1、为模拟信号转化成数字信号的转换器对其本身的性能要求也 很高因此传感器芯片内要有性能良好的转换器。作为智能化的检测仪器 由实现的显示器使人们直观的观看到测量到的温度和湿度的值。在本设计系 统中正常情况下显示电路可以实时的显示室内的温度和湿度。当温度和湿度 超限时报警电路可以立即发出警报以便实现坏境温度和湿度的调整。 图系统原理图 本章小结 本章介绍了设计测量仪器的三种方式。最传统的是纯模模式。随着科学技术 的进步采用这种设计方案设计出来的产品由于自身的缺陷性已满足不了当今社 会的要求所以基本上被淘汰了。数字式检测仪表目前在实际应用中也很少用到。 智能式是目前检测仪表设计采用的主流方案也是本设计选用的方式。根据设计 要求本。
2、了功能单元的控制模式及 适应控制器特点的布尔处理和指令系统。由于单片机具有较高的性能比国内尤 其以系列单片机应用最为广泛。此系列单片机易于开发使用灵活而且 体积小抗干扰能力强可以兼容种类众多的支持芯片较为丰富的软件资源 可以工作于各种恶劣的条件下工作稳定等特点。考虑到本系统的需要以及本人 对单片机的熟悉程度因此本设计选用系列的单片机作为本系统 的。由单片机为核心的单片机最小系统包括晶振电路和复位电路。 晶振回路 晶振回路的主要任务是为单片机正常工作需要的时钟电路提供个 稳定的工作频率。根据单片机时钟周期的要求回路需要选用频率为 的晶振。晶振回路由电容和陶瓷谐振器晶振组成。作为单片机的时钟源。 内部有个用于构成振荡器的高增益反相放大器此放大器的输入和输出端分别 。
3、内外对温度和湿度测量产品有很多但是大部分的产品都是用红外热 辐射的传感器制作的。这种产品结构复杂价格昂贵并不适用于大气的测量。本 设计使用比较常见的温湿度传感器和价格便宜的电子元器件实现检测系统的智 能化。它还具有较高的安全性可靠性适用于般的家庭。鉴于国外欧美等国 家微电子技术的发展在不少的测试领域将个系统的所有电路包括都 集成在块芯片上构成个集成的系统况且这也是目前仪表发展的方向。所 以本设计采用集成芯片作为温湿度传感器。鉴于以上情况本课题考虑到 国内目前的现状构成器件的来源以及微电子技术的发展趋势本设计决定采用 智能化的设计方案设计。 从节约能源和成本及使用方便的角度考虑每个设计都要本着满足设计要 求的前提下尽量简单方便快捷的设计。这个原则适用各个领域。由于各。
4、章对系统工作的原理也做了简要说明。 单 片 机 报警电路 扩 展 口 湿度温度传感器 显示电路 湿度温度传感器 湿度温度传感器 湿度温度传感器 通信 系统硬件设计 为了实现检测系统的智能化系统的硬件设计包括控制系统最小系统的设计 湿度和温度测量回路的设计显示电路的设计报警电路设计以及电源电路的 设计。 构成的最小系统 微型计算机即单片机是因工业测控系统数字化智能化的迫切需求而发展起 来的。在测控领域使用最多还是公司的系列单片机。系列 单片机是位增强型其主要的技术特征是为单片机配置了完善的外部并行总线 和具有多级识别功能的串行通讯接口规。
5、 温湿度传感器的选择 的工作原理 的传输特性 总线简介 温湿度测量回路的设计 显示电路设计 的两种接法 的两种显示方法 报警电路设计 电源电路设计 本章小结 系统的软件设计 主程序的设计 模块程序设计 显示程序设计 报警电路程序设计 本章小结 系统抗干扰措施 硬件抗干扰措施 软件抗干扰措施 本章小结 结论 致谢 参考文献 附录系统原理图 附录系统总程序 绪论 选题意义 湿度和温度是测量领域内十分重要的被测对象。不管是人类赖以生存的居住 环境还是工农业生产亦或者是军事气象观测等领域都需要对温度和。
6、电源电路。为了提 高系统的抗干扰性能对湿度温度的检测采用了硬件抗干扰和软件抗干扰的综 合方法。硬件采抗干扰措施采用集成看门狗芯片它使系性能得到了改善。 最后设计了系统各个功能部分的软件程序。在设计中对误差产生的原因也进行 了些理论上的分析并证明了这种设计方案是可行的。由本设计课题做成的温 湿度检测系统结构简单价格便宜量程宽具有较高的可靠性安全性及实用 性。 关键词单片机温湿度传感器总线接口 , 目录 绪论 选题意义 生活环境与温湿度的关系 检测温湿度的意。
7、设备都需要考虑其所在工作环境的温湿度。 电器设备是工业领域最常使用也是使用最多的基础设备。温湿度的高低对电器设 备的研发者来说是必须要考虑的重要课题。工程师在设计电器产品的时候必须要 考虑设计出的产品将来工作环境中温湿度的大小使用过程中散热通风的问题。 能会增加误报警从而引起动作 而且在价格上也无优势可言由上述原理构成的这类仪表被称之为第代仪表 目前设计的仪表中极少使用这类结构。 数字式 这种方案在信号的采样放大电路报警设置以及报警电路等环节与第种方案 区别不大只是在放大电路后采用了转换电路它将模拟量转换成数字量 然后经过驱动电路进行数码显示它最大的好处是显示直观这是模拟式产品向 智能式产品过渡的中间型产品属于第二代仪表在上个世纪年代的设计中大 都采用这种结构。
