1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大型糧庫的溫濕度檢測及控制系統(tǒng)設(shè)計摘要糧倉管理中最重要的問題是監(jiān)測糧堆中的溫、濕度變化。國家為糧食儲藏每年支付很高的費用，主要是因為監(jiān)測設(shè)備成本較高，管理方式不夠先進(jìn)。目前,糧庫中的溫濕度檢測，基本上是人工檢測，勞動強(qiáng)度大,繁瑣，由于檢測報警不及時，造成庫儲糧食損失的現(xiàn)象時有發(fā)生，因此設(shè)計并研制性能價格比較高的糧庫溫濕度自動檢測系統(tǒng)迫在眉睫。由于大型糧庫分布廣、儲量大，糧庫的管理和監(jiān)測難度大，由每個糧倉中配置的傳感器將糧情數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)將傳感器的數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式表示出來，清晰直觀地顯示出倉內(nèi)溫濕度狀況，實現(xiàn)糧倉管理自動化、智能化，同時也節(jié)省了大量人力和物力，

2、減輕了糧倉管理的工作強(qiáng)度，提高了糧庫管理效率，使糧食管理得到了安全可靠的保障。本設(shè)計為基于單片機(jī)的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設(shè)計。用新型的智能溫溫度傳感器SHT10主要實現(xiàn)對溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再運用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報警電路提供信號，實現(xiàn)對溫濕度的控制報警。報警系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定報警的上下限值實現(xiàn)報警功能，顯示部分采用字符型TC1602液晶顯示所測溫濕度值。系統(tǒng)電路簡單、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、檢測精度高，具有一定的實用價值。關(guān)鍵詞：溫濕度；SHT10；單片機(jī)；AT89S52；檢測；報警DET

3、ECTION AND CONTROL SYSTEM DESIGN OF LARGE GRAIN STORAGE TEMPERATURE AND HUMIDITY AbstractGranary management in the most important issue is monitoring the temperature and humidity changes in the grain heap. Countries to pay high fees each year for grain storage, mainly because of the higher cost of m

4、onitoring equipment, management is not advanced enough. Grain storage in temperature and humidity testing is basically a manual inspection, labor-intensive, cumbersome and not timely detection and alarm, causing the food phenomenon of the loss of library storage, so the design and development of the

5、 higher cost performance granary temperature and humidity automatically detects the system is imminent. Because of the large grain storage is widely distributed, large reserves of grain storage management and monitoring is difficult, based on the design of grain storage grain situation detection sys

6、tem on the computer management software, the configuration of the sensor from each granary Grain data sent to the microcontroller, microcontroller to the sensor data in digital form, clear and intuitive display cabin temperature and humidity conditions to achieve the granary management automation, i

7、ntelligent, but also save a lot of manpower and material resources, reduce the intensity of the work of the granary management, improved the efficiency of grain storage management, food management has been a safe and reliable protection.The design for the microcontroller-based temperature and humidi

8、ty detection and control system, a modular, hierarchical design. New intelligent temperature and temperature sensor SHT10 detection of temperature, humidity, temperature and humidity signal through the sensor signal acquisition and converted into digital signals, and then use the MCU AT89S52 data an

9、alysis and processing, display and alarm circuit signal, the control of temperature and humidity alarm. The upper and lower limits set alarm, the alarm system alarm function, the display part of the character TC1602 LCD temperature measurement of humidity values. System circuit is simple, highly int

10、egrated, stable and convenient debugging, detection accuracy is high, has a certain practical value. Key words: temperature and humidity; SHT10; microcontroller; AT89S52 is; detection; alarm專心-專注-專業(yè)目錄1 緒論1.1 選題背景 隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一。單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。溫室、糧庫等恒溫場所對于自動化的要求

