畢業(yè)論文 智能溫濕度變送器.doc
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畢業(yè)論文 智能溫濕度變送器,頁數(shù)54 字數(shù)20511 摘要本論文主要是研究和設計智能的溫濕度變送器。論文主要對變送器的硬件設計和程序設計，并對部分電路進行了仿真調(diào)試。變送器可以對0～70℃范圍的溫度和0～100％rh的濕度進行測量并進行信號變送。整個設計按照要求逐步設計，并以實際情況選擇硬件芯片。在本次設計中，通過傳感器...
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畢業(yè)論文 智能溫濕度變送器
頁數(shù) 54 字數(shù) 20511
摘 要
本論文主要是研究和設計智能的溫濕度變送器。論文主要對變送器的硬件設計和程序設計，并對部分電路進行了仿真調(diào)試。變送器可以對0～70℃范圍的溫度和0～100％RH的濕度進行測量并進行信號變送。整個設計按照要求逐步設計，并以實際情況選擇硬件芯片。在本次設計中，通過傳感器對溫度和濕度進行采樣；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，其獨特的功能和靈活性非常適合本次設計的要求；采用串行D/A芯片進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；由V/I電路完成模擬輸出；單片機和PC機之間用RS-232串行接口直接連接。最終變送器能實現(xiàn)溫度、濕度的串行數(shù)字輸出和4～20mA或1～5V的模擬輸出。其中程序編寫采用匯編語言。
關(guān)鍵字：變送器 單片機 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計的時代背景 ……………………………………2
1.2 智能變送器 ………………………………………………………………2
第二章 總體設計方案 …………………………………………………………4
2.1 設計要求及主要任務 ………………………………………………………4
2.2 總體設計方案 ………………………………………………………………4
第三章 硬件設計 ………………………………………………………………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 ……………………………………………………………………8
3.2.1 功能特性概述 ………………………………………………………8
3.2.2 引腳功能說明 ………………………………………………………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設計的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)換電路的設計 ………………………………………………14
3.5 單片機與PC機的通信接口電路 ………………………………………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 基準電壓的設計 …………………………………………………………19
3.8 小結(jié) ………………………………………………………………………20
第四章 軟件設計 …………………………………………………………………21
4.1 軟件設計整體描述 ………………………………………………………21
4.2 獲取溫度數(shù)據(jù)程序的設計 ………………………………………………21
4.2.1 DS1820測溫原理 ……………………………………………………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)程序的設計 ………………………………………………25
4.3.1 A/D轉(zhuǎn)換程序設計 …………………………………………………25
4.3.2 溫度補償程序設計 …………………………………………………27
4.4 串行通信程序設計 ………………………………………………………27
4.5 D/A轉(zhuǎn)換程序設計 ………………………………………………………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. 智能儀表原理與設計技術(shù). 上海：華東理工大學出版社 2003
[2] 蔡美琴等編. MCS－51系列單片機系統(tǒng)及其應用. 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
頁數(shù) 54 字數(shù) 20511
摘 要
本論文主要是研究和設計智能的溫濕度變送器。論文主要對變送器的硬件設計和程序設計，并對部分電路進行了仿真調(diào)試。變送器可以對0～70℃范圍的溫度和0～100％RH的濕度進行測量并進行信號變送。整個設計按照要求逐步設計，并以實際情況選擇硬件芯片。在本次設計中，通過傳感器對溫度和濕度進行采樣；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，其獨特的功能和靈活性非常適合本次設計的要求；采用串行D/A芯片進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；由V/I電路完成模擬輸出；單片機和PC機之間用RS-232串行接口直接連接。最終變送器能實現(xiàn)溫度、濕度的串行數(shù)字輸出和4～20mA或1～5V的模擬輸出。其中程序編寫采用匯編語言。
關(guān)鍵字：變送器 單片機 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計的時代背景 ……………………………………2
1.2 智能變送器 ………………………………………………………………2
第二章 總體設計方案 …………………………………………………………4
2.1 設計要求及主要任務 ………………………………………………………4
2.2 總體設計方案 ………………………………………………………………4
第三章 硬件設計 ………………………………………………………………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 ……………………………………………………………………8
3.2.1 功能特性概述 ………………………………………………………8
3.2.2 引腳功能說明 ………………………………………………………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設計的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)換電路的設計 ………………………………………………14
3.5 單片機與PC機的通信接口電路 ………………………………………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 基準電壓的設計 …………………………………………………………19
3.8 小結(jié) ………………………………………………………………………20
第四章 軟件設計 …………………………………………………………………21
4.1 軟件設計整體描述 ………………………………………………………21
4.2 獲取溫度數(shù)據(jù)程序的設計 ………………………………………………21
4.2.1 DS1820測溫原理 ……………………………………………………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)程序的設計 ………………………………………………25
4.3.1 A/D轉(zhuǎn)換程序設計 …………………………………………………25
4.3.2 溫度補償程序設計 …………………………………………………27
4.4 串行通信程序設計 ………………………………………………………27
4.5 D/A轉(zhuǎn)換程序設計 ………………………………………………………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. 智能儀表原理與設計技術(shù). 上海：華東理工大學出版社 2003
[2] 蔡美琴等編. MCS－51系列單片機系統(tǒng)及其應用. 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
