基于單片機(jī)的濕度傳感器設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的濕度傳感器設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的濕度傳感器設(shè)計(jì)一 系統(tǒng)方案1.1 系統(tǒng)功能本文設(shè)計(jì)的濕度傳感器應(yīng)具備以下功能： （1） 能夠感受環(huán)境中的濕度變化。（2） 能夠?qū)h(huán)境中的濕度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。（3） 系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉降臐穸刃盘?hào)進(jìn)行分析處理。（4） 能夠?qū)h(huán)境中的濕度以相對(duì)濕度的形式顯示出來便于觀察記錄。 （5） 系統(tǒng)反應(yīng)快、靈敏度高、穩(wěn)定性好，具有一定的抗干擾能力。（6） 電路簡(jiǎn)單，操作方便、性價(jià)比高、實(shí)用性強(qiáng)。根據(jù)系統(tǒng)功能要求，

2、濕度傳感器系統(tǒng)圖包含以下模塊： 信號(hào)采集模塊 信號(hào)處理存儲(chǔ)模塊 信號(hào)顯示模塊圖 1.1 濕度傳感器系統(tǒng)框圖1.2 系統(tǒng)組成模塊1.2.1 1.2.1 信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì) 信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為智能式濕度傳感器的設(shè)計(jì)，信號(hào)采集模塊主要是用于測(cè)量環(huán)境中濕度變化，并將濕度變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的變化。因此，我們需要一個(gè)濕度傳感器。和測(cè)量范圍一樣，測(cè)量精度同是傳感器最重要的指標(biāo)。每提高—個(gè)百分 點(diǎn)．對(duì)傳感器來說就是上一個(gè)臺(tái)階，甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐?/p>

3、達(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。生產(chǎn)廠商往往是分段給出其濕度傳感器的精度的。如中、低溫段(0 一 80％RH)為±2％RH，而高濕段(80—100％RH)為±4％RH。而且此精度是在某一指定 溫度下(如 25℃)的值。如在不同溫度下使用濕度傳感器．其示值還要考慮溫度 漂移的影響。眾所周知，相對(duì)濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著指定空間內(nèi)的相對(duì)濕度。溫度每變化 0.1℃。將產(chǎn)生 0.5％RH 的濕度

4、變化(誤差)。使用 場(chǎng)合如果難以做到恒溫，則提出過高的測(cè)濕精度是不合適的。因?yàn)闈穸入S著溫度的變化也漂忽不定的話，奢談測(cè)濕精度將失去實(shí)際意義。所以控濕首先要控 好溫，這就是大量應(yīng)用的往往是溫濕度—體化傳感器而不單純是濕度傳感器的 緣故。多數(shù)情況下，如果沒有精確的控溫手段，或者被測(cè)空間是非密封的，±5 ％RH 的精度就足夠了。因此在本次設(shè)計(jì)中選用 DHT11 溫濕傳感器作為本次設(shè)計(jì)濕度采集模塊。DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含

5、有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高 的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。DHT11 的性能也很良好，其供電電壓： 工作電流僅為幾微安，是任何顯示器無法比擬的，同事可以顯示大量信息，除 數(shù)字外，還可以顯示文字、區(qū)縣，比傳統(tǒng)的數(shù)碼 LED 顯示器的界面有了質(zhì)的提高。在儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。LCD 的優(yōu)點(diǎn)： (1)顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器的每一個(gè)點(diǎn)收到信號(hào)后就一直

6、保持那種色彩和亮度恒定發(fā)光，因此液晶顯示器的畫質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。(2)數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單操作也很方便。(3)功耗小，相比而言液晶顯示的主要功耗在內(nèi)部電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因?yàn)楹碾娏勘绕渌骷〉亩唷ED 數(shù)碼管的性能特點(diǎn)：(1) 能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與 CMOS、ITL 電路兼容。(2) 發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短(<0．1μs)，高頻特性好，單色性好，亮度高。 (3) 體積小，重量輕

7、，抗沖擊性能好。(4) 壽命長(zhǎng)，使用壽命在 10 萬小時(shí)以上，甚至可達(dá) 100 萬小時(shí)。成本低。 因此它被廣泛用作數(shù)字儀器儀表、數(shù)控裝置、計(jì)算機(jī)的數(shù)顯器件。本設(shè)計(jì)的要求顯示溫度的整數(shù)值部分，工作電壓不能太高，與單片機(jī)的連接方式要簡(jiǎn)單，顯示準(zhǔn)確。用兩片 LED 數(shù)碼管能夠很好的滿足這些要求。而LCD 液晶顯示相對(duì)而言成本偏高。因此顯示模塊選擇 LED 數(shù)碼管顯示。二 硬件電路設(shè)計(jì)與制作 硬件電路設(shè)計(jì)與制作2.1 硬件電路組成通過對(duì)系統(tǒng)

8、各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)方案的選擇，得到如圖 2.1 所示的硬件電路組成：DTH11濕度信號(hào)PIC單片機(jī)濕度數(shù)據(jù)輸出 74HC595鎖存器LED 數(shù)碼管圖 2.1 硬件電路組成（1）使用 DHT11 智能式濕度傳感器感受環(huán)境中的濕度變化轉(zhuǎn)變?yōu)闈穸刃盘?hào)，此信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，簡(jiǎn)化了硬件電路的對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)部分同時(shí)也簡(jiǎn)化了 軟件編程；（2）DHT11 通過它的一條數(shù)據(jù)線與 PIC 單片機(jī)的數(shù)據(jù)接口相連，將采集到的濕度信號(hào)送入 PIC 單片機(jī)；（3）P