11、也越來越高，對室內(nèi)溫濕度的測量和設(shè)備的控制操作要用自動控制系統(tǒng)來完成。我國是一個人口眾多的大國, 科學(xué)儲糧是保障人民糧食供應(yīng), 促進(jìn)社會安定的大事, 糧倉溫度的監(jiān)測在科學(xué)儲糧中占有重要地位1 李曉妮.單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計J. 九江學(xué)院學(xué)報,2005,(02):20-21 。在大多數(shù)糧食存儲企業(yè), 目前仍主要靠人工檢測糧倉溫度。由于糧庫占地面積大，糧倉分散，倉內(nèi)溫度測試點多，因而人工監(jiān)測工作量大，效率低，檢測周期長，容易漏檢，而且測量器件損壞率高，測試精度難以保證2 張開生,郭國法. MCS_51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計J. 微計算機(jī)信息，2005,(7):68.。控溫儲糧是使糧食在儲藏期間

12、保持一定的溫度水平，達(dá)到安全儲藏的目的。控溫儲糧能保持糧食較好的品質(zhì)，是目前比較先進(jìn)的一種安全、經(jīng)濟(jì)、綠色的儲糧技術(shù)，已成為當(dāng)今科學(xué)儲糧技術(shù)發(fā)展的新方向。低溫儲藏使糧食品質(zhì)提高，溫度對微生物的生長、繁殖也有影響，大多數(shù)菌種生長繁殖的適宜溫度范圍是28-30，溫度低于15這些菌種的活動的繁殖就會受到抑制，低于12時害蟲一般不能繁殖3 劉淑榮，丁錄軍.基于單片機(jī)控制的溫度智能控制系統(tǒng)J. 微計算機(jī)信息，2003年第7期:119-120.。當(dāng)糧庫溫度在20-35、相對濕度85%時，糧食就易發(fā)生霉變。當(dāng)溫度較高，空氣中相對濕度較低時，霉菌也能依附在物體表面繁殖生長。分析表明，我國江南59月有利于發(fā)生霉

13、變的頻率為34%，即夏季約有三分之一的時間，其溫、濕度及空氣中水汽含量搭配得當(dāng)，易導(dǎo)致庫房內(nèi)大部分倉儲物品霉變，尤其在7、8倆月，溫濕度條件有利于物品發(fā)生霉變的頻率達(dá)60%以上，而在其它時段均在20%以下。儲糧害蟲一般最適濕度在70%-75%，如果糧堆內(nèi)的空氣相對濕度保持在65%以內(nèi)，保持與其平衡的水分，就可以抑制糧食上幾乎全部微生物的活動4 李玉梅.基于MCS-51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計M. 北京：國防工業(yè)出版社，2006.5:100-104，181-202.。從儲糧管理來說，濕度抑制微生物的生長比溫度更有意義。1.2 選題的現(xiàn)實意義2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT

14、10型智能化溫度/溫度傳感器，體積與火柴頭相近。它們不僅能準(zhǔn)確測量相對溫度，還能測量溫度和露點。測量相對溫度的范圍是0100%，分辨力達(dá)0.03%RH，最高精度為2%RH。測量溫度的范圍是-40+123.8，分辨力為0.01。測量露點的精度1。在測量濕度、溫度時A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)分別可達(dá)12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高測量速率，減小芯片的功耗。SHT11/15的產(chǎn)品互換性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，不需要外部組件，適配各種單片機(jī)，可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備及溫度、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以MCS-51為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILI

15、PS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國臺灣的WinBond系列單片機(jī)。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。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。1.3 設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計以此為出發(fā)點，以溫濕度控制為核心思想，根據(jù)自己所學(xué)的專業(yè)知識，用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實現(xiàn)對溫度、濕度的檢測，將

16、溫度濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再運用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報警電路提供信號，實現(xiàn)對溫濕度的控制報警。根據(jù)工作環(huán)境要求設(shè)定系統(tǒng)的溫濕度閾值，利用LCD實時地測量顯示環(huán)境的溫濕度值，實現(xiàn)溫濕度自動控制，使其在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的測試精度，同時還可以根據(jù)預(yù)設(shè)定報警閾值報警，一旦發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫濕度超限，立即報警。為此我設(shè)計了操作簡單、測量精度高、工作穩(wěn)定的基于單片機(jī)的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)。具體的是用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實現(xiàn)檢測溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再運用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行

