数字温湿度计-测量电路设计

最好的沉淀整理1绪论本课题国内外发展现状2016国的仓库环境综合控制系统必须走适合中国国情的发展道路，在引进、消化、吸收国内外先进技术和科学管理的基础上，进行总结提高、集成创新、超前示范，既开产权的产品和技术。该种系统可以达到自动控制降温、除湿、通风。根据需要，通过键盘将信息输入中央管理室，根据情况可随时调节仓库温度。选题背景及意义常重要。[4]使用方便且测量准确的温湿度测量仪。[5][6]本次设计的主要内容及参数要求基本功能主要实现检测温度、湿度的检测，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集主要技术参数温度检测范围： 测量精度： 0.5℃湿度检测范围： 1%-100%RH检测精度： 1%RH2数字温湿度计—测量电路设计2系统方案的设计和比较A/DA/D转换、单片机、温度检测、湿度检测、显示、系统软件等部分的设计。温度检测温度检测多路开关A/D转换单片机显示电路湿度检测多路开关报警电路2-1系统总体框图本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。[7]信号采集由温度传感器、湿度传感器及多路开关组成；信号分析由A/D转换器、单片机基本系统组成；信号处理由串行口LED显示器和报警系统等组成。系统总体方案的选择方案1：基于MCS-51系列单片机嵌入式系统的温湿度检测控制系统该系统由温度传感器、湿度传感器、8031嵌入式系统、加热设备、加湿设备几2-2[8]AD80313键盘传感器键盘传感器现特场输入/输出RAM定接口A/D转换传 处理单元感器显示电路电源图2-2系统结构原理图方案2：基于MSP430F1232单片机的温湿度检测系统设计[9]2-3MSP430F1232AD传感器传感器传感器EPROM信号调理电路MSP430F1232键盘和LED显示正常或告警指示电路通讯模块图2-3系统总体结构图1MCS-51INTE1980MCS-484数字温湿度计—测量电路设计相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,MCS-5116I/OMCS-518MCS-51MCS-518031EPROM2MSP430F12321系统工作稳定，性能良好，基本符合设计要求。传感器的选择方案温度传感器的选择1：采用热电阻温度传感器。热电阻传感器的电阻与温度之间具有优异的线现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻，铂的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好，电阻率较高，因此，铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。2：AD590-55℃～+150℃之间，而且精M±0.3℃AD59044V20V12，2器的选择。[10]湿度传感器的选择1：HOS-201HOS-2011V50HZ～1KHZ，0～100%RH，工0～50℃，75%RH（25℃）1MΩ5用其线性特性。2：采用HM1500HM1500HS11015％～99％(相对湿度)；3％-30～+60℃0～100％(5V(DC16V)；可输出DC1～4V；5s，适用于工业级场合。3：HS1100/HS1101HS1100/HS1101接触和侧面接触两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。相对湿度在1%-100%RH16pF5S；温度系数为0.04pF/℃，可见精度是较高的。[11]1V信号采集通道的选择[12][13]在本设计系统中，温度输入信号为多路的模拟信号，这就需要多通道结构。方案1、采用多路并行模拟量输入通道这种结构的模拟量通道特点为：可以根据各输入量测量的要求选择不同性能档次的器件。硬件复杂，故障率高。软件简单，各通道可以独立编程。2这种结构的模拟量通道特点为：A/D转换器要求较高。处理速度慢。6数字温湿度计—测量电路设计硬件简单，成本低。软件比较复杂。信号调理电路采样保持器信号调理电路采样保持器A/D转换器接口CPU信号调理电路采样保持器A/D转换器接口........信号调理电路采样保持器A/D转换器接口2-4多路并行模拟量输入通道7信号调信号调理电路多信号调理电路路切信号保持器A/D转换器接口CPU..换器信号调理电路2-5多路分时的模拟量输入通道8数字温湿度计—测量电路设计

