基于51單片機的濕度控制器畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點是靈敏度高，主要缺點是線性度和產(chǎn)品的互換性差。 濕敏電容 濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。國外生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例，其測量范圍是（1%～99%）RH，在55%RH時的電容量為180pF（典型值）。當相對濕度從0變化到100%時，電容量的變化范圍是163pF～202pF。℃，濕度滯后量為177。%，響應時間為5s。 除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率）、光強型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。 濕度測量的名詞術語 濕度：濕度是表示空氣中水蒸氣的含量。濕度又分為絕對濕度和相對濕度兩種。 絕對濕度：絕對濕度亦稱水蒸氣密度，它表示水蒸氣的質(zhì)量與總容積的比值，dv代表絕對濕度,它表示每立方米干燥空氣與水蒸氣的混合物中所含水分的克數(shù)；p為水蒸氣的壓強(單位是Pa)；Ｔab為干燥空氣的溫度值（單位是℃）．需要指出，國內(nèi)也有人將空氣中所含水蒸氣的壓強理解為絕對濕度，這與國外關于絕對濕度的定義不相符。 相對濕度：相對濕度表示在相同濕度下大氣中水蒸氣的實際壓強與飽和水蒸氣的壓強之比，通常用百分數(shù)來表示。相對濕度的英文縮寫為ＲＨ(Relative Humidity)，　　露點：在水蒸氣冷卻過程中最初發(fā)生結露的溫度。若氣溫低于露點，水蒸氣開始凝結。濕度比：它表示水蒸氣的質(zhì)量與干燥空氣的質(zhì)量比。　　大氣壓強：在單位面積上大氣的壓力。通常將海平面高度的大氣壓強稱為１個標準大氣壓，p0=。大氣壓強隨高度的增加而降低。設Ａ、Ｂ兩點的高度差h2h1=h,這兩點的大氣壓強分別為p1,p2。 當距海面高度為1000M、2000M、4000M、8000M時，大氣壓強就依次降成 ﹑、16p0﹑。水蒸氣壓強：當空氣和水蒸氣的混合物與水（或冰）保持平衡時，就處于飽和狀態(tài)，相對濕度達到100%，此時水蒸氣對水（或冰）的飽和壓強就稱做水蒸氣壓強。其計算公式比較復雜，并且計算水和冰的飽和壓強的公式也不同。 LCD液晶顯示器1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。 圖21在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。 在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口 、體積小、重量輕 、功耗低 、 1602LCD 主要技術參數(shù)： 顯示容量:162 個字符 芯片工作電壓:— 工作電流:() 模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm 引腳功能說明：1602LCD 采用標準的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口， 第 1 腳：VSS 為地電源。 第 2 腳：VDD接 5V正電源。 第 3 腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳：R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS和 R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳：E端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～14腳：D0～D7為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15腳：背光源正極。 第 16腳：背光源負極。 第三章 硬件電路的設計 濕度傳感器與ADC0804連接電路 圖31 如圖31把模擬濕度傳感器同ADC0804相連由VIN端輸入，經(jīng)轉換后DB0DB7輸出給單片機，因為是P0口輸入，需加上上拉電阻，ADC0804中WR、RD、，就用兩個1K電阻串聯(lián)，兩頭分別接地與接5V電源。ADC0804的時序如圖32所示: 圖32 LCD電路圖 圖33 LCD1602與MAC51的P1口相連，如圖33顯示為學生姓名拼音和學號，其時序如圖34！ 圖34 獨立鍵盤與驅動電路 圖35電路中當濕度到達門限值后會報警，同時驅動電路驅動電機工作，當環(huán)境濕度低于低門限值時系統(tǒng)報警，同時驅動電路打開加濕器工作，為環(huán)境增加濕度，當環(huán)境濕度增加到高于低門限值時系統(tǒng)自動停止報警同時驅動加濕器停止工作。 總體電路設計 本系統(tǒng)采用AT89C51作為控制系統(tǒng)，通過模擬傳感器把濕度信號采集后送給ADC0804，轉換成數(shù)字信號后送入單片機，再通過LCD1602顯示出來，同時獨立鍵盤輸入濕度上門限值和下門限值，當濕度值低于下門限值或上門限值時系統(tǒng)驅動蜂鳴器報警和控制電路進行濕度控制，當濕度再次回到兩個門限值之間時消除報警和停止?jié)穸瓤刂疲鞠到y(tǒng)實時刷新當前濕度和門限值,如圖36所示。 圖36 第四章 程序流程圖與代碼 主要程序流程圖中斷服務MAIN主程序流程圖 AD轉換程序流程圖 初始化現(xiàn)場保護調(diào)用AD程序開啟AD并轉換調(diào)用顯示程序讀AD結果Y查詢是否在門限區(qū)間內(nèi)保存數(shù)據(jù)N調(diào)用驅動程序 顯示子程序按鍵處理 按鍵子程序顯示子程序判斷斷點保護寫緩沖單元及循環(huán)次數(shù)按鍵S4按鍵S3按鍵S2按鍵S1送顯示字位濕度下限加1濕度下限減1濕度上限減1濕度上限加1返回 主要程序見附錄一 第五章 系統(tǒng)的調(diào)試與總結 單片機測試判斷單片機芯片及時鐘系統(tǒng)是否正常工作有一個簡單的辦法，就是用萬用表測量單片機晶振引腳（119腳）的對地電壓，以正常工作的單片機用數(shù)字萬用表測量為例：。對于懷疑是復位電路故障而不能正常工作的單片機也可以采用模擬復位的方法來判斷，單片機正常工作時第9腳對地電壓為零，可以用導線短時間和＋5V連接一下，模擬一下上電復位，如果單片機能正常工作了，說明這個復位電路有問題。 硬件及軟件調(diào)試硬件調(diào)試，第一步是目測，在印好電路板之后，先檢查印制線是否有斷線、是否有毛刺、是否與其它線或焊盤粘連、焊盤是否有脫落、過孔是否有未金屬化現(xiàn)象。而在目測的過程中，我們發(fā)現(xiàn)有一條印制線斷開，因此我們用焊錫使這條斷線連在一起。第二步是用萬用表測量。在目測完之后，利用萬用表來測量連線和接點，檢查它們的通斷狀態(tài)是否和設計一樣。再檢查各種電源線和地線是否有短路現(xiàn)象，在檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)不管是連線還是接點都符合設計規(guī)定，電源和地線也沒有短路現(xiàn)象。第三步是加電檢查。給印制板加電時，我們檢查到的器件的電源端符合要求的電壓值+5V，同時接地端的電壓為0。第四步是聯(lián)機檢查。利用系統(tǒng)和單片機開發(fā)系統(tǒng)用仿真電纜連接起來，發(fā)現(xiàn)聯(lián)機檢查完后以上是連接都正確、暢通、可靠。軟件調(diào)試，第一步是在具有匯編軟件的主機上和用戶系統(tǒng)連接起來，進行調(diào)試準備。第二步是單步運行。第三步是系統(tǒng)連調(diào)，即進行軟件和硬件聯(lián)合調(diào)試。經(jīng)調(diào)試，軟件運行良好。 整機的調(diào)試與測試首先是測試顯示電路的正確性，根據(jù)硬件寫好一段顯示程序，寫入單片機中。安裝好硬件，上電，顯示正常，達到預期效果。證明顯示電路正常。按下復位按鍵，LCD無顯示，松開，顯示正常，證明復位電路正常。然后測試得到溫度程序，將初始化程序，ADC0804正常工作的初始化程序、寫ADC0804程序、讀ADC