17、數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報警電路提供信號。設(shè)定模塊主要為設(shè)定溫濕度報警的閾值。2 方案選擇方案一：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分是將溫濕度傳感器置于倉庫內(nèi)部，測出倉內(nèi)的溫濕度值，經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后送入80c51單片機(jī)中，然后通過8位LED顯示，單片機(jī)將預(yù)設(shè)的參考值與測量值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果作出判斷，經(jīng)過程序分析處理發(fā)送相應(yīng)指令控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，接通或關(guān)閉各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的繼電器，進(jìn)而控制干燥機(jī)、空調(diào)和風(fēng)機(jī)等設(shè)備，以此來調(diào)節(jié)倉內(nèi)溫濕度。如此循環(huán)不斷，使溫濕度值與設(shè)定值保持一致。當(dāng)溫濕度值超過允許的誤差范圍，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警，如果有必要，倉管人員還可以根據(jù)實際的情況通過鍵盤或按鈕來人工修改片

18、內(nèi)存儲的預(yù)設(shè)值。通過對整個系統(tǒng)的核心單片機(jī)部分的設(shè)計，達(dá)到優(yōu)化控制溫濕度的目標(biāo)。方案二：以AT89C51單片機(jī)為主控組件，采用SHT10等數(shù)字型溫濕度傳感器置于倉庫內(nèi)部，此種數(shù)字型溫濕度傳感器可以直接輸出數(shù)字信號，無需A/D轉(zhuǎn)換，直接送入單片機(jī)中，然后通過LCD1602顯示器顯示出溫濕度值。單片機(jī)將預(yù)設(shè)的參考值與測量值進(jìn)行比較，以判定糧倉溫濕度是否超出限定值。若超出限定值，則單片機(jī)發(fā)出控制信號控制干燥、制冷、通風(fēng)和加熱等設(shè)備工作，調(diào)節(jié)糧倉溫濕度以使其達(dá)到限定值范圍。同時在溫濕度超限時，系統(tǒng)會通過指示燈和蜂鳴器報警，提醒工作人員。如有必要，管理人員還可以通過按鍵系統(tǒng)改變單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的溫濕度值，以

19、使系統(tǒng)適應(yīng)不同地區(qū)和不同糧食的溫濕度要求。方案三：溫濕度控制系統(tǒng)的被控參數(shù)是溫度和濕度。溫度與濕度通過溫度傳感器與濕度傳感器輸出的電信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，送到PC機(jī)內(nèi)。PC機(jī)根據(jù)溫濕度設(shè)定值與測量值之間的偏差和偏差變化率，經(jīng)過模糊自調(diào)整PID的調(diào)節(jié)，送出控制信號，將PC機(jī)的輸出分成加熱、制冷或加濕、開風(fēng)機(jī)信號，送入PLC來分別控制加熱閥、制冷閥、加濕閥和風(fēng)機(jī)，從而實現(xiàn)了對溫濕度的控制。方案三采用PLC控制溫濕度，但由于PLC系統(tǒng)過于簡單，無法獨自完成主控系統(tǒng)的所有任務(wù)，必須得借助于PC機(jī)才能完成整個系統(tǒng)的比較與控制過程，顯得復(fù)雜且不經(jīng)濟(jì)。方案一和方案二都采用單片機(jī)作為主控系統(tǒng)，能正好完成設(shè)計要求

20、且還不顯得功能富于，但方案一采用的單片機(jī)是較為傳統(tǒng)的80c51單片機(jī)，雖然使用穩(wěn)定，且兼容性好，但相對于可以多次寫入程序的AT89C51單片機(jī)，AT89c51單片機(jī)性價比更好。采用數(shù)字型傳感器直接輸出數(shù)字信號，可以省掉A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備，使布線和編程顯得更加明了和簡單。LCD顯示器相對于LED七段數(shù)碼管顯示得更清楚、直觀，而且顯示得內(nèi)容也更多，還可以顯示字母。因此，綜合考慮后，我們選擇方案二。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計本設(shè)計采用數(shù)字型溫濕度傳感器采集溫濕度信號，由于輸出信號為數(shù)字信號，直接可輸入單片機(jī)處理。若溫濕度超出上下限，則蜂鳴器報警，同時紅色指示燈亮，溫度超出上限制冷設(shè)備啟動，

