摘要：溫濕度是影響硝基軟片生產(chǎn)和厚度檢測(cè)的重要因素。采用AT89S52單片機(jī)為控制中心，由STHl0溫濕度傳感器及1602字符型液晶模塊構(gòu)成硝基軟片生產(chǎn)在線實(shí)時(shí)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)硝基軟片生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度精確測(cè)量與控制。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)電路簡單、工作穩(wěn)定、集成度高，調(diào)試方便，測(cè)試精度高，保證硝基軟片生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量與合格率，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；溫濕度；SHTl0；自動(dòng)檢測(cè)；傳感器

0 引言
    在日常生活中溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用很廣泛，例如：糧庫、機(jī)房、檔案館、特殊材料加工工場等場所，都必須嚴(yán)格控制環(huán)境的溫度及相對(duì)濕度，使其保持在一定的范圍內(nèi)。硝基軟片生產(chǎn)線對(duì)于溫濕度有著特殊的要求，需要裝有溫濕度在線監(jiān)控系統(tǒng)，由用戶根據(jù)環(huán)境要求設(shè)定系統(tǒng)的溫濕度閾值；系統(tǒng)實(shí)時(shí)地測(cè)量顯示環(huán)境的溫濕度值，實(shí)現(xiàn)溫濕度自動(dòng)控制，使其在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的測(cè)試精度，同時(shí)還可以根據(jù)用戶設(shè)定報(bào)警閾值報(bào)警，一旦發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫濕度超限，立即報(bào)警。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡單使用、工作穩(wěn)定可靠的基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控與自動(dòng)控制升降系統(tǒng)，并受到了硝基軟片生產(chǎn)客戶的好評(píng)。

1 設(shè)計(jì)方案
    溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)滿足以下要求：
    1)按照國家計(jì)算機(jī)房B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，溫度18～28℃，相對(duì)濕度40％～70％；
    2)用戶可以設(shè)置系統(tǒng)溫濕度報(bào)警值；
    3)USB口供電，提供溫濕度調(diào)節(jié)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；
    4)檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)可以通過顯示模塊顯示。
    硬件設(shè)計(jì)不僅要滿足系統(tǒng)需求，還要滿足功能和外形尺寸要求。
    根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定了系統(tǒng)的總體方案，整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)、溫濕度傳感器、顯示模塊、報(bào)警器、溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及鍵盤等6部分組成。系統(tǒng)功能原理圖如圖1所示。用戶預(yù)先輸入溫濕度報(bào)警值到程序中，該值作為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)值傳輸給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)比較監(jiān)測(cè)到的數(shù)值超出所設(shè)定閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并為溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括加濕模塊、除濕模塊、加溫模塊和制冷模塊。

2 硬件設(shè)計(jì)
    單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞，它指揮外圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能。硬件實(shí)現(xiàn)上采用模塊化設(shè)計(jì)，每一模塊只實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定功能，最后再將各個(gè)模塊搭接在一起。這種設(shè)計(jì)方法可以降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。系統(tǒng)電路原理圖如圖2所示。本系統(tǒng)主要硬件設(shè)計(jì)包括電源電路、蜂鳴器電路、晶振電路、復(fù)位電路、LCD顯示電路以及溫濕度傳感器電路。
    控制電路的核心器件是由美國Atmel公司生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)，屬于MCS-51系列。AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，采用的工藝是Atmel公司的高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)；片上Flash允許程序存儲(chǔ)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，使得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；價(jià)格低廉、性能可靠、抗干擾能力強(qiáng)。因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和嵌入式系統(tǒng)中。

    系統(tǒng)的蜂鳴器電路、振落電路、復(fù)位電路如圖3、圖4、圖5所示。蜂鳴器額定電流IB≤30mA，而對(duì)于AT89S52單片機(jī)，P1口的灌電流為1．6mA，拉電流為60μA，由此可見，僅靠單片機(jī)的P1口電流是不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的，必須使用集晶體管放大電路，為了使單片機(jī)消耗的功率更小，所以使用PNP型晶體管9012。AT89S52采用的晶振電路采用11．0592MHz的無源晶振，微調(diào)電容大小取30pF。顯示模塊選用1602字符型液晶模塊，是目前工控系統(tǒng)中使用最為廣泛的液晶屏之一，電路圖如圖6所示。1602字符型液晶模塊是點(diǎn)陣型液晶，驅(qū)動(dòng)方便，經(jīng)編碼后顯示內(nèi)容多樣化。系統(tǒng)的輸入模塊采用中斷掃描的4×4矩陣鍵盤，相比定時(shí)掃描方式，提高了MCU的使用效率。

