【正文】 的分立式濕度測量方法受到了現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)，已經(jīng)逐漸被淘汰。此類測量方法所使用的元件通常不能單獨(dú)完成測量任務(wù)，使用時(shí)還需要配上二次儀表，才能完成濕度測量及控制功能。 傳統(tǒng)的分立式濕度測量 傳統(tǒng)的電阻濕度計(jì)、半導(dǎo)體濕敏元器件等，都屬于分立式濕度測量元件，使用這些元器件來進(jìn)行測量濕度的，統(tǒng)稱為分立式濕度測量。 5 室內(nèi)環(huán)境濕度測控的現(xiàn)狀與發(fā)展 人們研究濕度測量的歷史也算是久遠(yuǎn)，對(duì)在室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行濕度測控也更是隨著實(shí)驗(yàn)信息技術(shù)的發(fā)展而不斷更新 換代。在室內(nèi)環(huán)境所使用的各種儀器設(shè)備中，空氣濕度對(duì)其影響是非常明顯的，無論是使用過程對(duì)精度的影響，還是在保養(yǎng)過程中使得容易老化，容易被侵蝕。高濕容易使人體散熱量增加、容易使人體喪失熱蒸發(fā)機(jī) 能，導(dǎo)致熱疲勞。但精度和反應(yīng)度卻是各種方法中的瓶頸，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是從精度上和高反應(yīng)度上進(jìn)行測控、選器件、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，盡可能使做出來的系統(tǒng)可以更好更精確更實(shí)時(shí)地檢測到室內(nèi)濕度的變化，并及時(shí)讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終顯示在個(gè)人電腦終端，使得工作者能夠在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)環(huán)境不斷發(fā)生變化的濕度有著實(shí)時(shí)的了解，并可以針對(duì)不同的狀況做出不同的反應(yīng)。所以室內(nèi)環(huán)境濕度測控有著廣闊和應(yīng)用發(fā)展空間。在現(xiàn)代社會(huì)信息科技的不斷迅速發(fā)展中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸和濕敏元件的高速更新，使得濕度的測量正朝著自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。環(huán)境的濕度有人們的視野里出現(xiàn)，并其重要性逐漸提高，使?jié)穸鹊臏y控具有與環(huán)境溫度的測控有著相同的重要意義。但是人們對(duì)于濕度傳感器中的濕敏元件的認(rèn)識(shí)，是從 1938 年美國 研制成功浸涂式氯化鋰濕敏元件才開始的。水汽越多，則空氣越潮濕。 again, to municate with MCU and PC interface circuit and the software system design and other aspects mainly done the system research. The design of this system is still in the stage of theory is demonstrated, in a variety of programs and collect all sorts of information presented after a feasible interior humidity monitoring system fully meet the general small laboratory humidity measurement and control system requirements, the indoor humidity condition prehensive, realtime and longterm monitoring, also make the indoor humidity detection by intelligent automation. Key words: SCM, humidity, sensor, analog to digital converter, A/D converter. 3 目錄 第一章 前言 4 概述 5 實(shí)驗(yàn)室濕度測控的意義 5 實(shí)驗(yàn)室濕度測控的現(xiàn)狀與發(fā)展 6 傳統(tǒng)的分立式濕度測量 6 模擬集成濕度傳感器測量 6 智能濕度傳感器測量 6 本課題的設(shè)計(jì)方案 7 第二章 濕度測量電路設(shè)計(jì) 8 傳感器的認(rèn)識(shí) 8 傳感器的靜態(tài)特性 8 傳感器的動(dòng)態(tài)特性 9 濕度傳感器的選擇 10 濕度及其表示方法 10 濕度傳感器 HS1101 10 濕度測量電路 12 NE555 時(shí)基電路 12 基于 555 振蕩電路的濕度測量電路設(shè)計(jì) 13 第三章 核心電路的設(shè)計(jì) 14 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 14 ADC0809 應(yīng)用簡介 14 測濕電路與單片機(jī)連接 15 濕度誤差補(bǔ)償插值法子程序 16 單片機(jī)電路的設(shè)計(jì) 17 MCS51 單片機(jī) 17 AT89S51 單片機(jī) 17 時(shí)鐘晶振電路和復(fù)位電路 18 總體電路系統(tǒng) 19 LED 報(bào)警設(shè)計(jì) 19 系統(tǒng)總設(shè)計(jì) 20 電路 PCB 版圖設(shè)計(jì) 22 第四章 單片機(jī)與 PC間的串行通訊 25 RS232C 接口 25 單片機(jī)和 PC通信連接 25 簡單軟件設(shè)計(jì) 27 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 27 上位機(jī)程序設(shè)計(jì) 28 第五章 結(jié) 論 29 附錄 29 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 4 第一章 ：前言 緒論： 濕度，被定義為表示大氣干燥程度的物理量。