单片机设计吴宏0401301.docVIP

合肥学院 《单片机原理与应用》 课程论文 课程论文题目 基于单片机的大气参数监测系统的设计 院系名称 计算机科学与技术系 专业（班级） 09级计本3班 姓名（学号） 吴宏 0904013012 指导教师 2012年 6月 10 日 一、引言： 随着科技的迅速发展，气象的预测是靠气象卫星发回的云图和各地气象台站测得的温度、气压、风向、风速等数据，经计算机和精确的仪器处理后得到更准确的信息。要想准确预测气象，必须把上面得到的数据列出几百阶乃至更高阶的线性方程组，若靠人工求解则需几百人用几个星期的时间内才能完成，这时已不是天气预报了，却变成了天气报告了，这无形中就拉长了时间起不到预测预报的目的；而现在有了电子计算机和精确的测量仪器，对大气参数的采集工作已由计算机来担任只要几分钟时间就可完成任务并且准确率也很高。本次设计就是利用单片机和一些传感器以及转换电路组成的一套对大气参数进行多路采集的系统。 二：摘要 为了能够准确的了解掌握大气参数的变化，我们必须对此进行采集、测量。温度的变化会随高度的不同而变化因而形成垂直分布，对它的采集和测量有很重要的意义；湿度是表示大气干湿程度的物理；风向、风速的采集也不能忽略，风场建设、运行离不开气象服务，需要对风场的气象参数实时检测，因此它在某种 程度上也反映了大气参数中的风向和风速。针对全球的气象形式，本文设计了一个基于单片机控制的大气系统多路采集器。用来测量大气中的温度、湿度、风速和风向等参数。 温度测量精度小于0.5℃，湿度测量精度小于5%，测量风速的风杯风速计的精度是0.5m/s，测量风向的光电式风向标的精度是5度。以8051单片机作为控制核心，用8155扩展I/O口，采用各种传感器用于检测系统，用ADC0809作为A/D转换元件，采用发光二极管和蜂鸣器作为报警显示元件。 三、关键词：传感器，转换器，AD590， HM1500，PH100SX，ADC0809 四、芯片使用 大气参数主要有温度、湿度、风速、风向等，我们通过先检测，然后转换变成单片机能识别的信息传送到单片机，再经过处理用一些功能指示和声光报警表示出来，让人们很直观的看到采集到参数的变化。此系统主要由 温度检测传感器、湿度检测传感器、A/D转换电路、风速检测传感器、计数电路、风向传感器、AT80C51单片机、外扩8155芯片、键盘、功能指示、声光报警电路等部分组成。 1、 温度传感器：AD590温度传感器 AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源，它会将温度转换为电流。其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Iout=（273+25）=298μA。 精度高，AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。 AD590M档精度为±0.3℃，且AD590温度 传感器具有多点温度测量和远距离温度测量的控制的性能。 2 、湿度传感器：HM1500湿度传感器 基于HS1101／HS1101LF的电压输出湿度模块，可靠性高、时间稳定性长， 在5VDC供电时，0～100％RH对应输出1～4VDC线性电压，温度依赖性非常低。抗静电，防灰尘，可有效抵抗各种腐蚀性气体物质。线性电压输出式集成湿度传感器HM1 5 0 0是HUMIRE L 公司的典型产品 ,外型有3根引线 。 湿度测量范围为 5 %～99 %(相对湿度) ;相对湿度精度为 3 %;工作温度为 - 30 ℃～60 ℃;工作湿度范围为 0～100 %(相对湿度) ;供电电压为5 V(最大电压DC16 V) ;输出为DC 1 V～4 V;响应时间为5 s ;外径约11 mm;长度约58 mm。基于HM1500湿度传感器具有防灰尘，可有量的准确度和稳定性应尽量避免在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用，也避免在粉尘较大的环境中使用。有的湿度传感器对供电电源要求比较高，否则将影响测量精度。或者传感器之间相互干扰，甚至无法工作。使用时应按照技术要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。 3、风速风向传感器 ： PH100SX风速风向传感器 PH100SX风速风向传感器由风速传感器和风向传感器组成。风杯采用碳纤维材，强度高，起动好。风向重锤采用附翼板，提高了动态特性。WC-1风传感器互换性好、量程大、线性好、抗雷击能力强、工作可靠。该传感器广泛用于气象、 海洋、环境、机场、港口、工农业计交通等领域。 4、 A/D转换器：ADC0809 ADC0809是带有8位A／D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