21、低于下限加熱設(shè)備啟動，濕度高于上限通風(fēng)設(shè)備啟動，低于下限加濕設(shè)備啟動。溫濕度的上下限可通過按鍵輸入單片機(jī)。總體設(shè)計框圖見圖3-1所示圖3-1 系統(tǒng)總體設(shè)計3.2 單片機(jī)選擇與介紹 圖3-2（a）AT89S52芯片引腳圖 圖3-2（b） 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖AT89S52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低功耗、高性能的CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在

22、單個芯片中，ATMEL的AT89S52是一種高效微控制器，AT89S52單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案5 ATMEL公司AT89S52的技術(shù)手冊。P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4個T

23、TL邏輯電平。P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.1分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。 引腳號第二功能：P1.0 T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出。P1.1 T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）。P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用） P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用） P2

24、 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的

25、8 位雙向I/O口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，即P3口輸出電流（IIL）。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表3-1所示。 在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。表3-1 P3口引腳與第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INTO(外中斷0)P3.3INT1(外中斷1)P3.4TO(定時/計數(shù)器0)P3.5T1(定時/計數(shù)器1)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3

26、.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。 RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。 對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止A

27、LE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。 PSEN程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。 EA/VPP外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。 如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部

28、程序存儲器的指令。 FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是器件是使用12V編程電壓Vpp6 周航慈單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)北京航空航天大學(xué)出版社2000189-214。RST引腳是單片機(jī)復(fù)位端，高電頻有效。在引腳端輸入至少連續(xù)兩個單片機(jī)周期的高電頻，單片機(jī)復(fù)位。使用時，在引腳與VSS引腳之間接一個10K的下拉電阻，與VCC引腳之間接一個約10F的電解電容，即可保證上電自動復(fù)位。本設(shè)計中復(fù)位電路如圖3.2所示7 白靜數(shù)字電路與邏輯設(shè)計西安電子科技大學(xué)出版社。在單片機(jī)電路中晶振的作用非常大，結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必需的時鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行

29、都是建立在晶振的基礎(chǔ)上。晶振利用一種特殊的晶體，在電能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化產(chǎn)生共振，提供穩(wěn)定精確的單頻震蕩，為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。晶振元器件實物圖如圖3-3所示。圖3-3 晶振實物圖設(shè)計中晶振電路如圖3-2所示8 何希才常用傳感器應(yīng)用電路的設(shè)計與實踐科學(xué)出版社2007165-170。3.3 溫濕度傳感器方案一：濕度檢測采用濕敏組件，其主要分為電阻式和電容式。濕敏電阻的種類多，靈敏度高，但是起線性度和產(chǎn)品的互換性差。濕敏電容靈敏度高，產(chǎn)品互換性搞，響應(yīng)速度快，偏于實現(xiàn)產(chǎn)品小型化和集成化，是精度一般比濕敏電阻要低一些。綜合濕敏組件，其線性度可抗污染性差，在濕度的檢測環(huán)境中濕敏組件需要時刻在檢測

30、環(huán)境中，很容易受到環(huán)境污染從而影響其測量精度和持續(xù)的穩(wěn)定性。溫度檢測采用最基本的熱電偶和熱敏電阻。熱電偶應(yīng)用廣泛，價格便宜而且耐用。種類多，能夠覆蓋非常寬的溫度范圍，最高溫度可以到達(dá)2000。但是其非線性、響應(yīng)速度慢、精度中等、靈敏度低、穩(wěn)定性低、高溫下容易老化和有線性漂移，并且測量需要參考慮。熱敏電阻，該傳感器主要隨溫度的變化阻值發(fā)生變化，主要用于-200到500溫度范圍內(nèi)的溫度測量。其溫度系數(shù)要大而且需要穩(wěn)定的溫度源，反應(yīng)速度快，工藝好價格低，測溫環(huán)境穩(wěn)定。方案二：溫濕度檢測采用集成模擬傳感器，其靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快，而且它可以和信號處理電路及邏輯控制電路集成在一起，使用方便。濕

