温湿度测量和控制-文献综述

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1、文献综述温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度、湿度的检测就非常有必要了。而随着高科技的不断发展，温度和湿度已不再是相互独立的量，而应在系统集成中综合考虑。对其进行适时准确的测量具有重要意义。本章介绍了利用单片机进行温湿度测量和控制的智能化的方法，对基于MCS—51单片机系统的温湿度控

2、制原理及结构进行了描述。利用单片机对温、湿度控制,具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低,简单灵活等优点,很好的满足了工艺要求。一、各部件实现的功能1.1、AT89c52单片机AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强

3、大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。AT89C52是有8个部件组成，即CPU，时钟电路，数据存储器，并行口（P0～P3）串行口，定时计数器和中断系统，它们均由单一总线连接并被集成在一块半导体芯片上，即组成了单片微型计算机。1.2、SHT11传感器数字传感器SHT11的湿度量程范围为0～100%RH,温度量程范围为-40.0～123.8℃,能满足室内温湿度环境要求。温度测量可达14位的分辨率、湿度测量可达12位的分辨率,在高速或超低功耗的应用中也可分别降至12位和8位的分辨率。同时还具有电源电压监测功能,可监测

4、到VDD<2.47V的状态,精度为±0.05V。温湿度传感器SHT11将温湿度检测、信号变换、A/D转换等功能集成到一个芯片上,其内部结构如图1所示。该芯片由一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个采用能隙材料制成的温度敏感元件组成。这两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号。该电信号首先进入微弱信号放大器进行放大,然后进入一个14bitA/D转换器,最后经过二线串行数字接口输出数字信号。SHT11与简单的电容型传感器元件不同。SHT11系列传感器无需外部模拟电子电路,可直接被微控制器访问;温度、供电、电容偏差及剩余电流等变化都不影

5、响精度;即使被浸湿也不会失灵或出现误差;具有长期稳定性,无需再校准;反应速度快;能量消耗低,特别适用于电池供电。因此,选用该芯片作为温湿度检测装置。提示SHT11的工作时序：首先对数据传输进行初始化来启动SHT11测量时序,即在第一个SCK时钟高电平时,DATA翻转为低电平,并在第二个SCK时钟高电平时,DATA翻转为高电平。SHT11测量命令包含3个地址位和5个命令位(其中温度测量代码为00011,湿度测量代码为00101)。单片机发布一组8bit测量命令(如00000101,即湿度测量)后,DATA在第8个SCK时钟的下降

6、沿被置为低电平。再发送第9个SCK时钟作为命令确认,DATA在其下降沿之后,恢复为高电平。同时，单片机可以暂时停止发送时钟序列以进入空闲模式,准备读取测量数据。SHT11在转换结束后，将DATA置为低电平,单片机继续发出时钟序列,来读取2个8Byte的测量数据和1个8Byte的CRC奇偶校验。所有的数据从MSB开始,右值有效(例如:对于12bit数据,从第5个SCK时钟起算作MSB;对于8bit数据,首字节无意义)。其中,在每个字节传输结束之后,都要发出一个时钟高电平ACK,并将DATA置为低电平,以确认读取成功。当然,如果不

7、使用CRC—8校验,控制器可以在读取测量值LSB后,通过保持确认位ACK高电平,来中止数据传输。在测量和传输结束后,SHT11自动转入休眠模式。图11.3、LCD液晶显示功能AT89C52单片机是系统的主控部件,内部含有8kBEEPROM和256B用户可使用RAM,不用外部EPROM、RAM和锁存器即可实现最小系统配置,从而简化了系统结构。温湿度显示部分由LCD1602来实现。它可以和单片机AT89C52直接接口，硬件连接简单。LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与

8、否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。通过必要的编程，可以把单片机反映出来的内容清晰简洁的现实，它在节能方面也非常的出色，并且功能齐全。一、系统硬件电路设计SHT11通过两线串行接口电路与单片机连接,具体电路如图2所示。其中,串行时钟输入线SCK用于单片机控制