畢業(yè)設(shè)計(jì)論文相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)

1、-大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)學(xué) 院：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師:年 4月 2日目錄一、 課題研究的目的和意義··································· 3二、 課題研究的主要任務(wù)

2、和預(yù)期目標(biāo)··························· 31主要任務(wù)及要求····················

3、83;························· 3 2預(yù)期目標(biāo)·······················&

4、#183;···························· 3三、設(shè)計(jì)方案····················

5、;································· 4 1設(shè)計(jì)思想···············

6、83;···································· 4 2方案論證············&

7、#183;······································· 6 2.1 課題的原理框圖········

8、;································ 7 2.2課題的方案具體論證···············&#

9、183;····················· 7 3設(shè)計(jì)中要解決的主要問(wèn)題和措施·························&#

10、183;····· 8四、課題進(jìn)度安排··········································

11、3;···· 9五、參考文獻(xiàn)············································&#

12、183;·······10相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)一、 課題研究的目的和意義 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、科研等部門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行測(cè)量及控制，快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出環(huán)境濕度有著重要作用。電容式相對(duì)濕度傳感器hs11001101是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，具有可靠性高、穩(wěn)定性好、反應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，可用于線性電壓或頻率輸出回路當(dāng)中。本設(shè)計(jì)采用hs11001101的頻率輸出特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境相對(duì)濕度的測(cè)量 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固傳感器電路知識(shí)，達(dá)到熟練運(yùn)用的目的；通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步熟悉在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題中對(duì)傳感電路的運(yùn)用

13、，提高自我水平。在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和認(rèn)真學(xué)習(xí)的工作作風(fēng)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維方式。二、課題研究的主要任務(wù)和預(yù)期目標(biāo)1主要任務(wù)及要求應(yīng)用集成傳感器技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)出相對(duì)濕度測(cè)量器。重點(diǎn)是集成傳感器hs1101濕敏電容傳感器的功能研究。對(duì)所有的工作進(jìn)行總結(jié)。2預(yù)期目標(biāo)要求能做到基本的電路及實(shí)物，基本上能測(cè)到一般空氣的相對(duì)濕度。三、設(shè)計(jì)方案1設(shè)計(jì)思想 濕度：表示大氣干燥程度的物理量?，F(xiàn)在濕度測(cè)量主要有兩種方式:干濕球測(cè)量法、電子式濕度傳感器測(cè)量法。在此選用的是電子式濕度傳感器測(cè)量法，其電路系統(tǒng)主要由控制電路、濕度測(cè)量電路、接口電路、顯示電路和鍵盤組成，如圖2所示。

14、其中，控制電路由單片機(jī)以及外圍元件構(gòu)成，主要完成定時(shí)、濕度頻率數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示等任務(wù)。濕度測(cè)量電路實(shí)現(xiàn)環(huán)境濕度與頻率的轉(zhuǎn)換，其輸出信號(hào)的頻率與濕度單值對(duì)應(yīng)。接口電路主要完成輸出頻率信號(hào)的整形、電平匹配等，送入單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器t1。t1工作于計(jì)數(shù)器方式，定時(shí)記錄脈沖數(shù)并存入內(nèi)存緩沖區(qū)。 濕度傳感器hs1101是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，這些相對(duì)濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)?？梢詰?yīng)用于辦公室自動(dòng)化，車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等。它有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：1、 全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正2、 長(zhǎng)時(shí)間飽和下快速脫濕3、 可以自動(dòng)化焊接，包括波峰或水浸4、 高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定

15、性5、 專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)6、 可用于線性電壓或頻率輸出回路7、 快速反應(yīng)時(shí)間hs1101的簡(jiǎn)單物照?qǐng)D如圖2-15。圖2-1：hs1101實(shí)物照相對(duì)濕度在0%100%rh范圍內(nèi)；電容量由162pf變到200pf,其誤差不大于2%rh；響應(yīng)時(shí)間小于5s；溫度系統(tǒng)為0.04pf/?？梢?jiàn)其精度是較高的。其濕度電容響應(yīng)曲線如圖2-2：20 40 60 80 100 相對(duì)濕度% 200 190 180 170 電容f圖2-2：hs1101濕度電容響應(yīng)曲線hs1101的一些常用參數(shù)如表2-1：表2-1：hs1101常用參數(shù)參數(shù)符號(hào)參數(shù)值單位工作溫度ta-40100儲(chǔ)存溫度tstg-40125供電電壓vs

16、10vac濕度范圍rh0100%rh焊接時(shí)間=260t10s根據(jù)該型號(hào)濕度傳感器與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可以得到當(dāng)前的濕度值。如下表：表3.1 濕度頻率映照表2方案論證2.1 課題的原理框圖 開(kāi)始基于單片機(jī)的hs1101傳感器濕度測(cè)量電路，主要由幾個(gè)部分組成：傳感器數(shù)據(jù)采集電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)主板電路等。其程序流程圖如圖3-7所示。 硬件初始化 濕度采集接口電路連接 單片機(jī) 數(shù)據(jù)處理 濕度顯示 圖3-7：系統(tǒng)總流程圖2.2 課題的方案具體論證此方案是基于濕度hs1101傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。涉及如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接