s overall design。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)，濕度，傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器件， A/D 轉(zhuǎn)換器。 本系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)還處于理論階段，是在論證了各種方案和搜集了各種的資料后提出的一種切實(shí)可行的室內(nèi)濕度監(jiān)測系統(tǒng)。 本系統(tǒng)以濕度傳感器 HS1101 作為測量的器件，所得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過 8腳時(shí)基集成電路 NE555 振蕩電路處理后，通過 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器件接入到 AT89S51單片機(jī)，以單片機(jī)為核心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)、處理和報(bào)警。濕度測控由于其重要 性的日益突出，技術(shù)也越來越成熟。 而且 在 社會(huì)信息科學(xué)的發(fā)展過程中，控制理論和電子技術(shù)也在不斷更新，基于微控制器的高度智能化測控技術(shù)逐步成為現(xiàn)實(shí)。 1 基于單片機(jī)濕度測量電路設(shè)計(jì)研究 摘要 ： 在工業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫濕度進(jìn)行測量和控制，準(zhǔn)確測量溫濕度對(duì)于生物制藥、食品加工、造紙等行業(yè)更是至關(guān)重要。但是相比而言，測量濕度要比測量溫度更加復(fù)雜，這是因?yàn)闇囟仁莻€(gè)獨(dú)立的被測量，而濕度卻受到大氣壓和溫度的影響。其中以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制器因其體積小、成本低、功能強(qiáng)、簡便易行而得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要討論基于單片機(jī)的濕度元件檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)研 究。本文在設(shè)計(jì)過程中首先，討論并選擇系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；其次，對(duì)傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇；再次，對(duì)單片機(jī)及其跟 PC 機(jī)進(jìn)行通信的接口進(jìn)行電路及軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面為主做了系統(tǒng)的研究。本系統(tǒng)完全滿足一般小室內(nèi)環(huán)境的濕度測控系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)濕度狀況的全面、實(shí)時(shí)和長期的監(jiān)測，也實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)濕 度檢測的自動(dòng)化智能化。 In industrial production, weather, environmental protection, scientific research, national defense, aerospace and other departments, often need to environmental temperature and humidity measurement and control, accurate measurement of temperature and humidity for pharmaceutical, food processing, paper and other industries is in contrast, measurement of humidity than the measured temperature is more plex, this is because the temperature is an independent being measured, and the humidity is subjected to atmospheric pressure and temperature effects. But also in the social information science development, control theory and electronic technology also is being updated ceaselessly, microcontroller based highly intelligent control technology is gradually being a single chip microputer as the core digital controller because of its small volume, low cost, strong function, convenient and widely control because of its importance is outstanding day by day, more and more mature paper