系统硬件设计

信号采集电路的设计温度信号采集温度传感器主要特性[14]AD590温度传感器是电流型温度传感器，通过对温度的测量可得到所需要的电流值。根据特性分挡，AD590I，J，K，L，M表示。AD590L，AD590M31I0；3脚为管壳，一般不用。1、流过器件的电流（A）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：IT

T1AKIT

——流过器件（AD590）。T——热力学温度，单位K。2、AD590的测温范围-55℃～+150℃。3、AD590的电源电压范围为4V-30V。电源电压可在4V-6V范围变化，电流I变T11K。AD59044V20V器件反接也不会损坏。4、输出电阻为710MΩ。5AD590IJKLMM-55℃～+150℃范围内，非线形误差±0.3℃。3.1.1.2温度测量电路[15][16]3-1AD5905～30V40kΩ的电压信号。因为流过传感器的电流与热力学温度成正比，当电阻R1

和电位器R的2电阻之和为40kΩ时，输出电压V0

随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有偏差，因此应对电路进行调整，调整的方法为：把AD590放于冰水混合

V2

=273.2+25=298.（mV0℃25℃附近有较高的精度。9R1R3R1R3AD58136K10K R292K3100K R4U12A6R51727KLF355AD59021Vo图3-1 AD590应用电

-15如图3-1所示，电位器R2

用于调整零点，R4

用于调整运放LF355的增益。调整方法如下：在0℃时调整R2

，使输出V0

=0，然后在100℃时调整R使V4

=100mV。如0℃V0

=0mV，100℃时V0

=100mV为止。最后在室温下进行校验。例如，若室温为25℃，那么V0

应为25mV。冰水混合物是0℃环境，沸水为100℃环境。3.1.1.3温度多路检测信号的实现[17]MC144333-2+15VAD581+15VAD58136K10K92K3 100KU12A61727KLF355AD59021+15V-15八路温度检测131415121524U9X0X1X2X3X4X5X6X7XAD58136K10K92K3 100KU12A66111091INHABC7727KLF355VEE+5V AD59021-15图3-2八路分时的模拟量信号采集电路硬件接口10数字温湿度计—测量电路设计湿度信号的采集湿度传感器的主要特性HS1100/HS11011%--100%RH内，电容量由16pF200pF，其误差不大于±2%RH，5S；0.04pF/℃。可见精度是较高的。湿度测量电路HS1100/HS1101A/D555将电容值的变化转为与之成反比的电压频率信号，可直接被计算机所采集。[18]5553-3555R、4RC72C2、6R是防止输出短路的保护电3阻，R用于平衡温度系数。[19]1 R4884RC10KU8Q3R1CV1K2TRIGDIS7D5CVoltNGTHR6R210KR3100K5551HS1100图3-3频率输出的555振荡电路11该振荡电路两个暂稳态的交替过程如下：首先电源VccR、R4 2

向湿敏电容C3电平突降为低电平，然后通过R2

放电，经放电时间后，Uc下降到比较器的低触发电平，此时输出引脚3端又由低电平突降为高电平，如此翻来覆去，形成方波输出。其中，充放电时间为T =C(R+R充电 4 2

)ln2T =CR放电

ln2因而，输出的方波频率为f=1/(T充电

+T )=1/[C(R放电

+2R2

)ln2]可见，空气湿度通过555测量电路就转变为与之呈反比的频率信号，表3-1给出了其中的一组典型测试值。表表3-1、空气湿度与电压频率的典型值湿度频率湿度频率%RHHZ%RHHZ073516066001072247064682071008063303069769061684068531006033506728湿度多路检测信号的实现[17]CD40513-412R48R484RCC10KU8Q3R1V1K2TRIGDIS7D5CVoltGNR210KTHR6R3100K5551HS1100八路湿度检测131415121524U9X0X1X2X3X4X5X6X7X3R4810KU861110943R1INHABC1K727+5VVEECD405156R210KR3100K5551HS1100RCCVQTRIGDISCVoltDNGTHR图3-4八路分时的模拟量信号采集电路硬件接口3.1.3CD4051[20]nnn1n具有双向能力的器件。CD4051种单片、CMOS、8DTL/TTL-CMOS18COMSCD40513-51316XCOM16XCOM11A10电B有 禁止 控制 的9平8C 1选译转 码 器换6INH7801234567Vss Vcc图3-5CD4051的内部原理框图图中功能如下：IN/OU（4251121511：该组引脚作为输入时，可实现8118XCO（3：该引脚作为输出时，则为A（11109INHOUT/ININH3-2OUT/INVDD（16）VSS（8：VDD17VVSS-17VVG（7；电平转换器电源，通常接+5V-5V。CD405181A、B、C0（INH=000013OUT/IN0OUT/INOUT/IN14数字温湿度计—测量电路设计

