正，： ()式中：RHlinear為經(jīng)過線性補(bǔ)償后的濕度值，SORH為相對(duì)濕度測量值，CCC3 為線性補(bǔ)償系數(shù)。 由于溫度對(duì)濕度的影響十分明顯，而實(shí)際溫度和測試參考溫度25℃有所不同，所以對(duì)線性補(bǔ)償后的濕度值進(jìn)行溫度補(bǔ)償很有必要。： ()式中：RHtrue為經(jīng)過線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值，T為測試濕度值時(shí)的溫度(℃)，t1和t2為溫度補(bǔ)償系數(shù)。 ② 溫度值輸出 由于SHT11是采用PTAT能隙材料制成的溫度敏感元件，因而具有很好的線性輸出。 ()式中：d1和d2為特定系數(shù)，d1的取值與SHT11工作電壓有關(guān)，d2的取值則與SHT11內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器采用的分辨率有關(guān)。 ③ 露點(diǎn)計(jì)算 露點(diǎn)是一個(gè)特殊的溫度值，是空氣保持某一定濕度必須達(dá)到的最低溫度。當(dāng)空氣的溫度低于露點(diǎn)時(shí)，空氣容納不了過多的水分，這些水分會(huì)變成霧、露水或霜。露點(diǎn)可以根據(jù)當(dāng)前相對(duì)濕度值和溫度值計(jì)算得出，： () ()式中：T為當(dāng)前溫度值，SORH為相對(duì)濕度值，Dp為露點(diǎn)。 顯示電路設(shè)計(jì)此模塊分為兩個(gè)顯示部分，一個(gè)部分是由LCD1604芯片組成的日期時(shí)間和實(shí)時(shí)溫濕度顯示的電路部分。另一部分是由LCD12864液晶顯示模塊組成的電路部分。LCD1604是一個(gè)四行每行16字的液晶顯示屏，D0D7接P0口，RS、RW、。LCD12864組成部分用來顯示“溫度和濕度的控制與測量”及“溫度：℃，濕度：%”，其作用是讓人了解此實(shí)驗(yàn)的目的，作用不明顯，這里不做重點(diǎn)介紹。 LCD1604顯示及其連接電路1604采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為地電源。 第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15～16腳：空腳。 LCD12864顯示及其連接電路 字符發(fā)生存儲(chǔ)器中的部分字符代碼低位高位00000010001101000101011001111010101111001101111011110000(1)（1）0?Pp—タ三αP0000(2)！1AQaq□ァチム228。q0000(3)〞2BRbrΓィ川メβθ0000(4)3CScsゥラモε∞0000(5)$4DTdtェトセμΩ0000(6)%5EUeuロォナュB
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