【正文】 的濕度頻率f轉(zhuǎn)換為相對濕度的工作。如果本設計將檢測到頻率直接送給顯示器顯示的話，得到的結(jié)果將與環(huán)境中的實際濕度值存在很大差別，無法達到性能指標中所要求的測量精度和分辨力。表31 在25℃環(huán)境溫度時相對濕度（RH）與振蕩頻率（f）的關系顯然，振蕩頻率受環(huán)境濕度的影響比較大。 實驗得出相對濕度（RH）與濕度傳感電路輸出的振蕩頻率（f）在環(huán)境溫度為25℃時的關系曲線，如圖34所示：圖34 在25℃時相對濕度RH與振蕩率f的關系曲線表31給出了該關系曲線上的10個點的數(shù)據(jù)。研究表明，相對濕度為X%RH時振蕩頻率的溫度補償系數(shù)（ΔfRHX）與相對濕度為0%RH時振蕩頻率的溫度補償系數(shù)（Δf RH0）具有如下關系：ΔfRHX=Δf RH0要準確地測量濕度，必須對振蕩頻率作溫度補償。實驗得出振蕩電路的輸出頻率（f）與環(huán)境溫度（T）的關系曲線，如圖33所示：圖33 振蕩頻率f與溫度T的關系曲線由上圖可知，在環(huán)境相對濕度不變的條件下，溫度和振蕩頻率呈近似的線性關系，所以忽略非線性誤差不影響測量的精度。 濕度檢測模塊程序設計1. 程序欲解決問題分析濕度測量電路是由濕度傳感器THS11和NE555構成的振蕩電路組成。圖32溫度檢測模塊程序流程圖溫度檢測模塊程序流程如圖32，該模塊程序最后將計算得到的溫度值送入數(shù)據(jù)存儲器，并調(diào)用LED顯示程序?qū)h(huán)境溫度顯示出來，然后返回主程序繼續(xù)下面的操作。本設計中用的是靜態(tài)LED顯示，所以可以在顯示送完數(shù)以后繼續(xù)做別的事情不會相互影響。 本設計中為了使編程盡量簡潔所選取的阻值非常特殊：AD590變化的電流通過這個特定阻值的電阻時，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€變化的電壓，這個電壓變化一個毫安對應溫度變化一度，這樣大大化簡了程序中對的溫度的算法。在P1M0、P1M1中對相應的位進行設置。上電復位后P1 口為弱上拉型I/O 口，用戶可以通過軟件設置將8 路中的任何一路設置為A/D 轉(zhuǎn)換，不需作為A/D 使用的口可繼續(xù)作為I/O 口使用。STC12C5410AD 系列帶A/D 轉(zhuǎn)換的單片機在P1 口，有8 路10 位高速A/D 轉(zhuǎn)換器, 速度可達100KHz。如果舍棄ADC_LOW2 的低2 位,只用ADC_DATA 寄存器的8 位,則A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果為8 位精度。模擬/ 數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果計算公式如下：結(jié)果 ( ADC_DATA[7:0],ADC_LOW2[1:0] ) = 1024 x Vin / VccVin 為模擬輸入通道輸入電壓，Vcc 為單片機實際工作電壓，用單片機工作電壓作為模擬參考電壓。只需按照手冊中所說明的ADC的用法即可完成AD轉(zhuǎn)換功能。儀表的應用軟件系統(tǒng)配置有專用的服務子程序完成此項工作，僅僅需按儀表的LED顯示器的提示完成有關操作。為保證校準精度，環(huán)境溫度應在25℃左右變化，并且變化的范圍盡可能大一些。由于V0、KT準確與否直接影響溫度測量的精度，可通過以下方法進行校正：用其它高精度的測溫儀測量環(huán)境溫度T1，輸入本儀表，單片機同時記錄下相應的A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量V1。R15)。tVR從ADC口輸入到單片機中，進行A/D轉(zhuǎn)換，成為數(shù)字量VT。AD590輸出電流信號經(jīng)電阻R轉(zhuǎn)換為電壓信號，其電壓為：VR = Ktt為絕對溫度，單位為K。 溫度檢測模塊程序設計該檢測儀的溫度檢測部分使用的AD590是一種由所在環(huán)境溫度決定的恒流輸出器件，其輸出特性為：I=Kt167。主程序初始化的具體內(nèi)容包括：時間中斷的初始化、外部中斷源的初始化、單片機I/O口初始化、RAM初始化、LED初始化、對各個子程序的調(diào)用，然后對溫度和濕度進行檢測并將結(jié)果顯示在LED上。它的內(nèi)容包括主程序的起始地址，中斷服務程序的起始地址，有關內(nèi)存單元及相關部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。第2章 溫濕度檢測儀的軟件設計167。圖212 LED顯示電路圖 由于設計中用到AD轉(zhuǎn)化器，AD轉(zhuǎn)化器的參考電壓的穩(wěn)定對于采集數(shù)據(jù)的準確性有著直接的關系，本設計采用了從USB接口取電和通過變壓器供電兩種方式，前者是為了在下程序和做一些基本測試的方便，但USB接口的電壓不是很穩(wěn)定，所以如果僅用這一種供電方式是不夠的，再加上溫度傳感器AD590的工作電壓必須要超過5V的要求，本設計還采用了后者通過變壓電源供電。