《基于51单片机的湿度测控系统的研究全套资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于51单片机的湿度测控系统的研究全套资料（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 本 科 生 毕 业 论 文（设计） 题 目：基于51单片机的湿度测控系统的研究 院 系： 信息科学与技术学院 专 业： 电子信息科学与技术 学生姓名： 宋维湛 学 号： 05375051 指导教师： 陈立文（助理工程师） （职 称） 二 09 年 4 月iv- iv -摘 要随着社会信息科学的发展，控制理论和电子技术也在不断更新，基于微控制器的高度智能化测控技术逐步成为现实。其中以单片机为核心实现数字控制器因其体积小、成本低、功能强、简便易行而得到了广泛的应用。室内湿度测控由于其重要性的日益突出，技术也越来越成熟。本文主要讨论基于AT89S51单片机的以HS1101作为前端湿敏元件的室内湿度
2、检测系统。本系统采用层次化、模块化设计，以HS1101湿敏芯片的传感器作为测量的器件，所得到的数据经过NE555振荡电路处理后，通过ADC0809模数转换器件接入到AT89S51单片机，以单片机为核心对数据进行记录、存储、处理和报警。本文在设计过程中主要做了以下几个方面的工作：一是讨论并选择系统的总体设计方案；二是对传感器、A/D转换器和单片机进行设计和选择；三是对单片机及其跟PC机进行通信的接口进行电路及软件系统的设计。本系统的设计还处于理论阶段，是在论证了各种方案和搜集了各种的资料后提出的一种切实可行的室内湿度监测系统。本系统完全满足一般小实验室的湿度测控系统的要求，实现了对室内湿度状况的
3、全面、实时和长期的监测，也实现了室内湿度检测的自动化智能化。关键词：AT89S51；HS1101；AD转换器；RS-232；传感器AbstractWith the social development of information science, control theory and electronic technology has been updated too, based on the micro-controller, the technology of highly intelligent micro-controller monitoring has gradually be
4、come a reality. Among them, single-chip digital controller as the core because of their small size, low cost, powerful, simple and widely used. Indoor humidity measurement and controlling has been growing importance because of the prominent and the more and more mature technology. This article focus
5、ed on a single chip AT89S51 based HS1101 humidity sensor as a front-end indoor humidity detection system.The system has a hierarchical, modular design, and uses HS1101 humidity sensor chip as a measurement device. The data obtained after treatment NE555 oscillator circuit through the ADC0809 AD conv
6、erter connecting to the AT89S51 micro-controller, a single machine as the core of the data record, storage, processing and alarm. In this paper, the main job of the design is the following points: First, to discuss the overall design and program so to select the appropriate system; Second, design an
7、d selection of the sensor, A / D converter, and a single-chip; third is a Micro Controller Unit to communicate with the PC interface and software systems for circuit design.The design of the system is still in the theoretical stage, and it is to demonstrate a variety of programs and collected inform
8、ation on the various proposed a practical indoor humidity monitoring systems. Satisfy the system of small laboratory humidity measurement and control system requirements, the indoor humidity has been to achieve the status of a comprehensive, real-time and long-term monitoring, and also make the indo
9、or humidity intelligent and automated testing to come true.Keywords: AT89S51; HS1101; AD converter; RS-232; sensor目 录第一章前言51.1概述51.2实验室湿度测控的意义51.3实验室湿度测控的现状与发展61.3.1传统的分立式湿度测量61.3.2模拟集成湿度传感器测量61.3.3智能湿度传感器测量61.4本课题的设计方案7第二章湿度测量电路设计82.1传感器的认识82.1.1传感器的静态特性82.1.2传感器的动态特性92.2湿度传感器的选择102.2.1湿度及其表示方法102.
10、2.2湿度传感器HS1101102.3湿度测量电路122.3.1NE555时基电路122.3.2基于555振荡电路的湿度测量电路设计13第三章核心电路的设计143.1ADC0809模数转换器143.1.1ADC0809应用简介143.1.2测湿电路与单片机连接153.1.3湿度误差补偿插值法子程序163.2单片机电路的设计173.2.1MCS-51单片机173.2.2AT89S51单片机173.2.3时钟晶振电路和复位电路183.3总体电路系统193.3.1LED报警设计193.3.2系统总设计203.4电路PCB版图设计22第四章单片机与PC间的串行通讯254.1RS-232-C接口254.
