一、選題簡介、意義
意義:由于防潮、防霉、是倉庫日常工作的重要內容,如果倉庫的溫度和濕度達不到生產要求將會導致許多問題。所以能實時監測倉庫的溫度和濕度顯得尤為重要。
簡介:此設計是為了感應環境溫度濕度,單片機判斷感應到的溫度濕度是否異常,
輸出報警信號;判斷異常是否處理完畢,若處理完畢,解除報警。這樣就可以利用控制器對工廠的溫度濕度進行監控。
1. 主控模塊:基于單片機STC89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器,俗稱單片機。STC89C51RC是一種帶2K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的 單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造,與工業標準的MCS-51指令集和輸出 管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,STC89C51RC是它的一種精簡版 本。STC89C51RC單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。
2.溫度檢測模塊:
只是得到的溫度值的位數因分辨率不同而不同,且溫度轉換時的延時時間由2s減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度影響很小,用于產生固定頻率的脈沖信號送給計數器1。高溫度系數晶振隨溫度變化其 振蕩率明顯改變,所產生的信號作為計數器2的脈沖輸入。計數器1和溫度寄存器被預置在-55℃所對應的一個基數值。計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信 號進行減法計數,當計數器1的預置值減到0時,溫度寄存器的值將加1,計數器1的預置將重新被裝入,計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行 計數,如此循環直到計數器2計數到0時,停止溫度寄存器值的累加,此時溫度寄存器中的數值即為所測溫度。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性,其 輸出用于修正計數器1的預置值。
3.濕度檢測模塊:
濕度傳感器我選擇HS1100/HS1101/HS1100濕度傳感器。
HS1100/HS1101/HS1100電容傳感器,在電路構成中等效于一個電容器件,其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。不需校準的完全互換性,高可靠性和長期穩定性,快速響應時間,專利設計的固態聚合物結構,由頂端接觸(HS1100)和側面接觸(HS1101/HS1100)兩種封裝產品,適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路,適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。
相對濕度在1%---100%RH范圍內;電容量由16pF變到200pF,其誤差不大于±2%RH;響應時間小于5S;溫度系數為0.04 pF/℃。可見精度是較高的。
4.A|D轉換模塊:我選擇A/D轉換芯片ADC0809因為ADC0809是CMOS的8位模/數轉換器,采用逐次逼近原理進行A/D轉換,芯片內有模擬多路轉換開關和A/D轉換兩大部分,可對8路0~5V的輸入模擬電壓信號分時進行轉換。模擬多路開關由8路模擬開關和3位地址鎖存譯碼器組成,可選通8路模擬輸入中的任何一路,地址鎖存信號ALE將3位地址信號ADDA、ADDB、ADDC進行鎖存,然后由譯碼電路選通其中的一路,被選中的通道進行A/D轉換。A/D轉換部分包括比較器、逐次逼近寄存器(SAR)、256R電阻網絡、樹狀電子開關、控制與時序電路等。另外ADC0809輸出具有TTL三態鎖存緩沖器,可直接連到CPU數據總線上。
二、課題綜述(課題研究,主要研究的內容,要解決的問題,預期目標,研究步驟、方法及措施等)
主要研究
一)主要內容:
倉庫溫濕度監測和顯示。
(二)擬解決的主要問題:
1.系統核心部分——單片機 STC89C51,AD0809,LCD1602,HS1100,DS18B20. 多路開關,的相關知識;
2.電路的設計;
3.利用keil軟件的編程;
4.電路仿真
預期目標
實現溫度濕度的檢測與顯示。
研究步驟、方法及措施
本課題的工作步驟分為七個階段:
進入階段:收集資料并對課題做深入的了解,撰寫開題報告;
第一階段:學習單片機單片機 STC89C51,AD0809,LCD1602,HS1100,DS18B20相關知識。
第二階段:完成基于單片機 STC89C51,AD0809,LCD1602,HS1100,DS18B20設計的研究總體方案設計。
第三階段:完成系統軟件各模塊設計并且完成電路的設計。
第四階段:完成keil軟件的編寫。
第五階段:利用protues仿真和整體調試。
第六階段:翻譯資料并完成論文。
第七階段:修改畢業論文,為畢業論文答辯作準備。
(五)工作方法及措施:
工作方法:本課題主要采用實驗法。
措施:基于單片機課程所獲得的實踐經驗,在教師指導下,以仿真為基礎,實現溫度濕度的檢測與顯示。
HS1101濕度傳感器的電路設計。
由于濕度傳感器輸出的是電壓信號詳見2.3,所以必須要連接A/D轉換模塊到單片機上所以此電路設計比較簡單只需要將HS1101接入A/D轉換模塊的模擬量輸入端即可。
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2017-11-25 07:10 上傳
由于protues中沒有元器件HS1101所以就用電位器代替一下。
3.4 LCD1602的電路設計。
3.4.1 1602LCD的基本參數及引腳功能
1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種,基控制器大部分為HD44780,帶背光的比不帶背光的厚,是否帶背光在應用中并無差別,兩者尺寸差別如下圖10-54所示:
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