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

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

3、給出必要的實驗數據；(3) 在說明書中附上完整的系統電路原理圖（手畫或用PROTEL畫）。4主要參考文獻1、 李現明，吳皓編著.自動檢測技術.北京：機械工業出版社，20092、 徐仁貴.單片微型計算機應用技術.北京：機械工業出版社.20013、 陳愛弟.Protel99實用培訓教程.北京：人民郵電出版社.20005課程設計進度安排起 止 日 期工 作 內 容第1天布置設計任務，熟悉課題，查找資料；第2天結合測控對象，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，設計其外圍電路；第4天設計電路參數，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系；第5天設計答辯6成績考

4、核辦法平時表現30%，設計成果40%，答辯表現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：主管領導簽字： 年 月 日 目錄一總體方案6二各部分模塊說明及接線71. A/D0809轉換器的原理72.AT89S52單片機的簡介與接線73.濕度檢測電路94.輸入電路設計95.顯示電路設計106.濕度傳感器選型及原理圖10三系統設計原理與設計11四部分源程序12五小結13六參考文獻14一：總體方案濕度作為環境中的一項重要參數，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計的。它綜合運用了現代檢測技術、數據處理和通信技術以及

5、LCD顯示技術，可以實時、準確、穩定的測量環境中的相對濕度。在此設計過程中，本設計綜合分析了不同用戶在不同場合的不同需求，經研究之后，采用了AT89S52單片機為核心控制器件，A/D0809轉換器以高靈敏度濕度傳感器為數據獲取元件的方案。該設計主要分為硬件設計和軟件部分的設計，下面總體介紹設計的性能指標和軟硬件的總體設計方案。濕度測量電路由0809A/D轉換器和濕敏電阻組成，濕敏電阻阻值隨環境相對濕度的變化而變化，從而導致其兩端電壓的變化變化，由0809A/D把模擬量轉換成數字量，單片經過軟件處理后，獲得相對電壓值和濕度值。鍵盤輸入電路與LCD顯示電路實現人機對話的功能。ISP接口電路與PC機

6、的聯接，實現下載程序等通訊功能。檢測儀的應用軟件系統包括：主程序模塊、相對濕度檢測模塊、掉電存儲模塊，鍵盤和顯示模塊等。主程序的內容包括：主程序的起始地址，中斷服務程序的起始地址，有關內存單元及相關部件的初始化和一些子程序相互調用，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換，和對濕度數據的存鍵盤、顯示模塊完成檢測儀的檢測數據的顯示功能，反映出要檢測的的數據。本次設計采用HM1500濕度傳感器，A/D0809模數轉換器，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轉換器的原理A/D0809轉

7、換器的原理接線圖AD0809是8位逐次逼近型A/D轉換器，它是由一個8路的模擬開關、一個地址鎖存譯碼器、一個A/D 轉換器和一個三態輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時輸入，共用A/D 轉換器進行轉換。些A/D轉換器是的特點是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 在系統可編程Flash 存儲器。AT89S52具有以下標準功能： 8k字節Flash，256字節RAM， 32 位I/O 口線，看門狗

8、定時器，2 個數據指針，三個16 位 定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口， 片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工 作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。2.1單片機晶振電路如下圖：2.2單片機復位電路如下圖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致本身電阻值發生變化這一原理而制成的。工業上流行的濕敏電阻主要有半導體陶瓷濕敏元件，氯化鋰濕敏電阻，有機高分子膜

9、濕敏電阻： 濕度檢測電路4.輸入電路設計5.顯示電路設計采用LCD液晶顯示： 6.濕度傳感器選型及原理圖本系統直接測量的是某一個環境中的濕度，所用的傳感器是HM1500濕度傳感器，輸出電壓值，再通過ADC0809的模數轉換芯片進行轉換，轉換的數字量進入單片機輸出數碼管顯示。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電電極的陶瓷襯底上，導電機理為水分子的存在影響高分子膜內部導電離子的遷移率，形成阻抗隨相對濕度變化成對數變化轉換成相應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

10、如圖2.2.1所示。當傳感器的工作電源為+5V5時,濕度傳感器的輸出電壓為0.9V至2.7V，濕度為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定性。三系統設計原理與設計 主程序流程圖設計方案： A/D轉換程序流程圖方案：四部分源程序voidstart()sda=1;delay(5);sck=1;delay(4);sda=0;delay(2);voidstop()sda=0;delay(4);sck=1;delay(4);sda=1;delay(4);voidresponse

11、()uchari;while(sda=1&i=200)i+;sck=1;delay(5);sck=0;voidwrite_shj(ucharsj)uchartemp,j;temp=sj;sck=0;delay(4);for(j=0;j8;j+)temp=temp1;sda=CY;sck=1;delay(4);sck=0;delay(5);sda=1;ucharread_shj()uchark,n;sck=0;delay(4);for(k=0;k8;k+)n=(n1)|sda;sck=1;delay(5);sck=0;delay(5);return(n);voidwrite(ucharqjnbd

12、z,uchardate)start();write_shj(0xa0);response();delay(2);write_shj(qjnbdz);response();delay(2);write_shj(date);response();delay(2);stop();ucharread_I2C(ucharqjnbdz)ucharshuju;start();write_shj(0xa0);response();delay(2);write_shj(qjnbdz);response();delay(2);start();write_shj(0xa1);response();delay(2);

13、shuju=read_shj();stop();return(shuju);五小結 該檢測儀適用于需要對溫濕度實時檢測的多種場合。由于采用了測量范圍廣、精度高、響應速度快的電阻式濕度傳感器來進行濕度采樣，因此該檢測儀基本上達到技術指標中對相對濕度測量精度和分辨力的要求。 該檢測儀在濕度的線性化上用的時間可能會稍長一些。但是AT89S52單片機工作頻率較高，并且只有環境濕度較高時才會出現處理時間延長現象，因此并不影響檢測儀的實時檢測指標。 在這次設計中本設計也遇到不少問題，也正是對這些問題的逐步解決該檢測儀順利設計完成。本設計的設計主要面臨著硬件設計和軟件設計的兩大問題，以及硬件和軟件的結合。軟件設計中面臨的主要問題是環境溫濕度數據的采集方法。在指導老師的悉心輔導下和查閱大量資料之后，然后采用了AT89S52單片機并配合其它一些元器件的硬件設計方案，使以上問題得到了很好改善 。 此檢測儀還可以與溫度濕度發生裝置連接來實現對溫度濕度的調整功能，加上報警裝置后就可以對環境溫度超過上下限時發出警報，本設計序能夠實現溫濕度的同時檢測功能。 由于這次設計的時間較短，該檢測儀的主要功能已經實現，