基于單片機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】 過對芯片內(nèi)部寄存器編程選擇）； ④ 測量精確度高，由于同時集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補償?shù)臐穸葴y量值和高質量的露點計算功能； ⑤ 封裝尺寸超小( mm mm)，測量和通信結束后，自動轉入低功耗模式； ⑥ 高可靠性，采用CMOSens工藝，測量時可將感測頭完全浸于水中。 SHT11傳感器電路 (2) SHT11的內(nèi)部結構和工作原理 溫濕度傳感器SHT11將溫度感測、濕度感測、信號變換、AD轉換和加熱器等功能集成到一個芯片上。該芯片包括一個電容性聚合體濕度敏感元件和一個用能隙材料制成的溫度敏感元件。這兩個敏感元件分別將濕度和溫度轉換成電信號，該電信號首先進入微弱信號放大器進行放大，然后進入一個14位的AD 轉換器，最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號。SHT11在出廠前，都會在恒濕或恒溫環(huán)境中進行校準，校準系數(shù)存儲在校準寄存器中，在測量過程中，校準系數(shù)會自動校準來自傳感器的信號。此外，SHT11內(nèi)部還集成了一個加熱元件，加熱元件接通后可以將SHT11 的溫度升高5℃左右，同時功耗也會有所增加。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。在高濕(95％RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預防傳感器結露，同時縮短響應時間，提高精度。加熱后SHT11溫度升高、相對濕度降低，較加熱前，測量值會略有差異[5]。 SHT11內(nèi)部結構圖 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復位命令，使內(nèi)部狀態(tài)寄存器恢復默認值。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口模擬該通信時序。微處理器對SHT11的控制是通過5個5位命令代碼來實現(xiàn)的。(3) SHT11 應用設計 ① 濕度線性補償和溫度補償 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“相對濕度”，需要進行線性補償和溫度補償后才能得到較為準確的濕度值。由于相對濕度數(shù)字輸出特性呈一定的非線性，因此為了補償濕度傳感器的非線性，要對濕度值加以修正，： ()式中：RHlinear為經(jīng)過線性補償后的濕度值，SORH為相對濕度測量值，CCC3 為線性補償系數(shù)。 由于溫度對濕度的影響十分明顯，而實際溫度和測試參考溫度25℃有所不同，所以對線性補償后的濕度值進行溫度補償很有必要。： ()式中：RHtrue為經(jīng)過線性補償和溫度補償后的濕度值，T為測試濕度值時的溫度(℃)，t1和t2為溫度補償系數(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，d2的取值則與SHT11內(nèi)部AD轉換器采用的分辨率有關。 ③ 露點計算 露點是一個特殊的溫度值，是空氣保持某一定濕度必須達到的最低溫度。當空氣的溫度低于露點時，空氣容納不了過多的水分，這些水分會變成霧、露水或霜。露點可以根據(jù)當前相對濕度值和溫度值計算得出，： () ()式中：T為當前溫度值，SORH為相對濕度值，Dp為露點。 顯示電路設計此模塊分為兩個顯示部分，一個部分是由LCD1604芯片組成的日期時間和實時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驗的目的，作用不明顯，這里不做重點介紹。 LCD1604顯示及其連接電路1604采用標準的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為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：E端為使能端，當E端由高電平變成低電平時，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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