校新生电路板设计大赛论文.doc

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1、福建工程学院新生电路板设计大赛题目：电子湿度计系别：电子信息与电气工程系专业：电子信息类摘要湿度是表示空气中含水分多少的物理量，有相对湿度、绝对湿度和露点等多种表示方式，其中相对湿度最为常用。相对湿度是空气中所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的比值，通常以百分数表示，气象预报中的湿度也是用这种方式来表示的。与温度一样，湿度也可以被人们所感知，同样也是影响人们舒适度的重要参数。夏季开空调使人感觉舒适不仅仅是因为温度改变，湿度发生变化也是重要原因。湿度对人们的生活很重要，电子湿度计乂叫数字湿度计，它的核心器件是湿度传感器，电路对传感器输出的电信号进行处理，之后通过显示器件显示出测试

2、结果，这种湿度计具有测量准确、显示直观、响应速度快、易于携带等多种优点，是适度发展的趋势。此次我所做的这款湿度计是一款使用的湿度计，它简单易制、外观独特，可以用于一般家庭、仓库、机房或实验室等场所了解湿度变化情况。本湿度计通过2位数码管显示当前环境相对湿度，测量范围为099%RHo目录第1章绪论41.1课题研究的背景及意义4第2章原理分析52.1对传感器的选择法案比较5第3章硬件设计63.1湿度——频率转换电路63.2单片机及其显示电路8第4章软件设计8第5章调试9第6章总结9参考文献10附录111附录219附录320第一章绪论1.1课题研究的背景及意义湿度对于人们的生活环境很史要

3、，但相对而言人们对湿度的认识远不如温度，市场上湿度计也比温度计少。常见的湿度计主耍有干湿球湿度计、指针式湿度计和电子湿度计三种。干湿球湿度计采用经典的干湿球法测量湿度，这种湿度计准确度高、稳定性好，但需要经常维护以保证湿球湿润，并且由于干湿球法是一种间接测量方法，因而读取测量结果的过程比较繁琐，而且对测量环境的温度、风速、洁净程度等耍求比较高，使用不是很方便，此外还存在体积大、容易损坏等缺点，干湿球湿度计常用与气象观测或作为标准湿度计。指针式湿度计基于机械形变原理，一•般是在带状弹性金属材料上涂覆随时度变化而伸缩的高分子材料后卷成游丝，再通过机械部件将之与指针连接，这种湿度计结构简

4、单、外观时尚，但测量准确度不高，多用于家庭或作为小礼品。电子湿度计又叫数字湿度计，它的核心器件是湿度传感器，电路对传感器输出的电信号进行处理,之后通过显示器件显示出测试结果，这种湿度计具有测量准确、显示直观、响应速度快、易于携带等多种优点，是适度发展的趋势。湿度与我们的生活息息相关，例如夏天开空调不仅仅是改变空气中的温度同时也改变湿度，因此制作一个湿度计对于我们的生活等方面是十分必要的。第二章原理分析、对传感器的选择法案比较常用的湿度传感器主要有电阻式（湿敏电阻）和容式（湿敏电容）两种。这两种传感器产品的一般形式都是在基片上涂覆相应的感湿材料，通过金属引线引出，为了防止感湿材料损伤

5、和污染一些产品还具有带孔的塑料外壳。方案一：电阻式湿度传感器的感湿材料吸附空气屮的水蒸气后，其导电率即器件的阻抗随适度的变化而变化。为了防止出现极化现象，大多数的电阻式湿度传感器都要求使用交流供电，而且对交流电的频率和电压也有一定的要求。在实际应用吋一般把传感器作为电阻，将之与1个固定电阻构成供电电源分压电路，降分压后输出的信号送入放大、整流和滤波等处理电路，之后得到稳定的直流电压信号，完成湿度到电压的转换。单片机通过模数转换器（ADC）对上述电压信号采样，再将采样数据进行处理即可得到最终的湿度值，此外也可以采用合适量程的模拟电压表通过对表盘进行标定用指针来指示湿度。方案二：电容式

6、湿度传感器的感湿材料吸附空气屮的水蒸气后，其介电常数即器件的电容随时度的变化而变化。在应用时可以把传感器作为电容，将之与电阻和COMS时基电路或施密特触发器等电路构成振荡器，用单片机测量振荡输出信号的频率或周期，对所得数据进行处理即可得到对应的湿度值。在要求不高的情况下，也可以用单片机控制电路对传感器进行充电放放电，通过测量充电时间来求得湿度值，这种方法将更简单。与电阻式湿度传感器相比，电容式传感器不需要专门的交流电源供电，应用电路简单很多，并且也不需要ADC,降低了成本。第三章硬件设计本湿度计主要包括湿度一一频率转换电路和单片机及其显示电路几部分。1、湿度——频率转换电路湿度——

7、频率转换电路的电路图如图所示。C1为HUMTREL的相对湿度传感器HS1101,这是一种采用专利技术固态聚合物结构的电容式湿度传感器，在温度为25摄氏度、湿度为55%RH时电容的典型值为180PF,可以在很宽范围的温度和湿度下工作。它具有互换性好、能够在长时间处于饱和状15kl%△_C1-^HSUOlC3OlpF—lOjif50VTLC555ocU2R2QArTRIGDIS•CVoltU；THR1□R3?10k%VCCR4^Ik态后迅速脱湿、可靠性和长时间稳定性、响应