畢業(yè)論文 智能溫濕度變送器
頁(yè)數(shù) 54 字?jǐn)?shù) 20511
摘 要
本論文主要是研究和設(shè)計(jì)智能的溫濕度變送器。論文主要對(duì)變送器的硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)，并對(duì)部分電路進(jìn)行了仿真調(diào)試。變送器可以對(duì)0～70℃范圍的溫度和0～100％RH的濕度進(jìn)行測(cè)量并進(jìn)行信號(hào)變送。整個(gè)設(shè)計(jì)按照要求逐步設(shè)計(jì)，并以實(shí)際情況選擇硬件芯片。在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)傳感器對(duì)溫度和濕度進(jìn)行采樣；利用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換；微處理器是智能變送器的核心部分，采用AT89C2051單片機(jī)，其獨(dú)特的功能和靈活性非常適合本次設(shè)計(jì)的要求；采用串行D/A芯片進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；由V/I電路完成模擬輸出；單片機(jī)和PC機(jī)之間用RS-232串行接口直接連接。最終變送器能實(shí)現(xiàn)溫度、濕度的串行數(shù)字輸出和4～20mA或1～5V的模擬輸出。其中程序編寫(xiě)采用匯編語(yǔ)言。
關(guān)鍵字：變送器 單片機(jī) 智能儀表 串行通信
目 錄

前言 ………………………………………………………………………………1
第一章 概述 ……………………………………………………………………2
1.1 智能溫濕度變送器設(shè)計(jì)的時(shí)代背景 ……………………………………2
1.2 智能變送器 ………………………………………………………………2
第二章 總體設(shè)計(jì)方案 …………………………………………………………4
2.1 設(shè)計(jì)要求及主要任務(wù) ………………………………………………………4
2.2 總體設(shè)計(jì)方案 ………………………………………………………………4
第三章 硬件設(shè)計(jì) ………………………………………………………………6
3.1 傳感器的選擇 ……………………………………………………………6
3.1.1 溫度傳感器 …………………………………………………………6
3.1.2 濕度傳感器 …………………………………………………………7
3.2 單片機(jī) ……………………………………………………………………8
3.2.1 功能特性概述 ………………………………………………………8
3.2.2 引腳功能說(shuō)明 ………………………………………………………9
3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路 ……………………………………………………………10
3.3.1 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換的原理 …………………………………………10
3.3.2 用AT89C2051設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換器 …………………………………11
3.4 D/A轉(zhuǎn)換電路 ……………………………………………………………13
3.4.1 芯片介紹 ……………………………………………………………13
3.4.2 D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) ………………………………………………14
3.5 單片機(jī)與PC機(jī)的通信接口電路 ………………………………………15
3.5.1 串行通信接口概述 …………………………………………………15
3.5.2 串行接口電路 ………………………………………………………15
3.6 模擬輸出電路 ……………………………………………………………16
3.6.1 保持器 ………………………………………………………………17
3.6.2 V/I轉(zhuǎn)換電路 ………………………………………………………17
3.7 基準(zhǔn)電壓的設(shè)計(jì) …………………………………………………………19
3.8 小結(jié) ………………………………………………………………………20
第四章 軟件設(shè)計(jì) …………………………………………………………………21
4.1 軟件設(shè)計(jì)整體描述 ………………………………………………………21
4.2 獲取溫度數(shù)據(jù)程序的設(shè)計(jì) ………………………………………………21
4.2.1 DS1820測(cè)溫原理 ……………………………………………………21
4.2.2 高分辨率溫度數(shù)據(jù)的獲取 …………………………………………22
4.3 獲取濕度數(shù)據(jù)程序的設(shè)計(jì) ………………………………………………25
4.3.1 A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) …………………………………………………25
4.3.2 溫度補(bǔ)償程序設(shè)計(jì) …………………………………………………27
4.4 串行通信程序設(shè)計(jì) ………………………………………………………27
4.5 D/A轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) ………………………………………………………29
第四章 仿真調(diào)試及誤差分析 ……………………………………………………32
4.1 仿真調(diào)試 …………………………………………………………………32
4.1.1 EWB簡(jiǎn)介 ……………………………………………………………32
4.1.2 模擬調(diào)試 ……………………………………………………………33
4.2 誤差分析 …………………………………………………………………36
第五章 結(jié)論 ……………………………………………………………………38
參考文獻(xiàn)及資料 …………………………………………………………………39
附錄1 電路圖 ……………………………………………………………………40
附錄2 程序 ………………………………………………………………………42

[1] 凌志浩主編. 智能儀表原理與設(shè)計(jì)技術(shù). 上海：華東理工大學(xué)出版社 2003
[2] 蔡美琴等編. MCS－51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用. 北京：高等教育出版社，1992.8
[3] 蘇鐵力等編著. 傳感器及其接口技術(shù). 北京：中國(guó)石化出版社，1998
[4] 康華光主編. 電子技術(shù)基礎(chǔ).模擬部分. 第4版. 北京：高等教育出版社，2000.7
[5] 康華光主編. 電子技術(shù)基礎(chǔ).數(shù)字部分. 第4版. 北京：高等教育出版社，2000.7