31、度傳感器選用HS1101，溫度傳感器選擇AD590。這兩個傳感器，在接入電路中，都需要A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號從而是單片機(jī)存儲采集到的數(shù)據(jù)。方案三：采用數(shù)字式傳感器，起初選擇DS18B20和SHT10作為溫度和濕度測量組件，但是SHT10包含相對濕度傳感器、溫度傳感器，所以把SHT10作為溫濕度檢測的一個整體。SHT10作為典型的溫濕度傳感器，在測量過程中可對相對溫濕度進(jìn)行自動校準(zhǔn)，準(zhǔn)確的測量溫濕度。產(chǎn)品互換性好，相應(yīng)速度快，抗干擾性強(qiáng)，不需要外部參考源和外部器件。綜上所述，SHT10與溫濕敏組件的溫濕度測量以及模擬測量的元器件相比，起數(shù)字溫濕度傳感器低成本，內(nèi)部集成復(fù)雜，測量準(zhǔn)

32、確，而且能夠提供數(shù)字輸出，簡化外部測量電路，精度高，適用廣泛的測量范圍，并且本設(shè)計的溫濕度檢測系統(tǒng)相適合。因此，選擇溫度濕度傳感器SHT10作為此次設(shè)計中的測量組件溫濕度傳感器SHT10由Sensirion公司生產(chǎn)，其產(chǎn)品具有無可比你的優(yōu)越性能。SHT10單芯片傳感器內(nèi)含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專利的COMS過程微加工技術(shù)確保了產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。體積與火柴頭相近。它們不僅能準(zhǔn)確測量相對溫度，還能測量露點參數(shù)。廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集器、變送器、自動化過程控制、汽車行業(yè)、樓宇控制、暖通空調(diào)、電力機(jī)房、計量測試、醫(yī)藥業(yè)。實體圖如圖3-4所示9 徐愛鈞智能化測量控制儀

33、表原理與設(shè)計北京航空航天大學(xué)出版社2007114-126。圖3-4 SHT10傳感器實體與接口圖3.3.1 接口定義接口定義如表3-2所示。表3-2 接口定義引腳名稱描述1GND接地2DATA串行數(shù)據(jù)，雙向3SCK串行時鐘，輸入口4VDD電源NCNC必須為空SHT10的供電電壓范圍為2.45.5V, 建議供電電壓為3.3V。在電源引腳（VDD,GND）之間須加一個100nF的電容，用以去耦濾波。SHT10的串行接口，在傳感器信號的讀取及電源損耗方面，都做了優(yōu)化處理。傳感器不能按照I2C 協(xié)議編址，但是，如果I2C 總線上沒有掛接別的組件，傳感器可以連接到I2C總線上，但單片機(jī)必須按照傳感器的協(xié)

34、議工作。SCK 用于微處理器與SHT10之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小SCK 頻率。DATA引腳為三態(tài)結(jié)構(gòu)，用于讀取傳感器數(shù)據(jù)。當(dāng)向傳感器發(fā)送命令時,DATA在SCK上升沿有效且在SCK高電平時必須保持穩(wěn)定。DATA在SCK下降沿之后改變。為確保通訊安全，DATA 的有效時間在SCK 上升沿之前和下降沿之后應(yīng)該分別延長至TSU and THO當(dāng)從傳感器讀取數(shù)據(jù)時，DATA TV在 SCK 變低以后有效，且維持到下一個SCK的下降沿。為避免信號沖突，微處理器應(yīng)在低電平驅(qū)動DATA。需要一個外部的上拉電阻（例如：10k）將信號提拉至高電平。上拉電阻通常已包含在微處理器的I/O電路中。設(shè)計中使用SHT10智能傳感器作為溫濕度檢測的組件，參數(shù)采集模塊如圖3-5所示。圖3-5 溫濕度采集模塊3.3.2 電路特性（1）電氣特性，如