mainly discusses the humidity based on single element detection system design and research. The system is based on the HUMIREL humidity sensor HS1101 as the measuring device, the obtained data after 8 feet a timebase integrated circuit NE555 treated by ADC0809 oscillating circuit, analog to digital converter access to AT89S51 singlechip, singlechip microputer as the core for data recording, storage, processing and this paper, in the design process, first of all, discuss and choose the system39。 secondly, the sensor, 2 A/D converter and single chip microputer design and selection。即在一定的溫度下在一定的體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥 。濕度測量技術(shù)的發(fā)展已有 200 多年的歷史，人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)了人的頭發(fā)隨大氣濕度變化而伸長或縮短的現(xiàn)象，因而制成了毛發(fā)濕度計(jì)。 無論是在科研、實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)、糧食儲(chǔ)備、軍火儲(chǔ)備還是植物生長、大學(xué)校園里面的室內(nèi)環(huán)境元器件的保養(yǎng)，濕度的測量、傳輸和控制都跟 其有著密不分的關(guān)系。為了確保實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)過程中得到很好的質(zhì)量保證，為了確保室內(nèi)環(huán)境的元器件能夠很好延續(xù)使用生命周期，濕度測量的提出已經(jīng)引起了工作者的注意。在室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)控中，濕度測量的出現(xiàn)使得元器件的保養(yǎng)達(dá)到更好、使用周期更長、性能保持更好。 現(xiàn)在技術(shù) 中，對(duì)濕度的測量有方法多種多樣，也較為容易實(shí)現(xiàn)。 室內(nèi)環(huán)境濕度測控的意義 每個(gè)室內(nèi)環(huán)境都有著自己的微小氣候，在其中濕度有著非常重要的影響力。室內(nèi)環(huán)境濕度高于 70%為高氣濕，人將感到不適；低于 30%為低氣濕，人感到口鼻干燥；最舒適的濕度為 40%～ 60%[1]。 綜上所述，無論是從人體健康的角度還是從元器件使用的角度上看，對(duì)室內(nèi)環(huán)境的濕度測控的意義都是非常重大的。室內(nèi)環(huán)境室內(nèi)濕度測控的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：傳統(tǒng)的分立式濕度測量；模擬集成濕度傳感器測量；智能濕度傳感器測量 [2]。 20 世紀(jì) 50年代以來，隨著傳統(tǒng)的電阻、電容濕度計(jì)的出現(xiàn)，濕度測量走向了一個(gè)新的臺(tái)階。其主要缺點(diǎn)是外圍電路比較復(fù)雜、測量精度比較低 、分辨力不高，還有就是它們的體積比較大、使用起來不夠方便。到了 20 世紀(jì) 90年代，這種室內(nèi)濕度測控已經(jīng)很難再找到了。用這種模擬集成濕度傳感器來進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境室內(nèi)濕度測控，外圍電路是較為簡單，所以這種測量方法最為廣泛應(yīng)用。 智能濕度傳感器測量 智能濕度傳感器的未來測量發(fā)展的一個(gè)重要的方向，也是室內(nèi)濕度測控的必然發(fā)展，更是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測試技術(shù)的結(jié)晶。智能濕度測控器適配各種微控制器，構(gòu)成智能化濕敏控制系統(tǒng)；它們還可以脫離微控制器單獨(dú)工作，自行構(gòu)成一個(gè)溫控儀，既可以工作在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，亦可選擇單次轉(zhuǎn)換模式。 總之，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、傳感器智能化技術(shù)、機(jī)械電子一體化技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的發(fā)展，室內(nèi)濕度測控已經(jīng)成為各個(gè)國家在保養(yǎng)電子元器件、實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)濕度等國際市場競爭力的前沿性研究領(lǐng)域。 可靠性，本系統(tǒng)所有的環(huán)節(jié)中，都應(yīng)該有著可靠性的 思想，從選用可靠性高的元器件；供電電源采用抗干擾措施；進(jìn)行多向?yàn)V波等作為出發(fā)點(diǎn)。 本文將從以下幾個(gè)方面展開工作：一是確定測濕電路的設(shè)計(jì)方案；二是進(jìn)行單片機(jī)核心電路的設(shè)計(jì)；三是對(duì)單片機(jī)及通信接口進(jìn)行簡單的概述；四是對(duì)所有的工作進(jìn)行總結(jié)。 系統(tǒng)示 意圖 濕敏元件 HS1101 振蕩電路 NE555 模數(shù)