本系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了6個(gè)小模塊，其中除了電源電路之外都和單片機(jī)有直接聯(lián)系，具體的管腳定義如表1所示。 3 軟件設(shè)計(jì)     系統(tǒng)單片機(jī)代碼采用C語言編寫，以Keil uVision2為開發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的功能：     1)通過LCD顯示溫濕度值；     2)比較監(jiān)測(cè)到的溫濕度值和報(bào)警設(shè)置值，發(fā)現(xiàn)超限則蜂鳴器報(bào)警提示；     3)根據(jù)相應(yīng)的溫濕度值控制溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行。     根據(jù)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)功能，系統(tǒng)軟件流程圖如圖8所示。     溫濕度傳感器SHTll完成一次測(cè)量的工作順序一般為：設(shè)置傳感器分辨率→發(fā)送“啟動(dòng)傳輸”命令→發(fā)送測(cè)量命令→讀輸出的測(cè)量值→將輸出測(cè)量值轉(zhuǎn)換為物理量。SHTlO數(shù)據(jù)采集程序流程圖如圖9所示：     為了提高系統(tǒng)相對(duì)溫度的測(cè)量精度，采用補(bǔ)償濕度傳感器的非線性以獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，使用公式(1)修正輸出數(shù)值：         式中：SORH表示傳感器的相對(duì)濕度輸出數(shù)值(大約范圍在90～3400)，c1、c2、c3為濕度轉(zhuǎn)換系數(shù)，具體數(shù)值見表2。濕度傳感器對(duì)電壓基本上沒有依賴性。     對(duì)于溫度的測(cè)量，由采用正比于絕對(duì)溫度的能隙材料PTAT研發(fā)的溫度傳感器，具有極好的線性，用公式(2)將數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換為溫度值：       實(shí)現(xiàn)溫濕度補(bǔ)償函數(shù)部分程序： 4 結(jié)束語     本文設(shè)計(jì)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)與我們研制的硝基軟片厚度檢測(cè)系統(tǒng)相連，經(jīng)過客戶測(cè)試使用，在正常溫度范圍內(nèi)，系統(tǒng)讀取的數(shù)值與水銀溫度計(jì)的讀數(shù)一致，滿足溫度測(cè)試誤差±0．1℃、相對(duì)濕度測(cè)試誤差±3％的要求。在生產(chǎn)溫濕度超過一定值時(shí)，系統(tǒng)讀數(shù)顯示正確，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，實(shí)現(xiàn)溫濕度監(jiān)控與自動(dòng)控制升降。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)電路簡單、工作穩(wěn)定、集成度高，調(diào)試方便，測(cè)試精度高，保證硝基軟片生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量與合格率，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 欲知詳情，請(qǐng)下載word文檔 下載文檔 來源：現(xiàn)代電子技術(shù) 作者：wangmeng 本站聲明： 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布，目的在于傳遞更多信息，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)，本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者，如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。 換一批 延伸閱讀 [產(chǎn)業(yè)新聞] IBM發(fā)布2022年第三季度業(yè)績報(bào)告：軟件、咨詢和基礎(chǔ)設(shè)施等核心業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁增長 美國紐約州阿蒙克2022年10月20日 /美通社/ -- IBM（NYSE: IBM）發(fā)布 2022 年第三季度業(yè)績報(bào)告。 IBM 董事長兼首席執(zhí)行官 Arvind Kri... 關(guān)鍵字： IBM 軟件 BSP 云平臺(tái) [產(chǎn)業(yè)新聞] 平安養(yǎng)老險(xiǎn)四川 踐行"有溫度的金融" 助力構(gòu)建多層次養(yǎng)老保障體系 成都2022年10月19日 /美通社/ -- 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