表 3-2

输入状态接通输入状态接通ICBA通道ICBA通道NH00000NH0101500011011060010201117001131XXX均不显示01004信号分析与处理电路的设计A/DA/DCPU处理，本系统A/DMC144331/1999MC14433可输入多路模拟量。由于双积分方法二次积分时间比较长，所以A/D转换速度慢，但精度可以做得比较高；对周期信号变化的干扰信号积分为零，抗干扰性能也比较好。目前，国内外双积分A/D转换器集成电路芯片很多，大部分是用于数字测量仪器上。常用的有3.5位双积分A/D装换器MC14433和4.5位双积分A/D转换器ICL7135。[21]MC14433A/D[13]MC14433A/D1—10次/秒。在不要求高速转换的场合，例如，在低速数据采集系统中，被广泛采用。MC14433A/D5G14433完全相同，可以互换。MC14433A/D199.9mV1.999VBCD码的形式分四次送出（3-。152323910VREFVXDUCLKI45678RINR,CCINCO1CO2Q0Q1Q2Q3DS1DS2DS3DS4EOCORCLKO2021222319181716141511MC14433P(24)图3-6 MC14433引脚图MC14433引脚（图3-6）功能说明各引脚的功能如下：电源及共地端VSS：数字地端。VR外界电阻及电容端RIN：积分电阻输入端，VX=2V时，R1=470KΩ；VX=200Mv时，R1=27KΩ。CINC0.1µF。CO1、CO2：外界补偿电容端，电容取值0.1µFR1/C1N：R1C1CLKICLKORc，Rc一般取470KΩ左右。转换启动/结束信号端DUEOCA/D转换结束后，自动启动新的转换。过量程信号输出端OR：当|Vx|›VR，过量程/OR输出低电平。位选通控制线DS4----DS1：选择个、十、百、千位，正脉冲有效。DS1对应千位，DS4对应个位。每个选通脉冲宽度为18个时钟周期，两个相应脉冲之间间隔为2个时钟周期。BCD码输出线Q0---Q3：BCD码输出线。其中Q0为最低位，Q3为最高位。当DS2、DS3和DS4选通16数字温湿度计—测量电路设计期间，输出三位完整的BCD码数，但在DS1选通期间，输出端Q0--Q3除了表示个位的0或1外，还表示了转化值的正负极性和欠量程还是过量程其含意见表3-3表表3-3、DS1选通时Q3～Q0表示的结果Q3Q2Q1Q0表示结果1XX0千位数为00XX0千位数为1X1X0结果为正X0X0结果为负0XX1输入过量程1XX1输入欠量程Q31/2位，Q3=“010。Q2表示极性，Q2=“1”为正极性，反之为负极性。表示超量程：当MC144338031MC14433A/DBCDDS1～DS4都不是总线式的。因此，MCS-51I/OI/O与其相连。[22]8031单片机的应用系统来说，MC14433P1I/O8155/8255MC144338031P13-7所示[23]17+5V+5VU1123 VREFVXDUCLKI300K470K0.1uF456780.1uFRINR,CINCINCO1CO2MC14433P(24)Q0Q1Q2Q3DS1DS2DS3DS4EOCORCLKO2021222319181716141511803112 P103 P114 P125 P136 P147 P158 P16P17P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 321312INT1INT01514T1T031EA/VP21222324252627281918P20P21P22P23P24P25P26P27X1X29RESET1716 RDWRRXD 10TXD 11ALE/P 30PSEN 29图3-7 MC14433与8031单片机P1口直接相连的硬件接口80313.2.2单片机803180318031过程，使信号放大，再经过模/数转换成为计算机能识别的数字信号，再送入计算机803127626264来达到存储器的要求。3.2.2.18031的片内结构[24][25]80318CPU，时钟电路，数据存储器，并行口（P0～P3）上，即组成了单片微型计算机，18数字温湿度计—测量电路设计程序存储器程序存储器数据存储器定时计数器8031单片机数据总线地址总线时钟控制总线I/O口串行通信口中断系统图3-88031基本组成CPU8031的核心，它的功能是产生控制信号，把数CPUCPU12MHZ的时钟电8031中无片内程序存储器。定时/计数器：803116位的定时/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成定时的方I/O口：MCS-518I/O口，P0，P1，P2，P3，以实现数据的并8031有五个中断源，既外部中断两个，定时计数中断两个，串行中断一个，全部的中断分为高和低的两个输出级。193.2.2.28031[24]