其中的共陽極接法在設計中得以應用，單片機信號通過移位寄存器74HC164輸出，經(jīng)過八個電阻在LED數(shù)碼管上顯示出來。從LED 顯示器的顯示原理可知，為了顯示字母數(shù)字，必須最終轉(zhuǎn)換成相應段選碼。74HC164的CLEAR端都始終接高電平，74HC164的A、。 P1。本設計中采用五個數(shù)碼管進行靜態(tài)顯示，所以要用五個74HC164分別控制五個數(shù)碼管的顯示和選通，前一個74HC164的QH與后一個74HC164的輸入端相連，74HC164的輸出端QA~QH通過電阻連到數(shù)碼管上，控制數(shù)碼管選通的信號為P1。167。3℅RH，分辨力 ℅RH，使得相對濕度傳感器THS11的測量范圍大，長期穩(wěn)定性好，響應時間短，溫度系數(shù)低，線性度較好，體積小。應用電路如下圖所示：圖23 濕度檢測電路濕度檢測電路的工作過程為：環(huán)境相對濕度的變化導致濕度傳感器THS11的電容變化，從而引起RC振蕩回路的震蕩頻率的變化，由于THS11的容值的變化和環(huán)境中相對濕度的變化接近線性關系，那么在震蕩回路中R的阻值固定的情況下，振蕩頻率也就和相對濕度有一個近似的線性關系，震蕩回路的頻率通過NE555后形成一個穩(wěn)定的、頻率跟相對濕度由近似線性關系的波，單片機通過測量該頻率的變化，經(jīng)應用軟件的溫度補償和線性化處理可獲得環(huán)境相對濕度值。%RH）；具有極好的線性輸出等特性。濕度檢測電路通過濕度傳感器THS11采集環(huán)境中的相對濕度。 167。溫度檢測電路如圖22所示： 圖22 溫度檢測電路工作過程：因為流過AD590的電流與熱力學溫度成正比，電流經(jīng)電阻R43轉(zhuǎn)換為電壓信號，所以電阻R43上的電壓也將隨環(huán)境中溫度的變化而變化。即－273℃時AD590的輸出電流為0μA，0℃時輸出約為273μA。AD590是一種電流輸出型二端式集成溫度傳感器，其主要技術參數(shù)：測溫范圍－55℃～+150℃；工作電壓+4V～+30V；精度177。167。167。SW1按下時是按鍵手動復位電路，RST端通過R1與VCC電源接通，通過電阻的分壓就可以實現(xiàn)單片機的復位。隨著電容的充電，RST腳上的電壓才慢慢下降。C1和C2是30pf。 STC12C5410AD 單片機內(nèi)部共2 個16 位定時器/ 計數(shù)器，但可用PCA 模塊再產(chǎn)生4 個定時器；還具有PWM(4 路）/ P C A（可編程計數(shù)器陣列）；10 / 8位精度ADC，共8 路。STC12C5410AD 單片機采用增強型 8051 CPU，1T，單時鐘/ 機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051的高速單片機。STC12C5410AD單片機的引腳排列如圖21。167。此系統(tǒng)采用了以含有A/D轉(zhuǎn)換器的STC12C5410AD單片機為核心控制器件,以高靈敏度傳感器為溫濕度的獲取元件,用LED作為顯示設備的方案。溫度檢測模塊主要是完成測溫電路所得電壓與實際溫度的轉(zhuǎn)換，和對溫度數(shù)據(jù)的存儲、顯示；相對濕度檢測模塊除了要實現(xiàn)對濕度數(shù)據(jù)的存儲 、顯示外，還要對濕度信號進行溫度補償和線性化處理。 溫濕度檢測儀應用軟件系統(tǒng)的設計方案該儀表的系統(tǒng)程序設計采用模塊化的程序設計方法，其結(jié)構見圖12：圖12 軟件設計模塊圖檢測儀的應用軟件系統(tǒng)包括：主程序模塊、溫度檢測模塊、相對濕度檢測模塊、鍵盤和顯示模塊等。RS232接口電路與PC機的串行口聯(lián)接，實現(xiàn)下載程序等通訊功能。相對濕度測量電路由NE555構成的振蕩電路組成，濕度傳感器THS11的電容隨環(huán)境相對濕度的變化而變化，從而導致振蕩器的振蕩頻率變化，STC12C5410AD單片機通過測量振蕩器輸出的振蕩頻率，經(jīng)過軟件處理后，獲得相對濕度值。 溫濕度檢測儀的硬件設計總體結(jié)構方案該檢測儀采用STC12C5410AD單片機為核心，整個硬件系統(tǒng)分為以下幾個部件，具體如圖11所示：圖11 硬件電路框圖溫度檢測電路由半導體集成傳感器AD590和電阻構成，AD590輸出電流通過電阻進入模擬地，產(chǎn)生相應的電阻電壓?？赏ㄟ^鍵盤電路來選擇檢測濕度或者檢測溫度，也可以自動檢測溫度和濕度。10%；7. 工作環(huán)境溫度≤60℃ ，工作環(huán)境濕度≤90%；167。5%，檢測范圍0~100%；2. 溫度測量精度： 177。 溫濕度檢測儀的主要性能指標及其工作原理167。該設計主要分為硬件設計和軟件部分的設計，下面先總體介紹設計的性能指標和軟硬件的總體設計方案。它綜合運用了現(xiàn)代檢測技術、數(shù)據(jù)處理和通信技術以及LED顯示技術，可以實時、準確、穩(wěn)定的測量環(huán)境中的溫度和相對濕度。