自動檢測技術(shù)濕敏電阻

1、成績 南京工程學(xué)院課程設(shè)計說明書(論文)題 目 基于濕敏電阻的濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 課 程 名 稱 自動檢測技術(shù) 院 系 電力工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級 南京工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 課 程 名 稱 自動檢測技術(shù) 院（系、部、中心） 電力工程學(xué)院 專 業(yè) 1課程設(shè)計應(yīng)達到的目的通過對本課程的設(shè)計，使學(xué)生掌握常見被測量的檢測原理、方法和技術(shù)，了解國內(nèi)外對這些工程量進行測控的系統(tǒng)組建原理，通過對檢測系統(tǒng)的設(shè)計與分析，增強學(xué)生理解和運用所學(xué)知識來解決實際問題的能力,逐步掌握根據(jù)具體測控要求、性能指標設(shè)計出先進測控系統(tǒng)的方法和技術(shù)。2課程設(shè)計題目及要求題目：基于濕敏電阻的濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計要求：（1）濕度測試范

2、圍：0.1% 99%，測試精度：0.1%。（2）根據(jù)題意，明確被控對象的功能及性能指標；（3）根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇合適的濕度傳感器（盡量選擇實驗室已有的傳感器）（4）設(shè)計傳感器測量電路；（5）選擇單片機的品種、型號，設(shè)計單片機的外圍測量電路；（6）計算有關(guān)的電路參數(shù)，有條件的情況下，根據(jù)實驗室現(xiàn)有設(shè)備進行實驗數(shù)據(jù)的測取，明確測量電路輸出與被測非電量的關(guān)系；（7）畫出系統(tǒng)總體框圖（8）畫出系統(tǒng)電路圖（9）系統(tǒng)分析與調(diào)試：（10）在說明書中詳細說明本系統(tǒng)的設(shè)計原理及調(diào)試結(jié)果。3課程設(shè)計任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書、圖紙、實物樣品等要求(1) 給出設(shè)計說明書一份；(2) 有條件的情況下盡量

3、給出必要的實驗數(shù)據(jù)；(3) 在說明書中附上完整的系統(tǒng)電路原理圖（手畫或用PROTEL畫）。4主要參考文獻1、 李現(xiàn)明，吳皓編著.自動檢測技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，20092、 徐仁貴.單片微型計算機應(yīng)用技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社.20013、 陳愛弟.Protel99實用培訓(xùn)教程.北京：人民郵電出版社.20005課程設(shè)計進度安排起 止 日 期工 作 內(nèi) 容第1天布置設(shè)計任務(wù)，熟悉課題，查找資料；第2天結(jié)合測控對象，選擇合適的傳感器，理解傳感器性能；第3天選擇合適的單片機，設(shè)計其外圍電路；第4天設(shè)計電路參數(shù)，有條件情況下，在實驗室進行實驗，進一步理解測量電路輸入輸出關(guān)系；第5天設(shè)計答辯6成績考

4、核辦法平時表現(xiàn)30%，設(shè)計成果40%，答辯表現(xiàn)30%.教研室審查意見：教研室主任簽字： 年 月 日院（系、部、中心）意見：主管領(lǐng)導(dǎo)簽字： 年 月 日 目錄一總體方案····································&#

5、183;···················6二各部分模塊說明及接線····························&#

6、183;················71. A/D0809轉(zhuǎn)換器的原理······························

7、83;············72.AT89S52單片機的簡介與接線··································&#

8、183;···73.濕度檢測電路·············································

9、;······94.輸入電路設(shè)計··········································&#

10、183;········95.顯示電路設(shè)計········································

11、;··········106.濕度傳感器選型及原理圖·····································&#

12、183;··10三系統(tǒng)設(shè)計原理與設(shè)計·············································&#

13、183;·11四部分源程序···············································

14、·······12五小結(jié)··········································&

15、#183;·················13六參考文獻·······························

16、·························14一：總體方案濕度作為環(huán)境中的一項重要參數(shù)，在很多方面都起著重要的作用。本文中的基于AT89S52單片機的濕度檢測儀就是針對這一需求而設(shè)計的。它綜合運用了現(xiàn)代檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)以及LCD顯示技術(shù)，可以實時、準確、穩(wěn)定的測量環(huán)境中的相對濕度。在此設(shè)計過程中，本設(shè)計綜合分析了不同用戶在不同場