1212345678P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07393837363534333213 INT112 INT015 T114 T031EA/VP1918P20P21P22P23P24P25P26P272122232425262728X1X29RESET1716RDWRRXDTXDALE/PPSEN101130298031

3-9 8031引脚图8031采用40管脚双列直插DIP封装，引脚说明如下：X（19引脚8031而言此引脚应该接地。引脚MCS51系列该引脚接收外部震荡信号，即把该信号直接接到内部时钟的输入端。RESET（9引脚）在振荡器运行时，在此引脚加上两个机器周期的电平将单片机0.5V8031RAMVCCVPD在其规定的电压范围内时，VPD就向内部数据存储器提供备用电源。ALE/PROG（30引脚）8031器，ALE90168问外部存储器的时候，ALE仍有两个周期的正脉冲输出，其频率为振荡器的频率的1/6，在访问外存储器的是候，在两个周期中，ALE只出现一次，ALE8LSTTLEPROMEPROMPROG。20数字温湿度计—测量电路设计（29引脚取外部指令期间，PSEN非有两次在每个周期有效，在此期间，每当访问外部存储PSEN8LSTTL负载。/VPP（31引脚）当保持高电平时，单片机访问内部存储器，当PC值超过0FFFH8031而言，此脚必须接地。

保持低电平时，则只访问外部程序存储器，P0，P1，P2，P3：8031有四个并行口，在这四个并行口中，可以在任何一个输出数据，又可以从它们那得到数据，故它们都是双向的，每一个I/O口内部都有一个88SFRCPUI/OP2口内部均有个受控制器控制的二选一选择电路，故它们I/O口以外还具有特殊的功能，P0I/OCPU传口除了可以用做通用口以外，还具有第一功能，除P0口以外其余三个都是准双向口。8031有一个全双工串行口，这个串行口既可以在程序下把CPU8位并行数据CPU，而且这种串行发送和接收可以单独进行也可以同时进行。8031的串P3P3.1SCONPCON和串行缓SCON用于设置串行口工作方式和确定数据发送和接收，SBUF用于存放欲发送的数据起到缓冲的作用。3.2.2.38031程序存储器[25]MCS-51ROM是不同的，80514KROM87514KEPROM8031ROM64KP2P016寻址的外部程序存储器单元的地址，使用ALE8位地址锁存器信号，再由PSEN非作为外部程序存储器的选通信号。21CPUPC自动加一，此时程序开始顺序执行，因为单片机程序访问空间是64K16条地址线，当接“08031在片外程序存储器中读取指令，此0000H8031必须接地使CPU到外部ROM中去寻址。在程序存储器中有六个单元有特定的含义：0000H单元：单片机复位后，PC=0000H即从此处开始执行指令。0003H单元：外部中断0入口地址。000BH单元：定时器0溢出中断入口地址。0013H单元：外部中断1入口地址。001BH单元：定时器溢出中断入口地址。0023H单元：串行口中断入口地址。0000H外执行一跳转指令，跳转到用户设计的初始程序入口。3.2.2.48031数据存储器[25]128BRAM00H～7FH，供用户做RAM用，但是在这中间的前32单元，00H～1FHRAM用，常常做工作寄存器区，分做四8R0～R7，任何时候都由其中一组作为当前工作RS0，RS1的内容来决定选择哪一个工作寄存器。12820H～2FH16128个位地址，30H～7FH80RAMRAMP2P06ALE作8P0储器的选通信号。工作方式它的工作方式可以分做复位，掉电和低功耗方式等。