第1章 溫濕度檢測儀總體技術方案溫濕度作為環(huán)境中的兩項重要參數(shù)，在很多方面都起著重要的作用。它是以單片機的在控制方面的突出優(yōu)勢,并綜合運用現(xiàn)代檢測技術、微控制技術、數(shù)據(jù)處理和通信技術以及LED顯示技術而設計的數(shù)字溫濕度檢測系統(tǒng)，可以實時、準確的測量環(huán)境中的溫度和相對濕度，對生產(chǎn)生活有較好的知道意義。本文介紹的濕度檢測儀就是以STV12C5410AD單片機作為核心控制器設計的，它具有體積小、操作簡單、性能穩(wěn)定、測量精度高和抗干擾能力強等優(yōu)點，可廣泛應用于需要對溫濕度進行測控的領域中。隨著科技的進步，檢測儀表也向著智能化、小型化、低功耗的方向發(fā)展。 鍵盤掃描 19167。 濕度檢測模塊程序設計 14167。 溫濕度檢測模塊程序設計 12167。 其它模塊電路設計 9第2章 溫濕度檢測儀的軟件設計 11167。 溫度檢測電路 7167。 溫濕度檢測儀STC12C5410AD單片機電路的設計 5167。 溫濕度檢測儀的硬件設計總體結(jié)構方案 3167。 性能指標 2167。關鍵詞：STC12C5410AD單片機,傳感器，LED，溫濕度MEASURING INSTRUMENT FOR HUMIDITY BASEED ON STC12C5410AD MICROCONTROLLERABSTRACTWith the development of society, people on the environment of temperature and humidity requirements are also increasing, especially in the medical, electronic power, aerospace, food fermentation, such as temperature and humidity in the field of the harsh demands in particular, in view of such a design that Can be precise, stable, realtime measurement of temperature and humidity environment to the practical temperature and humidity detector it is particularly important. The temperature and humidity detector is STC12C540AD SCM as the core chip, the microcontroller es with A / D converter, a very good antidisturbance capacity, fast response. Based on this MCU temperature and humidity detector can be realtime, accurate measurement of environmental temperature and relative humidity. The detector part of the design of the hardware used to with A / D converter STC12C5410AD microcontroller as the core of the control devices, with high sensitivity AD590 current output of the endintegrated temperature sensor data acquisition ponents for temperature and humidity sensor THS11 Acquisition relative humidity in the environment, access to analog input keyboard to achieve humanputer interface exchange function and used as an LED display hardware design. The software part is divided into several parts, and then each module design process, with assembly language to achieve, to bine the various parts of coordination, and eventually realize the environmental temperature and humidity in the realtime detection. The temperature and humidity detector can basically plete