【正文】 從 NTC 端引出，配上二次儀表即可測量出溫度值。 (3)頻率 /溫度輸出式集成濕度傳感器。它采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在 55%RH 時(shí)的輸出頻率為 8750Hz(型值 )，當(dāng)上對(duì)濕度從 10%變化到 95%時(shí)，輸出頻率就從 9560Hz 減小到 8030Hz。 其主要特點(diǎn)是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對(duì)濕度呈比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強(qiáng)。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。 濕敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，主要缺點(diǎn)是線性度和產(chǎn)品的互換性差。濕敏元件主要分為電阻式、電容式兩大類。 但近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得 的 長足進(jìn)步 突破了這個(gè)難題 。智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范 化，所采用的總線主要有單線總線、 I2C 總線、 SMBus總線和 SPI 總線。 DS1624 還增加了存儲(chǔ)功能，利用芯片內(nèi)部 256 字節(jié)的 E2PROM 存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)用戶的短信息。 新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強(qiáng)。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器 (CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)和只讀存儲(chǔ)器 (ROM)。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測試技術(shù) (ATE)的結(jié)晶。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器。 模擬集成溫度傳感器是在 20 世紀(jì) 80 年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片 2 上、可完成溫度測量及模擬信號(hào)輸出功能的專用 IC。 (2)溫度控制：適用于智能化溫度測控系統(tǒng)、工業(yè)過程控制、現(xiàn)場可編程溫度控制系統(tǒng)、環(huán)境溫度監(jiān)測及報(bào)警系統(tǒng)、 中央空調(diào)、風(fēng)扇溫控電路、微處理器及微機(jī)系統(tǒng)的過熱保護(hù)裝置、現(xiàn)代辦公設(shè)備、電信設(shè)備、服務(wù)器中的溫度測控系統(tǒng)、電池充電器的過熱保護(hù)電路、音頻功率放大器的過熱保護(hù)電路及家用電器。其種類很多，大致可分為以下 5 類： (1)模擬集成溫度傳感器； (2)模擬集成溫度控制器； (3)智能溫度傳感器； (4)通用智能溫度控制器； (5)微機(jī)散熱保護(hù)專用的智能溫度控制器。 溫濕度研究現(xiàn)狀 溫度傳感器 現(xiàn)代 溫度傳感器正在朝著數(shù)字化、 高精度的方向發(fā)展。 溫濕度測量儀器不斷發(fā)展，種類多種多樣。 溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)，例如機(jī)械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對(duì)溫度、濕度的檢測與控制。濕度表示氣體中的水蒸汽含量，有絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度兩種表示方法?？諝獾母蓾癯潭冉凶觥皾穸取?。 目 錄 1 緒論 ................................................................... 1 課題背景 ......................................................... 1 溫濕度研究現(xiàn)狀 ................................................... 1 溫度傳感器 ................................................. 1 濕度傳感器 ................................................. 2 課程設(shè)計(jì)目的 ..................................................... 3 2 方案比較選擇 ........................................................... 3 溫度傳感器的選擇 ................................................. 3 濕度傳感器的選擇 ................................................. 4 單片機(jī)的選擇 ..................................................... 4 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................. 5 數(shù)據(jù)采集 ......................................................... 5 溫度采集 ............................................ 5 溫濕度采集 ............................................ 7 數(shù)據(jù)分析 ......................................................... 8 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ............................................ 8 數(shù)據(jù)處理 ........................................................ 11 4 軟件編程仿真 .......................................................... 11 主程序 .......................................................... 11 測溫度子程序流程圖 .............................................. 12 測濕度子程序流程圖 .............................................. 