读时用 做外部数据存复位方式[26]当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)2个机器周期以上的高22数字温湿度计—测量电路设计电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。C1R1对电源+5VRST一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻R1，也能达到上电自动复位的操作功能，如图(3-10a)中所示。上电自动复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。常用(3-10b)C1RSTK后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。根据实际操作的经验，下面给出这两种复位电路的电容、电阻参考值。C1+5VRSTR1C1+5VRSTR18031C1+5VRST8031RSTC18031R2R1上电自动复位图 (b)按键手动复位图3-10单片机的复位电路图图(3-13a)中：Cl＝22uF，R1＝1k图(3-13b)中：C1＝22uF，Rl＝lk，R2＝200掉电和低功耗方式人们往往在程序运行中系统发生掉电的故障，使RAM和寄存器中的数据内容丢失，使人们丢失珍贵的数据而束手无策，8031有掉电保护，是先把有用的数据保存，再用备用电源进行供电。存储器的设计[24]在8031芯片的外围电路中必须对其进行程序存储器的扩展，和根据系统的需对其进行数据存储器的扩展。8031对程序存储器和数据存储器均可进行 0000H～23FFFFH64K8031P2作高位的地址输出，P0作低位地址输出和数据线。程序存储器的扩展由于8031无内部ROM故扩展的程序存储器地址为考虑系统的需要我们将8031的程序存储器扩展为4KEPROM采用2764作为ROM芯片。程序存储器扩展的容量大于256字节，故EPROM片内地址线除了由P0口经地址存储器提供低8位地址外，还需要由P2口提供若干条地址线，我们选用8K的2764EPROM，故地址线应该是13条，因为系统中只扩展一片EPROM，所以不用片选信号，即EPROM的 接地。在程序扩展中，我们选用的地址锁存器是74LS373。当三态门的 为低电平时三态门处于导通状态，允许Q端输出，否则为高电平输出为三态门断开，输出端对外电路呈高阻态，所以在这里 为低电平，这时当G端为高电平时，锁存器输出和输入的状态是相同的，当G由高电平下落为低电平时，输入端1D～8D的数据锁入1Q～8Q中。当2764处于读方式下 和 均为低电平有效。当VPP=+5V时，EPROM处于读工作方式：这时由给定地址信号决定被选中存储器单元信息。被读出到数据输出端D0～D7上。维持方式：当 为高电平时，VPP为处于低功耗方式，输出端均为高阻态，这与输入无关。编程方式在VPP加上+25V编程电源并在 和地端跨接一个0.1uf的电容以干扰电压的瞬间对2764进入编程方式，被编程的8位数据以并行方式送到数据输出断编程校验。2764与8031的连接如图3-11所示80311 P102 P113 P124 P135 P146 P157 P168 P1713 INT112 INT015 T114 T031 EA/VP19 X118 X29 RESET17 RD16 WR8031