17、受的信號(hào)時(shí)，常用兩種方法:一是將hs1101置于運(yùn)放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再a/d轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);另一種是將hs1101置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集。數(shù)據(jù)處理的主要任務(wù)是確定測(cè)定的頻率與相對(duì)濕度值之間的計(jì)算關(guān)系。文中將555振蕩電路的輸出端fout與單片機(jī)的t1腳相連，計(jì)數(shù)出1 s的脈沖個(gè)數(shù)，即振蕩器的輸出頻率，然后進(jìn)行頻率與濕度之間的轉(zhuǎn)換。1、555時(shí)基電路：ne555是一個(gè)能產(chǎn)生精確定時(shí)脈沖的高穩(wěn)度控制器，其輸出驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200ma.。在多諧振蕩器工作方式時(shí)，其輸出的脈沖占空比由兩個(gè)外

18、接電阻和一個(gè)外接電容確定；在單穩(wěn)態(tài)工作方式時(shí)，其延時(shí)時(shí)間由一個(gè)外接電阻和一個(gè)外接電容確定，它可以延時(shí)數(shù)微秒到數(shù)小時(shí)。其工作電壓范圍為：4.5v16v。 2、adc0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器：在單片機(jī)應(yīng)用中，特別是在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，常常需要把外界連續(xù)變化的物理量（如濕度、濕度、壓力、流量），變成數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行加工處理。反之，也需要將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)為連續(xù)變化的模擬量，用心控制調(diào)節(jié)一些執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制。這種由模擬量變?yōu)閿?shù)字量，或由數(shù)字量轉(zhuǎn)為模擬量的轉(zhuǎn)換，通常叫做模/數(shù)，或數(shù)/模轉(zhuǎn)換。用以實(shí)現(xiàn)這類轉(zhuǎn)換的器件，叫做模/數(shù)（a/d）轉(zhuǎn)換器或數(shù)/模（d/a）轉(zhuǎn)換器7。adc0809具有8

19、路模擬量輸入，可在程序控制下對(duì)任意通道進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，輸出8位二進(jìn)制數(shù)字量。其主要性能有：逐次比較型；cmos工藝制造；單電源供電；無(wú)需外部進(jìn)行零點(diǎn)和滿量度調(diào)整；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與ttl兼容；易與各種微控制器接口；具有鎖存控制的8路模擬開(kāi)關(guān)；分辨率為8位；功耗為15mw；轉(zhuǎn)換時(shí)間（）為128；轉(zhuǎn)換精度為8。3、測(cè)濕電路與單片機(jī)連接：ne555的輸出端跟adc0809的in0通道相接，則adc0809芯片的地址選通為addr0,addr1,addr2都接地。adc0809的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘由單片機(jī)的ale提供。adc0809的典型轉(zhuǎn)換頻率為640khz，ale信號(hào)頻率與晶振頻率有關(guān)，如果晶振頻率取1

20、2mhz，則ale的頻率為2mhz，所以adc0809的時(shí)鐘端clk與單片機(jī)的ale端相接時(shí)，要考慮分頻。8051通過(guò)地址線p2.0和讀寫控制線、來(lái)控制模擬輸入通常地址鎖存、啟動(dòng)和輸出允許。3設(shè)計(jì)中要解決的主要問(wèn)題和措施 1) 研究的基本內(nèi)容基于hs1101傳感器的測(cè)濕電路在實(shí)驗(yàn)中對(duì)濕度的采集、測(cè)量、表示。基于555振蕩電路的濕度測(cè)量電路設(shè)計(jì)，測(cè)量電路與單片機(jī)之間的鏈接。2) 擬解決主要問(wèn)題 hs1101的特性及作用， 基于555振蕩電路的濕度測(cè)量電路設(shè)計(jì)， 測(cè)濕電路與單片機(jī)連接 數(shù)據(jù)處理 四、課題進(jìn)度安排時(shí)間具體內(nèi)容第1周課題認(rèn)證，收集資料第2周查閱資料第3周查閱資料，起草開(kāi)題報(bào)告第4周學(xué)習(xí)hs1101相關(guān)知識(shí)及測(cè)量電路，提交開(kāi)題報(bào)告第5周學(xué)習(xí)濕度測(cè)量相關(guān)電路連接第6周進(jìn)行器件分析和具體電路設(shè)計(jì)第7周對(duì)各部分電路進(jìn)行功能分析第8周連接電路部件，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能第9周連接電路部件，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能第10周連接電路部件，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能第11周連接電路部件，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能第12周對(duì)電路整