环境湿度控制器

题目名称：环境湿度控制器姓名：

班级：

学号：

日期：

数字电子电路课程设计任务书

一．设计分组：

制作每两人一组。

二．时间安排：

课程设计起止日期：

三、课程设计任务（即要求）：

课程设计题目：环境湿度控制器的设计与制作

（一）设计指标：

1．基本功能：能够检测一定范围内的湿度值，过限报警。。

2．主要技术参数：

湿度检测范围：10%-100%RH；

检测方式：频率与湿度之间的转换，当频率超过警戒值则指示灯变亮；

报警方式:指示灯变亮报警。

3．设计湿度控制器原理图，学习用multisim软件设计并且画该原理图，然后仿真。（二）具体要求：

1．设计方案的论证和选择

（1）、方案提出

*查阅资料确定湿度控制器的电路框图。

* 提出两种以上湿度控制器的电路设计方案。

（2）、方案选择和论证

* 考虑方案的可行性、可靠性等实际问题，选择出较为合理的方案。

* 确定设计方案后，用Protel（或Multisim）软件绘出电原理图，并对各单元电路的工作原理进行分析。

2．制作、调试湿度控制器实物；

3．按设计任务书的要求的格式，撰写或打印课程设计报告书。

4．设计总结和答辩。

（三）实验仪器、工具：

1．共阳（共阴）七段数码管/计数器/译码驱动集成电路。

2．导线/电阻/电容/石英晶体/变压器等。

3．示波器、万用表。

四．设计报告要求：

格式要求：（见附录）

内容要求：

1. 画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。

2. 画出各功能模块的电路图，加以原理说明（如10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等）。

3.描述设计制作的数字钟及其运行结果。说明测试中出现的故障及其排除方法。

4.总结：设计过程中遇到的问题及解决办法；课程设计中的心得体会；对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。

5.附录1：画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接单独应画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。）（或附上实物照片）

6. 附录2：元器件清单。

五、课程设计参考资料

1.彭介华主编：《电子技术课程设计指导》，高等教育出版社，2002年出版。

2．郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.2002

3．高吉祥主编．电子技术基础实验与课程设计．北京：电子工业出版社，2002 4．扬志亮. Protel99SE电路原理图设计技术.西北工业大学出版社. 2002

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2015年12月31日

环境湿度控制系统能实现对环境湿度的控制警告，它设计到压频转换、放大、整形、分频、频率比较等多种电路，具有一定的实用意义。

一．指标要求

1、基本功能：能够检测一定范围内的湿度值，过限报警。

2、主要技术参数：

湿度检测范围：10%-100%RH；

检测方式：频率与湿度之间的转换，当频率超过警戒值则指示灯

变亮；

报警方式:指示灯变亮报警。

3、设计湿度控制器原理图，学习用multisim软件设计并且画该原

理图，然后仿真。

4、实物具体效果：对湿敏电容轻微哈气，使湿敏电容周围的相对湿

度增大，湿度/频率转换电路输出频率降低，当脉冲频率低于设定值（对应相对湿度90％RH）时，湿度控制电路启动输出（K1 吸合，LED1点亮），停止对湿敏电容哈气，湿敏电容脱湿后（脱湿时间约20秒），湿度控制电路停止输出（K1 断开，LED1熄灭）。

二．设计计算

1．总体方案设计：

本次湿度控制电路主要由湿敏电容、湿度/频率转换电路、基准脉冲发生电路、频率比较电路和湿度控制输出电路组成。系统框图如下图1：

图1

工作稳定等特点，HS1101为容性器件，环境相对湿度在55％RH 时，HS1101的典型容量为180pF ，湿度－容量对应表见图4

图3 图4

左图5为HS1101典型应用图，此电路为典型的555非稳态电路，HS1101作为电容变量接在555的TRIG 与THRES 两引脚

上，引脚7用作电阻R4的短路，等量电容HS1101通过R2与R4充电

到门限电压约0.67Vcc，通过R2放电到触发电平约0.33Vcc，然后R4

通过引脚7短路到地，传感器由不同的电阻R4与R2充放电其循环工

作。其输出频率表见下表1：

RH 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

F 7351 7224 7100 6976 6853 6728 6600 6468 6330 6186 6033

表1

2)湿度/频率转换电路

湿度/频率转换电路由湿敏电容

HS1101和TLC555等组成湿度/频率转换

电路，转换电路将湿度物理量转换为与

湿度大小相对应的脉冲频率。

图6

3)基准脉冲发生电路

基准脉冲发生电路，包括整

形和分频）集成电路U3与外部

RC元件组成基准脉冲发生器，经

过12级分频后将信号输出。

专门用来产生电脉冲和对电

脉冲进行放大、变换和整形的电

图7 路。产生脉冲的方法有多种，例

如：多谐振荡器等。我们这里用的是RC振荡和CD4060，其中T=2.3RC。