【精品】毕业设计：智能温湿度监测系统设计.doc

智能温湿度监测系统 摘 要 防潮、防霉、防腐、防爆是车间日常工作的重要内容，是衡量环境管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和设备工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强工作环境温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。因此就需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。所以在测量仪上安装温度传感器，湿度传感器，通过单片机计算、显示和报警，可以实现自动功能；；； 目 录 第一章 引言 1 1.1概述 1 1.2传感器的技术简介和发展前景 1 1.3传感器的实现的功能 1 第二章 系统总体方案设计 2 2.1温度传感器 2 2.2湿度传感器 4 2.3MC14433A/D转换器 5 2.4单片机89S51 7 第三章 系统的硬件设计和连接 10 3.1MC14433与89S51单片机的接口设计 10 3.2显示与报警的设计 10 第四章 软件设计 12 4.1主程序流程图 13 4.2程序清单 14 结 论 21 参考文献 22 谢 辞 23 附录 24 附1 CD4051多路开关 24 附2 89S51系统程序及子程序 26 第一章 引言 1.1 概述 随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。 本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D模拟数字转换芯片的性能，此设计以89S51基本系统为核心的一套检测系统，其中包括A/D转换、单片机、复位电路、温度检测、湿度检测、键盘及显示、报警电路、系统软件等部分的设计。系统总体方框图如图2.1。 图2.1 系统总体框图 本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的： (1) 信号采集 由AD590、HS1100及多路开关CD4051组成； (2) 信号分析 由A/D转换器MC14433、单片机89S51基本系统组成； (3) 信号显示 由串行口LED显示器和报警电路组成。 2.1 温度传感器 集成温度传感器AD590是美国模拟器件公司生产的集成两端感温电流源。 AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。 2.1.1 温度传感器主要特性流过器件的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数：Ir/T=1式中，Ir—流过器件(AD590)的电流，单位为μA；T—热力学温度，单位为KAD590的测温范围为-55℃~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30V可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏输出电阻为710mΩ精度高，AD590在-55℃~+150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。 图2.2 AD590的接脚图及零件符号 AD590的输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其输出电流Io=(273+25)=298μA。Vo的值为Io乘上10K，以室温25℃而言，输出值为2.98V(10K×298μA)。量测Vo时，不可分出任何电流，否则量测值会不准。 2.1.3 电路AD590的输出电流I=(273+T)μA(T为摄氏温度)因此量测的电压V为(273+T)μA ×10K=(2.73+T/100)V。为了将电压量测出来又需使输出电流I不分流出来我们使用电压追随器其输出电压V等于输入电压V。由于一般电源供应较多零件之后电源是带噪声的因此我们使用齐纳二极管作为稳压零件再利用可变电阻分压其输出电压V1需调整至2.73V。接下来我们使用差动放大器其输出Vo为（100K/10K）×（V2-V1）=T/10，如果现在为摄氏28℃，输出电压为2.8V，输出电压接AD转换器，那么AD转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。 温度传感器使用原理图 图2.3 AD590温度传感器使用原理图%，输出频率：6728KHZ) 湿度 %RH 频率HZ 湿度 %RH 频率HZ 0 7351 60 6600 10 7224 70 6468 20 7100 80 6330 30 6976 90 6168 40 6853 100 6033 图2.4给出了HS1101典型555应用电路。 图2.4 典型555