11、2单片机和PC通信连接254.3简单软件设计274.3.1下位机软件设计274.3.2上位机程序设计28第五章结 论29参考文献30致谢31附录32第一章 前言1.1 概述湿度，被定义为表示大气干燥程度的物理量。即在一定的温度下在一定的体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥;水汽越多，则空气越潮湿。湿度测量技术的发展已有200多年的历史，人们早就发现了人的头发随大气湿度变化而伸长或缩短的现象，因而制成了毛发湿度计。但是人们对于湿度传感器中的湿敏元件的认识，是从1938年美国F.W.Dunnore研制成功浸涂式氯化锂湿敏元件才开始的。无论是在科研、实验生产、粮食储备、军火储备还是植物生长、大学
12、校园里面的实验室元器件的保养，湿度的测量、传输和控制都跟其有着密不分的关系。环境的湿度有人们的视野里出现，并其重要性逐渐提高，使湿度的测控具有与环境温度的测控有着相同的重要意义。为了确保实验生产过程中得到很好的质量保证，为了确保实验室的元器件能够很好延续使用生命周期，湿度测量的提出已经引起了工作者的注意。在现代社会信息科技的不断迅速发展中，计算机技术、网络传输和湿敏元件的高速更新，使得湿度的测量正朝着自动化、网络化发展。在实验室的监控中，湿度测量的出现使得元器件的保养达到更好、使用周期更长、性能保持更好。所以实验室湿度测控有着广阔和应用发展空间。现在技术中，对湿度的测量有方法多种多样，也较为容
13、易实现。但精度和反应度却是各种方法中的瓶颈，本系统的设计就是从精度上和高反应度上进行测控、选器件、系统的设计，尽可能使做出来的系统可以更好更精确更实时地检测到室内湿度的变化，并及时读取数据进行处理，最终显示在个人电脑终端，使得工作者能够在最短的时间内对环境不断发生变化的湿度有着实时的了解，并可以针对不同的状况做出不同的反应。1.2 实验室湿度测控的意义每个实验室都有着自己的微小气候，在其中湿度有着非常重要的影响力。高湿容易使人体散热量增加、容易使人体丧失热蒸发机能，导致热疲劳。实验室湿度高于70%为高气湿，人将感到不适；低于30%为低气湿，人感到口鼻干燥；最舒适的湿度为 40%60%1。在实验
14、室所使用的各种仪器设备中，空气湿度对其影响是非常明显的，无论是使用过程对精度的影响，还是在保养过程中使得容易老化，容易被侵蚀。综上所述，无论是从人体健康的角度还是从元器件使用的角度上看，对实验室的湿度测控的意义都是非常重大的。1.3 实验室湿度测控的现状与发展人们研究湿度测量的历史也算是久远，对在实验室中进行湿度测控也更是随着实验信息技术的发展而不断更新换代。实验室室内湿度测控的发展大致经历了以下三个阶段：传统的分立式湿度测量；模拟集成湿度传感器测量；智能湿度传感器测量2。1.3.1 传统的分立式湿度测量传统的电阻湿度计、半导体湿敏元器件等，都属于分立式湿度测量元件，使用这些元器件来进行测量湿度的，统称为分立式湿度测量。20世纪50年代以来，随着传统的电阻、电容湿度计的出现，湿度测量走向了一个新的台阶。此类测量方法所使用的元件通常不能单独完成测量任务，使用时还需要配上二次仪表，才能完成湿度测量及控制功能。其主要缺点是外围电路比较复杂、测量精度比较低、分辨力不高，还有就是它们的体积比较大、使用起来不够方便。所以，传统的分立式湿度测量方法受到了现在科学技术发展的挑战，已经逐渐被淘汰。到了20世纪90年代，这种室内湿度测控已经很难再找到了。1.3.2 模拟集成湿度传感器测量在20世纪80年代中，采用硅半导体集成工艺的集成湿度传感器问世，它是将湿度传感器集成在一个芯片上、可完成湿度
