基于單片機(jī)倉(cāng)庫(kù)溫濕度的檢測(cè)系統(tǒng)-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 19:12本頁(yè)面
【正文】 。MC14433A/D轉(zhuǎn)換器與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品5G14433完全相同，可以互換。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。MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器由于雙積分方法二次積分時(shí)間比較長(zhǎng)，所以A/D轉(zhuǎn)換速度慢，但精度可以做得比較高；對(duì)周期信號(hào)變化的干擾信號(hào)積分為零，抗干擾性能也比較好。其它情況下，輸出端OUT/IN輸出端OUT/IN和各通道的接通關(guān)系如下輸入狀態(tài)接通通道 輸入狀態(tài)接通通道INH C B AINH C B A000000101500011011060010201117001131xxx均不顯示01004 信號(hào)分析與處理 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。VGG（7）；電平轉(zhuǎn)換器電源，通常接+5V或5V。若INH為高電平，則為禁止各通道和輸出端OUT/IN接至；若INH為低電平，則允許各通道按表32關(guān)系和輸出段OUT/IN接通。XCOM（3）：該引腳作為輸出時(shí)，則為公共輸出端；作為輸入時(shí)，則為輸入端。CD4051的內(nèi)部原理框圖如圖39所示。我選用的是CD4051多路開(kāi)關(guān)，它是一種單片、COMS、8通道開(kāi)關(guān)。因此，多路開(kāi)關(guān)通常是一種具有雙向能力的器件。多路開(kāi)關(guān)通常有n個(gè)模擬量輸入通道和一個(gè)公共的模擬輸入端，并通過(guò)地址線(xiàn)上不同的地址信號(hào)把n個(gè)通道中任一通道輸入的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)有n線(xiàn)到一線(xiàn)的接通功能。其中，充放電時(shí)間為 t充電=C（R4+R2）Ln2 t放電=CR2 Ln2因而，輸出的方波頻率為f=1/(t放電+t充電)=1/[ C（R4+R2）Ln2]可見(jiàn)，空氣濕度通過(guò)555測(cè)量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號(hào)，表31給出了其中的一組典型測(cè)試值。另外，R3 是防止輸出短路的保護(hù)電阻，R1 用于平衡溫度系數(shù)。集成定時(shí)器555芯片外接電阻RR2與濕敏電容C，構(gòu)成了對(duì)C的充電回路。二 濕度測(cè)量電路HS1100/HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S； pF/℃。圖37a、濕敏電容工作的溫、濕度范圍圖37b、濕度電容響應(yīng)曲線(xiàn)。圖37a為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。下面 介紹HS1100/HS1101濕度傳感器及其應(yīng)用。四 多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的溫度信號(hào)采集，而MC14433僅為一路輸入，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36所示圖36 為八路模擬量信號(hào)采集電路硬件接口 濕度傳感器測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周?chē)目諝馕账趾笠鸬奈锢砘蚧瘜W(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周?chē)諝獾臐穸?。例如，若室溫?5℃，那么V0應(yīng)為25mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至0℃時(shí)，V0=0mV，100℃時(shí)V0=100mV為止。圖35 AD590應(yīng)用電路三 攝氏溫度測(cè)量電路如圖35所示，電位器R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。但由于A(yíng)D590的增益有偏差，電阻也有偏差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的方法為：把AD590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器R2，使V0=+25=（mV）。二 基本應(yīng)用電路圖35是AD590用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。 根據(jù)上式不難看出，要想改變?chǔ)BE，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)ΔUBE的影響更為顯著，因?yàn)樗懊娴南禂?shù)較大?！ 9和T11的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻R5和R6上，因此可以寫(xiě)出：該電路的設(shè)計(jì)使得T9，T10，T11三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個(gè)電路總電流I的1／3。T1～T4是為熱效應(yīng)而設(shè)計(jì)的連接防式。 T6可用來(lái)防止電源反接時(shí)損壞電路，同時(shí)也可使左右兩支路對(duì)稱(chēng)。TT8，T10為對(duì)稱(chēng)的Wilson電路，用來(lái)提高阻抗。圖4所示是AD590的內(nèi)部電路，圖中的T1～T4相當(dāng)于圖33中的TT2，而T9，T11相當(dāng)于圖33中的TT4。由于利用了恒流特性，所以輸出信號(hào)不受電源電壓和導(dǎo)線(xiàn)電阻的影響。 因此，電流I1為：其中TT2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；TT4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。其基本電路如圖33所示?！?。精度高。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。 AD590的電源電壓范圍為4V30V。T——熱力學(xué)溫度，單位K。集成溫度傳感器的電路符號(hào)如圖32所示。根據(jù)特性分擋，AD590的后綴以I，J，K，L，M表示。 信號(hào)采集 溫度傳感器集成溫度傳感器AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流源。系統(tǒng)總體框圖本設(shè)計(jì)由信號(hào)采集、信號(hào)分析和信號(hào)處理三個(gè)部分組成的。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于模擬量輸入的要求，比較其框圖，方案二更具備硬件簡(jiǎn)單的突出優(yōu)點(diǎn)，所以選擇方案二作為信號(hào)的輸入通道。（3） 硬件簡(jiǎn)單，成本低。 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。（2） 硬件復(fù)雜，故障率高。這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1） 可以根據(jù)各輸入量測(cè)量的餓要求選擇不同性能檔次的器件。 信號(hào)采集通道的選擇在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號(hào)為8路的模擬信號(hào)，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿(mǎn)足精度及測(cè)量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線(xiàn)性，可有效地利用其線(xiàn)性特性。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S； pF/℃。不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專(zhuān)利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線(xiàn)性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線(xiàn)上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過(guò)程等。方案二：采用HS1100/HS1101濕度傳感器。這種傳感器原是用于開(kāi)關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測(cè)濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。 方案一：采用HOS201濕敏傳感器。 濕度傳感器的選擇 測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周?chē)目諝馕账趾笠鸬奈锢砘蚧瘜W(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周?chē)諝獾臐穸?。AD590的測(cè)量信號(hào)可遠(yuǎn)傳百余米。它只需直流電源就能工作，而且，無(wú)需進(jìn)行線(xiàn)性校正，所以使用也非常方便，借口也很簡(jiǎn)單。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。M檔在測(cè)溫范圍內(nèi)非線(xiàn)形誤差為177。在工業(yè)中用于50～180℃測(cè)溫。（℃+ |t|）。按IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫范圍200～650℃，百度電阻比W（100）=，R0為100Ω和10Ω，其允許的測(cè)量誤差A(yù)級(jí)為177。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)中高精密測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。 溫度傳感器的選擇方案一：采用熱電阻溫度傳感器。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)。 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 一、基本功能~ 檢測(cè)溫度、濕度~ 顯示溫度、濕度~ 過(guò)限報(bào)警二、 主要技術(shù)參數(shù) ~ 溫度檢測(cè)范圍 ： 30℃+50℃~ 測(cè)量精度 ： ℃~ 濕度檢測(cè)范圍 ： 10%100%RH~ 檢測(cè)精度 ： 1%RH~ 顯示方式 ： 溫度：四位顯示 濕度：四位顯示~ 報(bào)警方式 ： 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警第二章 方案的比較和論證當(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)拾取必要輸入
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