13 液晶顯示子程序流程圖 ............................................ 14 仿真結(jié)果 ........................................................ 14 5 課程設(shè)計(jì)心得 ......................................................... 15 參考文獻(xiàn) ............................................................... 16 附錄 A DS18B20 程序 ..................................................... 17 附錄 B SHT10 程序 ....................................................... 20 1 1 緒論 課題背景 濕度，表示大氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕。在此意義下，常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、比較 濕度、混合比、飽和差以及露點(diǎn)等物理量來表示。絕對(duì)濕度是一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質(zhì)量，一般其單位是克 /立方米，絕對(duì)濕度的最大限度是飽和狀態(tài)下的最高濕度；相對(duì)濕度是絕對(duì)濕度與最高濕度之間的比，它的值顯示水蒸氣的飽和度有多高。并且隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自己的生存環(huán)境越來越關(guān)注，而空 氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對(duì)溫度、濕度的檢測及控制就非常有必要了。傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路、并需要經(jīng)過復(fù)雜的校準(zhǔn)、標(biāo)定過程，測量精度難以得到保證，且在線性度、重復(fù)性、互換性、一致性等方面往往不能滿足要求，為此傳感器生產(chǎn)廠家需要擁有高昂標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)定設(shè)備；現(xiàn)在的市場上大量存在的是新型智能型濕度傳感器具備了數(shù)字校準(zhǔn)溫濕度功能，而且測量精度有了很大的提高。 而 集成溫度傳感器是目前應(yīng)用范圍最廣、使用最普及的一種全集成化傳感器。 集成溫度傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下 3 個(gè)方面： (1)溫度測量：可以構(gòu)成數(shù)字溫度計(jì)、溫度變送器、溫度巡回檢測儀、智能化溫度檢測系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化測溫系統(tǒng)。 (3)特殊應(yīng)用：例如，熱電偶冷端溫度補(bǔ)償、測量溫差、測量平均溫度、測量溫度場、電子密碼鎖 (僅對(duì)內(nèi)含 64 位 ROM 的單線總線智能溫度傳感器而言 )及液晶顯示器表面溫度監(jiān)測等。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一 (僅測 量溫度 )、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡單。 智能溫度傳感器 (亦稱數(shù)字溫度傳感器 )是在 20 世紀(jì) 90 年代中期問世的。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D 轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器 (或寄存器 )和接口電路。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是 能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器 (MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。例如， DS1629 型單線智能溫度傳感器增加了實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘 (RTC)，使其功能更加完善。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。 濕度傳感器 溫度是個(gè)獨(dú)立的被測量，而濕度受溫度、大氣壓強(qiáng)的影響，濕度的標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)難題。 濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕 敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。濕敏電容的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。 濕度傳感器 可分成以下三種類型： (1)線性電壓輸出式集成濕度 傳感器 。 (2)線性頻率輸出集成濕度傳感器。這種傳感器具有線性度好、抗干擾能力強(qiáng)、便于配數(shù)字電路或單片機(jī)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。它除具有 HF3223 的功能以外，還增加了溫度信號(hào)輸出端，利 用負(fù)溫度系數(shù) (NTC)熱敏電阻作為溫度傳感器。 目前，濕度測量大體上三種方法：一是有兩只特性一致的測溫電阻組成的干濕球溫度計(jì)；二是由濕度傳感器組成的濕度測量儀；三是通風(fēng)干濕球溫度計(jì)。所以在濕度測量中，大部分采用通風(fēng)干濕表作為濕度標(biāo)準(zhǔn)。 課程設(shè)計(jì)目的 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，綜合比較幾種溫濕度測量方法，確立于溫濕度傳感器和 AT89C52單片機(jī)技術(shù)結(jié)合的方法，給出了總體設(shè)計(jì)框圖，并且詳細(xì)描述了各部分組成電路的，設(shè)計(jì)原理和方法，包括溫度和濕度傳感器輸入電路、液晶顯示電路以及其他擴(kuò)展電路 ，完成 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ，實(shí)現(xiàn)溫濕度的測量。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制 成的測溫元件。其主要的特點(diǎn)為精度高、測量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測量。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。在工業(yè)中用于 50180℃測溫?！妫瑴y量分辨率為 ℃，電源電壓范圍從 。而且，無需進(jìn)行線性校正，使用非常方便，接口簡