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毕业设计(论文)基于AT89S52单片机的温湿度检测系统设计.docx
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毕业设计(论文)基于AT89S52单片机的温湿度检测系统设计.docx
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基于AT89S52单片机的温湿度检测系统设计
摘要
随着人们的生活及其生产水平的不断提高,对生活环境和生产环境的要求就 显的尤为重要,
温湿度的控制就是一-个典型的例子,因此温湿度检测系统就是现 代生产生活中应运而生的一种
智能、快捷、方便可靠的检测系统,特别是在工业 生产中如果检测得不准确就会发生许多的生
产事故。如化工生产中对温度的检测 不半就会导致牛产效率的降低和产品质量的下降。而现在所
使用的温湿度检测系 统通常都是精度为i°c或o. rc的水银、煤油或酒精温度计进行的温度检测和用
传统的物理模拟量的方法进行的湿度检测。这些温湿度检测计的刻度间隔通常都 很密,不容易准
确分辨,读数困难,而且他们的热容量还比较大,达到热平衡所 需的吋间较长,因此很难读准,
并且使用非常不方便。
要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方使的设施就需要从单片机技术 入手,一切向
着数字化控制,智能化控制方向发展。木设计是以单片机(AT89C51) 为核心,配合温度传感器
(AD590)和湿度传感器(HIH-3610),以及相关的外围 电路组成的检测系统,可以接收所测环境的
温度和湿度信号,检测人员可以通过 数码管显示的数据,实吋监控环境的温度和湿度情况。所
有的测量操作都可以通 过主机控制软件来实现,温度和湿度传感器得到的测量信号,经电路转换
为电信 号,然后通过一定的放大经过芯片TLC549A/D转换送到单片机进行数据处理,经 软件分
析处理后送显示装置。
本系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高,结构简单,实现了对温湿度的 自动调节。系
统还应用RS232与丄位机相连接,可以设置自动记录温度、湿度的 相关的参数,也可以设置每隔
一定的吋间自动记录,可用在气象的观察方面。
关键词:AT89S52单片机,温度传感器,湿度传感器,A/D转换,
LED显示
目录
第1章概述...................................................................................................................................3
1. 1课题的研究背景..........................................................................................................3
1・2温湿度检测的发展状况以及存在的问题................................................................3
1・3本课程设计的主要内容............................................................................................4
第2章 系统总体方案设计..........................................................................................................6
2.1温度传感器...................................................................................................................6
2. 1. 1温度传感器主要特性 .....................................................................................6
2. 1.2 AD590的工作原理 ........................................................................................6
2」.3电路设计...........................................................................................................7
2.2湿度传感器...................................................................................................................8
2. 2. 1湿度传感器主要特性 .....................................................................................8
2.3 A/D转换器 .............................................................................................................10
2. 3. 1 A/D转换器主要特性...................................................................................10
2. 3.2 TLC549 I作原理..........................................................................................11
2.4 单片机 AT89S52 ..............................................................................................12
2. 4. 1 AT89S52 主要特性....................................................................................12
第3章系统的破件设计和连接 ................................................................................................15
3. 1主控模块....................................................................................................................15
3.2现实模块.....................................................................................................................15
3.3 A/D转换模块.............................................................................................................16
3.4温度和湿度模块.........................................................................................................16
3. 4.1温度信号采集的设计 ...................................................................................16
3. 4.2湿度信号采集的设计 ....................................................................................17
3.5继电器控制电路.........................................................................................................17
3. 6 TLC549与AT89S52的接口电路设计 ...................................................................18
3. 7键盘设计....................................................................................................................19
3.8输出驱动的设计.........................................................................................................19
3.9与上位机相连电路的设计.........................................................................................20