8、看门狗定时器当 摘要 本毕业设计设计了个宽量程多点智能化的温湿度监测应用系统。随着科学 技术的日新月异人类社会取得了长足的进步,在居家生活工农业生产气象 环保国防科研航天等部门经常需要对环境中的湿度和温度进行测量及控 制。本系统采用技术成熟的芯片作为测量湿度和温度的传感器。是 内部集成总线接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器。具 有数字式输出免调试免标定免外围电路及全互换的特点。全量程标定 并且可以二线数字输出。的湿度测量范围为温度测量范围为 湿度测量精度为温度测量精度为响应时 间内部自带信号调理电路和转换电路。控制系统芯片采用技术成熟功 能强大价位低廉大众化的单片机。显示电路声光报警电路都由 单片机控制。同时设计了能给系统提供稳定工作电压的。
9、湿度进 行测量和控制。随着电子技术计算机技术通信技术传感器及传感器材技术 的迅速发展测量领域内对温度和湿度的检测也取得了跨越式的发展,可以说对 温湿度的测量与控制水平直接影响到人类的所有活动。 生活环境与温湿度的关系 现代人类对生活环境的要求越来越高尤其是温湿度的影响温度高了或者 低了都直接影响着这个社会而湿度低了或高了也同样影响着我们的生活以及其 他物种的生存条件。 检测温湿度的意义 湿度和温度是众多领域中需要检测的重要环境参数。不仅在工业现代农业 还是在气象卫星仓库保管等领域对温度和湿度的测量都是随处可见的。对温 度和湿度的测量与监控也是十分有意义的。对湿度和温度进行合理有效的调控不 仅可以节约能源还更有利各行业安全健康的发展。 在工业领域各种现代化的机。
10、种不可 克服的误差和适用环境的影响检测仪表都存在定的误差。不过我们还要竭尽 所能的降低误差提高设计的精度。 系统工作原理 根据上述的方案选择和本课题的设计目标加上目前智能仪表的般特点 本系统的原理结构框图如图所示。由系统的原理图可以看出实现本设计智 能测量系统的核心是单片机。湿度和温度信号检测可以使用传统的电阻 式温湿传感器测量也可以采用集成的智能温湿传感器芯片测量。集成传感器芯 片内部自带有信号放大电路。放大电路是提高单片机对信号进行识别的有效方法 而且在复杂电路的各种设计领域中是最常用也是必须要采用的方法。由温湿度传 感器检测到的温湿度信号经过芯片内部的转换电路将模拟信号转化成数字 信号后通过总线输入通道传送给单片机。为了提高测量的精度提高信号的 转换质量。
11、的方案在日常生活中看到的大都是未被替换的产品。在目前的 设计中基本上是不采用这种方案的。 智能式 这是目前检测类仪器首选的方案利用目前成熟的计算机技术依靠计算机 强大的处理能力对数据前向通道采集到的湿度温度数据进行判断处理存 储并可采用十分简单的方法通过显示驱动芯片将显示信息送出进行数码显示。 对测量所得结果超限时的报警处理可以按照测量时间的不同情况分别设置不同的 报警值。系统将会对测量回路巡回监测。 常规的环境参数中湿度是最难准确测量的个参数。用干湿球湿度计或毛 发湿度计来测量湿度的方法早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为测量 湿度要比测量温度复杂的多温度是个的被测量而湿度却受其它因素大 气压强温度的影响。所以湿度的测量比温度的测量要复杂的多。 目前。
12、是引脚和在和端口接上时钟电源即可构成时钟电路。 本设计中采用内部时钟产生方式。如图所示。在和两端跨接晶 振与内部的反相器构成稳定的自激振荡器。其发出的时钟脉冲直接送入单片机 内定时控制部件。电容和对频率有微调作用。电容和应尽可能的安 装在单片机芯片附近以减少寄生电容保证振荡器稳定可靠的工作。 复位电路 复位电路的功能就是对进行实时检测当落入死循环之后能及时 发现并使整个系统复位。若失控的程序进入死循环通常采用看门狗技 术使程序脱离死循环。通过不断检测程序循环的运行时间如果发现程序循 环时间超过最大循环运行时间则认为系统陷入死循环需进行出错处理。 本设计中采用看门狗芯片作为复位电路。 由美国公司生产的看门狗集成芯片具有性能 可靠使用简单价格低廉的特点。在内部集成。
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宽量程多点智能化的温湿度监测系统设计