单片机湿度测量仪课程设计报告讲解

机电信息工程学院

自动化系

单片机系统课程设计报告

题目：湿度测量仪

专业：自动化

班级：自动化

学生姓名：

指导教师：

课程设计任务书

题目：湿度测量仪

课程设计时间：2012.11.12~2012.11.30

一、设计任务

给定湿度传感器和单片机最小系统，学习使用单片机最小系统，设计湿度检测电路和湿度上下限报警电路，完成相关的软件设计并进行湿度值显示。

二、设计内容及要求

⒈系统设计的方案；

⒉检测电路和过程通道的设计；

⒊系统软件设计与实现；

⒋需要的详细材料和工具清单；

错误！未找到引用源。设计的性能指标；

错误！未找到引用源。撰写设计报告；

错误！未找到引用源。资料归档。

三、设计重点

检测电路和过程通道设计；

系统软件设计、调试。

四、课程设计进度要求

错误！未找到引用源。12.11.12~12.11.14 系统方案设计；

⒉12.11.15~12.11.16 检测电路和过程通道设计；

错误！未找到引用源。12.11.19~12.11.21 完成系统硬件设计与实现；

错误！未找到引用源。12.11.22~12.11.23 完成系统软件编程；

错误！未找到引用源。12.11.26~12.11.29 系统调试及撰写设计报告；

错误！未找到引用源。12.11.30 验收答辩。

五、参阅书目

[1] 祁伟，杨亭，单片机C51程序设计教程与实验[M]。北京：北京航空航天大学出版社，2006.1

[2] 徐科军，传感器与检测技术[M]。北京：电子工业出版社，2010.11

[3] 方彦军，孙健，智能仪器技术及其应用[M]。北京：化学工业出版社，2004.4

[4] 徐爱钧，智能化测量控制仪表原理与设计[M]。北京：北京航空航天大学出版社，2004.9

目录

1任务分析和性能指标.................... 错误！未定义书签。

1.1任务分析................................... 错误！未定义书签。

1.2性能指标................................... 错误！未定义书签。

2 总体设计方案......................... 错误！未定义书签。

2.1硬件方案................................... 错误！未定义书签。

2.2软件方案................................... 错误！未定义书签。

3 系统硬件设计 (16)

3.1检测电路 (16)

3.2控制电路 (17)

4 系统软件设计 (18)

4.1 主程序设计 (18)

4.2 数据采集程序设计 (19)

4.3 监控程序设计.............................. 错误！未定义书签。

5 调试及性能分析 (21)

5.1 系统调试分析 (21)

5.2 性能分析 (22)

总结................................. 错误！未定义书签。参考文献............................... 错误！未定义书签。附录1 元器件清单....................... 错误！未定义书签。附录2 调试系统照片..................... 错误！未定义书签。

1任务分析和性能指标

1.1任务分析

本题目是设计制作一个湿度测量仪，基本功能是能够检测出某一环境的湿度，并且能够显示湿度值，并设计湿度上下限实现报警功能。

湿度检测器主要由湿度传感器HM1500，AT89C52单片机和数码管显示电路以及蜂鸣器报警电路四部分组成，采用Keil 软件编程。使其达到了整个系统的相对湿度测量误差优于4%的预期指标。

1.2性能指标

设计时，考虑湿浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D 转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外，还需接人LED 数码管显示，一个按键，报警电路等。其总体框图如图1-1所示。

图1.1总体框图

湿度传感器是系统的核心器件，其运行精度直接影响产品质量。整个系统的性能指标为：1、相对湿度测量精度和范围：%5±；检测范围0-100%；湿度设限范围10%-95%； 2、电源：DC5V -

+

10%； 3、工作环境湿度≤90%；

1.3显示部分

四位数码管实时显示温湿度。

被测 环境

湿度 传感器

A/D 转换电

路

单片机 声音报警电路

LED 显示

键盘

2总体方案设计

2.1总体方案设计

图2.1为总体方案系统设计图

2.1设计过程

2.1.1认真领会设计要求，确定系统功能，包括显示信息、报警功能等；

2.1.2样品外观设计，确定系统显示信息，显示器种类（液晶、数码管）、显示器尺寸等；

2.1.3硬件初步设计，选定HM1500湿度传感器、选定四位数码管显示方式，湿度报警装置。

2.1.4系统原理图设计：按照前几步规划，设计系统原理图。此时应认真研究学习HM1500湿度传感器的使用方法正确连接。设计报警及显示电路。图2.2所示为总体方案设计框图。