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1、河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要随着科技的发达，以及人民生活水平的提高，人民室内生活环境不断改善，出现了空调、智能温度器、室内净化器等一系列改善人民生活条件的高科技产品。然而这并不能满足人民越来越高的生活需求，有些人提出了湿度的要求，本设计就在此基础上，设计一种基于89C51单片机控制的智能湿度控制系统。此系统采用了SHT1x7x系列单片集成传感器；而且，通过软件编程，再加上相应的控制电路（光电耦合及继电器等部分电路组成），设计出可以自动的调节当前环境的相对湿度：当室内空气湿度过高时，控制系统自动启动抽风机，减少室内空气中的水蒸气，以达到降低空气湿度的目的；当室内空气湿度过低时，控
2、制系统自动启动蒸汽机，增加空气的水蒸气，以达到增加湿度的目的，使空气湿度保持在理想的状态；键盘设置及调整湿度的初始值，另外在设计个过程当中，考虑了处理器抗干扰，加入了单片机监视电路。通过对基于单片机的相对湿度控制器设计，加深对传感器技术及检测技术的了解，巩固对单片机知识的掌握，并系统的复习本专业所学过的知识。关键词：湿度控制，传感器，湿度调节AbstractWith the development of science and technology, the improvement of and the living standards of the people, the people ar
3、e improving constantly in indoor living environment, the air conditioner , intellectual temperature device , high-tech products of such peoples living conditions of a series of improvement as the purifying device ,etc. in the room have appeared. But this can not meet higher and higher life demands o
4、f people , some people propose the demand for the humidity, this text is just on this basis, design one on the basis of intellectual humidity control system which 89C51 MCU controlled. This system uses a series of monolithic integrated sensors SHT1x/7x. And, through software programming, in addition
5、, corresponding control circuit (such some circuit as photoelectric coupling and relay ,etc. make up ), design the relative humidity of the present environment of regulation that can be automatic: When the indoor air humidity is too high, the control system starts the exhauster automatically, reduce
6、 the vapor in the indoor air, in order to achieve the goal of reducing air humidity; When the indoor air humidity is too low, the control system starts the steam engine automatically, increase the vapor of the air , in order to achieve the goal of increasing humidity , makes the air humidity keep at
7、 ideal state; The initial value of the humidity that the keyboard is set up and adjusted, in designing a course in addition, have considered the anti-interference of the processor, monitored the circuit after putting into the MCU. Through designing the controller of relative humidity based on one-ch
8、ip computer , strengthen the knowledge of the technology of the sensor and detection technique, the ones that consolidated to knowledge of the one-chip computer were mastered, and the systematic knowledge that a speciality has been studied of review. Keyword: Humidity control, sensors, humidity regu
9、lation。河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要IAbstractII1 绪 言11.1 课题背景11.2 课题研究的目的和意义11.3 国内外发展状况12 系统设计方案的研究32.1 系统的控制特点与性能要求32.1.1 系统控制结构组成32.1.2 系统的性能特点32.2 系统的设计原理32.3 湿度测量的名词术语43 系统的结构设计63.1 电源电路的设计63.2 相对湿度电路的设计73.2.1 传统的电容式湿度传感器存在以下缺点：73.2.2 SHT1x7x系列单片集成传感器73.2.3 SHT1x7x系列单片集成传感器的特性83.2.4 SHT1x7x系统结构93.3
10、 处理器模块的设计93.3.1 单片机AT89C51简介及应用93.3.2 处理器的功能133.3.3 CPU 监控电路133.4 湿度的调节模块设计133.4.1 湿度调节的原理133.4.2 湿度调节的结构框图143.4.3 湿度调节硬件结构图143.4.4 湿度调节原理实现143.5 显示模块设计153.5.1 LED显示器的介绍153.5.2 单片机与LED接口163.6 按键模块的设计163.6.1 键盘接口工作原理163.6.2 单片机与键盘接口173.6.3 按键产生抖动原因及解决方案173.6.4 窜键的处理183.7 PID 控制算法184 软件的设计及实现195 总结与展望
11、22致 谢23参考文献24附 录25河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪言1 绪 言1.1 课题背景在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天以及现代生活的各个方面，经常需要对环境湿度进行测量及控制。对于生物制药、食品加工、造纸等行业，准确的测量湿度更是至关重要的。此外，湿度还直接影响到人们的舒适程度和身体健康，但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其它因素的影响，湿度与大气压、温度呈函数关系。因此，用常规的方法测量湿度的误差可达5%20%。过去用干湿球度计或毛发湿度计来测量、通过查表得到湿度的方法，早已无法满
12、足现代科技发展的需求。干湿球湿度计和普通的湿度计并能用做标定，就是因为标定后的精度无法保证。湿度的标定对环境条件要求十分严格，而在国外的湿度标定设备（例如过生产的MC741HP型湿度校准仪），价格又十分昂贵。本设计就是在此基础是，提出一种基于AT89C51单片机控制的比较简单而实用的湿度检测及控制方法。1.2 课题研究的目的和意义（1） 讨论一种测量湿度的简单方法，利用我们常用的电子元器件来组成简单而实用的湿度检测电路，并在此基础上讨论湿度检测影响条件和环境因数的作用以及湿度检测的精确性问题。（2） 在湿度检测的基础上，简单了讨论湿度的控制问题，分析湿度调节的可行性以及怎么样调节的问题。1.3
13、 国内外发展状况早在18世纪人类就发明了干湿球湿度计，干湿球湿度计的准确度还取决于干球、湿球两支温度计本身的精度；湿度计必须处于通风状态：只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时，才能达到规定的准确度。干湿球湿度计的准确度只有5一7RH。干湿球测湿法采用间接测量方法，通过测量干球、湿球的温度经过计算得到湿度值，因此对使用温度没有严格限制，在高温环境下测湿不会对传感器造成损坏。干湿球测湿法的维护相当简单，在实际使用中，只需定期给湿球加水及更换湿球纱布即可。与电子式湿度传感器相比，干湿球测湿法不会产生老化，精度下降等问题。所以干湿球测湿方法更适合于在高温及恶劣环境的场合使用。后来又出现了滴水法测量
14、相对湿度。而电子式湿度传感器是近几十年，特别是近20年才迅速发展起来的。湿度传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度发生器来逐支标定，电子式湿度传感器的准确度可以达到2一3RH。电子湿度传感技术由于发展快，精确性高，误差小，现在得到了广泛的应用。 近年来，随着电子芯片集成化、小型化速度的加快以及芯片制作技术的提高，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足的进步。湿度传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测以及的方向迅速发展，为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。2河南城建学院本科毕业设计（论文） 系统设计方案的研究2 系统设计方案的研究2.1 系统的控制特点与性能要求 2.1.1 系统控制结构组成湿度检测电路。 用于检测空气的相对湿度。微控制器。 采用ATMEL公司的89C51单片机，作为主控制器。电源稳压电路。 用于对输入的220V交流电压进行变压、整流。键盘输入电路。 用于设定初始值等。LED显示电路。 用于显示湿度。功率驱动电路。 用于调节湿度。AT89C51电源电压的设计按键输入电路LED显示电路功率驱动电路吹风机功率驱动电路蒸汽机湿度检测电路