17、合的不同需求，經(jīng)研究之后，采用了AT89S52單片機為核心控制器件，A/D0809轉(zhuǎn)換器以高靈敏度濕度傳感器為數(shù)據(jù)獲取元件的方案。該設(shè)計主要分為硬件設(shè)計和軟件部分的設(shè)計，下面總體介紹設(shè)計的性能指標和軟硬件的總體設(shè)計方案。濕度測量電路由0809A/D轉(zhuǎn)換器和濕敏電阻組成，濕敏電阻阻值隨環(huán)境相對濕度的變化而變化，從而導(dǎo)致其兩端電壓的變化變化，由0809A/D把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，單片經(jīng)過軟件處理后，獲得相對電壓值和濕度值。鍵盤輸入電路與LCD顯示電路實現(xiàn)人機對話的功能。ISP接口電路與PC機的聯(lián)接，實現(xiàn)下載程序等通訊功能。檢測儀的應(yīng)用軟件系統(tǒng)包括：主程序模塊、相對濕度檢測模塊、掉電存儲模塊，鍵盤和

18、顯示模塊等。主程序的內(nèi)容包括：主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序相互調(diào)用，主程序是整個程序的框架，決定了檢測儀的工作性能。 相對濕度檢測模塊主要是完成測濕度電路所得電壓與實際濕度的轉(zhuǎn)換，和對濕度數(shù)據(jù)的存鍵盤、顯示模塊完成檢測儀的檢測數(shù)據(jù)的顯示功能，反映出要檢測的的數(shù)據(jù)。本次設(shè)計采用HM1500濕度傳感器，A/D0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器，AT89S52單片機以及一些輔助電路。二：各部分模塊說明及接線1. A/D0809轉(zhuǎn)換器的原理A/D0809轉(zhuǎn)換器的原理接線圖AD0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，它是由一個8路的模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個

19、A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。些A/D轉(zhuǎn)換器是的特點是8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。2. AT89S52單片機的簡介與接線 AT89S52單片機的接線At89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘

20、電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。2.1單片機晶振電路如下圖：2.2單片機復(fù)位電路如下圖3.濕度檢測電路 濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化這一原理而制成的。工業(yè)上流行的濕敏電阻主要有半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件，氯化鋰濕敏電阻，有機高分子膜濕敏電阻： 濕度檢測電路4.輸入電路設(shè)計5.顯示電路設(shè)計采用LCD液晶顯示： 6.濕度傳感器選型及原理圖本系

21、統(tǒng)直接測量的是某一個環(huán)境中的濕度，所用的傳感器是HM1500濕度傳感器，輸出電壓值，再通過ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的數(shù)字量進入單片機輸出數(shù)碼管顯示。實驗采用的是集成濕度傳感器。傳感器的敏感元件采用的屬水分子親和力型和高分子材料濕敏元件。它的原理是采用具有感濕功能的高分子聚合物涂敷在帶有導(dǎo)電電極的陶瓷襯底上，導(dǎo)電機理為水分子的存在影響高分子膜內(nèi)部導(dǎo)電離子的遷移率，形成阻抗隨相對濕度變化成對數(shù)變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的線性電壓信號輸出以制成濕度傳感器模塊形式。濕敏傳感器實物、原理框圖如圖2.2.1所示。當傳感器的工作電源為+5V±5時,濕度傳感器的輸出電壓為0.9V至2.7V，濕

22、度為30至90RH。因為考慮到周圍空氣中的氣體成分可能影響傳感器測量的準確性，所以選擇HM1500濕度傳感器，其具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。三系統(tǒng)設(shè)計原理與設(shè)計 主程序流程圖設(shè)計方案： A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖方案：四部分源程序void start()sda=1;delay(5);sck=1;delay(4);sda=0;delay(2);void stop() sda=0;delay(4);sck=1;delay(4);sda=1;delay(4);void response() uchar i;whi

23、le(sda=1&&i=200)i+;sck=1;delay(5);sck=0; void write_shj(uchar sj)uchar temp,j;temp=sj;sck=0;delay(4);for(j=0;j<8;j+)temp=temp<<1;sda=CY;sck=1;delay(4);sck=0;delay(5);sda=1;uchar read_shj()uchar k,n;sck=0;delay(4);for(k=0;k<8;k+) n=(n<<1)|s

24、da;sck=1;delay(5);sck=0;delay(5);return(n);void write(uchar qjnbdz,uchar date) start();write_shj(0xa0);response();delay(2);write_shj(qjnbdz);response();delay(2);write_shj(date);response(); delay(2);stop();uchar read_I2C(uchar qjnbdz)uchar shuju;start();write_shj(0xa0);response();dela