3. 10电源电路的设计 .....................................................................................................21
3.11报警电路设计...........................................................................................................21
第4章 系统软件方案的设计....................................................................................................22
4.1程序流程图.................................................................................................................22
4.1.1温湿度主程序流程图 .....................................................................................23
4.1.2报警器流程图 .................................................................................................23
4.1. 3 A/D转换子程序流程图 ................................................................................23
4. 1.4键盘小断流程图 ...........................................................................................24
4. 2程度清单...................................................................................................................24
4. 2.1温度采集初始化程序 ....................................................................................24
4. 2. 2湿度采集初始化程序 ..................................................................................25
4. 2.3显示电路程序 ................................................................................................25
4. 2. 4制交流蜂鸣器发声程序 ...............................................................................26
4. 3上位机软件设计........................................................................................................27
4. 3. 1系统进入界面程序 .......................................................................................27
4. 3. 2实吋显示界面 ...............................................................................................28
4. 3. 3历史数据界面 ...............................................................................................29
第5章总结与展望.....................................................................................................................31
参考文献...................................................................................................................................32
第1章概述
1.1课题的研究背景
工业生产小有些场合需要使用精密的机台设备,这些设备的精密度高、价格 高,因此为了
保证产品的质量及机台的使用寿命,对其环境的要求也很高,尤其 的是对温度、湿度的控制。例
如在我工作的生产发光二极管LED的工业现场,前 而的两道工序固晶片和焊线要求的精度非常
高,晶片必须固到碗杯的小心点,偏 差不可超过1/5晶片的宽度,且对胶量的控制也有严格的要求,
只有这道工序做 好了,下一个工序焊线才会顺利,否则焊线将会岀现很多异常,不仅会降低产量
也会造成质量问题,因此要求每三个小时记录一次室内的温湿度,且要保证其温 度在18°C—
23°CZ间,湿度不可超过60%。
随着信息产业的发展及工业化的进步,温度和湿度不仅仅表现在以上几个方 而直接或间接
影响着人类基本生活条件,还表现在对工生物制品、医药卫生、科 学研究、国防建设等方而的影
响。针对以丄情况,研制可靠且实用的温湿度控制 器显得非常重要。常用温湿度传感器的非线性
输出及一致性较差,使温湿度的测 量方法和手段相对较复杂,且给电路的调试带来很大的困难。
传统的温湿度测量 多采用模拟小信号传感器,不仅信号调理电路复杂,且温湿度值的标定过程也
极 其复杂,并需要使用昂贵的标定仪器设备。因此对于温湿度控制器的设计有着很 大的现实生
产意义。
本文设计的是基于单片机AT89S52的温湿度检测和控制系统,主要以广泛应 用的AD590和
HIH-3610作为温度和湿度的检测,该仪器具有测量精度高、硬件 电路简单、并能很好的进行显
示,可测试不同环境温湿度的特点。另外和控制电 路相连,可以进行加湿电路和除湿电路的控制,
使温度和湿度参数在预先设定的 范围内,不需要人的直接参与。本系统还通过RS232和上位机相
连,可以设置每 隔一定的时间进行温度和湿度的采集,上传到上位机,以供查询。
1. 2温湿度检测的发展状况以及存在的问题
传统的温度和湿度检测系统主要有以下几种:
(1) 水汽床(e):是水汽在大气总床力中的分压力。它表示了空气中水汽 的绝对含量的大小,以
毫巴为单位。
(2) 相对湿度(rh):湿空气中实际水汽压e与同温度下饱和水汽压E的百 分比,相
对湿度的大小能直接表示空气距离饱和的相对程度。空气完全干燥吋, 相对湿度为零。相对湿度
越小,表示为吋空气越干燥。当相对湿度接近于100% 吋,表示空气很潮湿,越接近于饱和。
(3) 露点(或霜点)温度:指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下, 冷却到饱
和吋的温度。
(4) 干湿球温度表:用一对并列装置的、形状完全相同的温度表,一•支测 气温,称
干球温度表,另一支包有保持浸透蒸憾水的脱脂纱布,称湿球温度表。
(5) 发湿度表(计):利用脱脂人发(或牛的肠衣)具有空气潮湿吋伸长, 干燥吋
缩短的特性,制成毛发湿度表或湿度口记仪器,它的测湿精度较差,毛发 湿度表通常在气温低于
-10C吋使用。
(6) 电阻式湿度片:利用吸湿膜片随湿度变化改变其电阻值的原理,常用 的有碳膜
湿敏电阻和氯化锂湿度片两种。前者用高分子聚合物和导电材料碳黑, 加上粘合剂配成一定比例
的胶状液体,涂覆到基片上纽成的电阻片;后者是在基 片上涂上一层氯化锂酒精溶液,当空气湿
度变化吋,氯化锂溶液浓度随之改变从 而也改变了测湿膜片的电阻。
(7) 薄膜湿敏电容:是以高分子聚合物为介质的电容器,因吸收(或释放) 水汽而
改变电容值。它制作精巧,性能优良,常用在探空仪和遥测中。
随着智能检测系统的飞速发展,基于单片机的温湿度检测系统将多传感器系 统结合在一起。
如何把多传感器集中于一个检测控制系统,综合利用来口多传感 器的信息,获得对被测对象的可
靠了解和解释,以利于系统做出止确的响应、决 策和控制,是智能检测控制系统中需要解决的首
要问题。在温湿度要求严格的场 合,利用多传感技术可以提高系统的可靠性和精度,亦可以提高
系统的吋间空间 的覆盖范阳I。
1.3本课程设计的主要内容
单片机是系统的控制核心,所以单片机的性能关系到整个系统的好坏。因此 单片机的选择,
对所设计系统的实现以及功能的扩展有着很大的影响。单片机种 类很多,在众多51系列单片机中,
较为常用的是ATMEL公司的AT89C51和 AT89S52单片机,AT89C51片内4KR0M是Flash工艺的,
使用专用的编程器口己 就可以随吋对单片机进行电擦除和改写,片内有128字节的RAM。而
AT89S52含 有在系统可编程的Flash存储器,片内有8K闪存,RAM的容量也较AT89C51大, 为256
字节。显然这种单片机优点更多,开发时间也大为缩短。因此,在本次设 计中选用了 ATMEL公
司的AT89S52单片机。
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ohmygodvv
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