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“计算机控制系统”
课程设计报告
题目储藏室温湿度监测系统
姓名

器和运放的线性度要高。同时，利用软件矫正其误差，可以使测得温度的精度在±℃左右。
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湿度传感器
湿度测量传感器包括：电阻值变化型相对湿度传感器，陶瓷型相对湿度传感器，电容量变化型相对湿度传感器，利用自加热型热敏电阻器制作的相对湿度传感器。
其中陶瓷型相对湿度传感器适用于长时间处于高湿环境的条件，不适合本项目采用。电阻值变化型相对湿度传感器，其感湿部分使用的是高分子材料，由外壳和多分子薄膜保护着，经久耐用。通常相对湿度传感器的使用湿度范围是20%~95%，高耐水性的湿度传感器可以在20%~100%的相对湿度下使用。根据项目需求，在此只需要使用通用型相对湿度传感器即可。电容量变化型相对湿度传感器与电阻值变化型相对湿度传感器具有线性输出的特点，所以不需要线性化电路或利用程序进行线性化处理等。而且这种相对湿度传感器对于湿度的变化响应速度快，抗结露能力强，耐腐蚀性能好，即使在最高温度为180℃的环境气氛中也可以正常工作。并且这种传感器比较低廉，常用的型号是HS1101。如下图是其电容量变化型湿敏传感器响应特性图：
其测量电路如下所示：
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数码管选择
系统设计要求使用同一组数码管进行显示，并且由于温度测量误差不大于1℃，相对湿度测量误差小于10%所以本题目中选择4位8段数码管，显示温度时最低位显示符号“C”，显示湿度时最低位显示符号“H”（湿度的英文单词humidity首字母）。为了便于观察，数码管显示颜色选择为红色，并且选择大尺寸的数码管。如下图所示：
其电路图如下：
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AD及运放
在本系统中需要先利用运放对传感器的输出信号进行放大，然后再利用AD将运放放大后的输出信号采样输入到控制单元当中。为了避免运算放大器对负信号进行放大，以免使用负电源所以需要对传感器电路进行调节，最终使得当温度处于最低值时输出电压为正值。此时可以选择通用的运算放大器，供电电压采用5V。由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。所以，在本系统中选择LM324作为运放。由于现今绝大部分单片机都内置有多路AD，所以我们选择使用单片机内置AD用于采样。其采样速率及精度等都足以满足本系统的需求。
放大器电路原理图如下所示：
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为了使得湿敏传感器的输入信号不被误识别，同样需要设计放大电路进行放大，使得高电平为5V。并且由于HS1101电压输出典型参数如下：
RH/%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Vout/v
串口通信
串行接口是一种可以将接受来自CPU的并行数据字符转换为连续的串行数据流发送出去，同时可将接受的串行数据流转换为并行的数据字符供给CPU的器件。在微机之间以及微机与计算机之间通信时，经常选择串口通信作为通信的方式。
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在本监测系统当中，我们需要根据储藏室的大小合理的设定监控点的数量，对于需要多个监控点的储藏室，就需要不同的微机之间以及微机与计算机之间进行通信。
为了使用方便，我们在选择单片机时选择那些具有串口通信功能的型号即可满足使用的要求。
其它
在本系统中所有的器件都选择5V作为供电电源，所以我们选择AC-DC 220V转5V的隔离电源模块——，其输出功率为5W足以满足整个系统的需要为了保证电源电压的稳定，在电源输出端增加一个较大的电解电容。
单片机输出报警信号，在驱动电路的驱动下蜂鸣器发出声音。根据储藏室的大小，选择蜂鸣器的功率及设计驱动电路或选择驱动芯片。在此选择HYD-3026，其声强达到85dB，供电电压为5V，40mA驱动电流。为此设计如下驱动电路，由于9013的最大输出电流为625mA满足需要，所以三极管选择9013。
本系统需要用到单片机的内置AD采样、定时器、中断、IO口等资源，以及两个串口。为此我们选择宏晶科技有限公司生产的STC12C5A系列单片机。
程序模块设计
AD采样程序
void ADC_Power_On() //AD转换电
{
ADC_CONTR|=0x80;
delay(5); //必要的延时
}
void get_ad_result()
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//取AD结果函数,它是十位AD转换，每十次平均，最后取低八位作为//