P00P01P02P03P04P05P06P0739339338437736835133414331732182112211232425262728RXD 10TXD 11ALE/P 30PSEN 29

U12D0 Q0 2D1 Q1 5D2 Q2 6D3 Q3 9D4 Q4 12D5 Q5 15D6 Q6 16D7 Q7 19OELE74LS373

1098765432524212322022271+5V

U14A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CEOEPGMVPP2764

11D0 12D1 13D2 15D3 16D4 17D5 18D6 19D7图3-11程序存储器的扩展图24数字温湿度计—测量电路设计的芯片型号。数据存储器的扩展128RAM8KRAM6264RAMRAM求。62648K*8CMOS工艺制作，单一的+5V200mW，典型存取时间200ms28存储器的扩展与程序存储器的扩展类似，读写控制信号与8031的和相连。P0口通过74LS373与A0～A7相连，P2.0～P2.4与A8～A12相连，P2.7与 相连口与D0～D7相连作为数据线，同时CE2接+5V电源，GND接地。如图3-12所示：80311 P102 P113 P124 P135 P146 P157 P168 P1713 INT112 INT015 T114 T031 EA/VP19 X118 X29 17 RD16 WR8031

P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27RXDTXDALE/PPSEN

+5V

U123933843773933843773683513341433173218211221123242526271282310411530629D1 Q1 5D2 Q2 6D3 Q3 9D4 Q4 12D5 Q5 15D6 Q6 16D7 Q7 19OELE74LS373U13Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 E1 Y5 E2 Y6 9E3 Y7 774LS138

+5V

U1310 A09 A18 A27 A36 A45 A54 A63 A725 A824 A921 23 2 22 OE27 WE26 20 6264

11D0 12D1 13D2 15D3 16D4 17D5 18D6 19D7图3-12数据存储器的扩展图系统时钟的设计8031复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，8031在唯一的时钟信号的控制下严25格的按时序执行指令进行工作，时钟的频率影响单片机的速度和稳定性。通常时钟由于两种形式：内部时钟和外部时钟。本系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号。8031内部有一个用于构成振XTAL1C1C2的30PF左右，但电容太小会影响振荡的频率、稳定性和快速性。晶振频率为在1.2MHZ～12MHZ12MHZ。8031P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P078031P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07INT1INT0T1T0EA/VPP20P21P22P23P24P25P26P27X1X2RESET TXDRD WR 12345678131215143130pF19Y112MHz1891730pF168031图3-13系统时钟图26数字温湿度计—测量电路设计3-14系统硬件总体连接图274软件设计本设计所用软件一般性介绍CAD软件层出不穷，Protel系列软件是目前比较完善的一种。Protel99SEProtel系列软件的较新版本，它功能强大，深受从事电子电路设计的广大科技工作者的欢迎。Protel99SE是基于Win95/WinNT/Win98/Win200032SPICE/XSPICE各种器件，比如TTL、CMOSBJT等构成的电路。Protel99SE中支持的电路分析类PCB布线工具，集成的设计文档管理，支持通过网络进行工作组协同设计功能。KeiluVisionMCS51CVC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。因此本系统采用uVISION2进行软件的编写和调试。系统软件流程图温度控制主程序的设计应考虑以下问题（1）温湿度采样，数字滤波（2）（3）温度标度转换。通常，符合上述功能的温度控制程序由主程序和T0中断服务程序两部分组成。这里所需要注意的是标度变换，下面简单的介绍一下BCD形式的温度值，对一般线性仪表来说，标度变换公式为：AAX

(Am

N NA) X 00NNm 0式中A0N0为测量所得数字量。[24]28数字温湿度计—测量电路设计主程序流程图：开始开始设堆栈清标志清暂存清显示T0初始化串行口初始化CPU开中断温度采样显示29T0中断流程图：T0T0中断保护现场1S时间计数N1SY湿度数据采样标度变换Y越？报警程序N显示重装时间常数恢复现场返回30数字温湿度计—测量电路设计采样子程序流程图：采样程序采样程序送采样数据地址送通道号初值送出通道号启动A/DA/D数据修改地址及通道号N各通道采样一次Y返回软件程序（见附录）315系统的仿真与调试仿真软件一般性介绍ProteusLabcenterelectronicsEDAProteusEDAPCBSPICE,PCB温湿度检测电路的仿真湿度检测电路的仿真HS1100/HS1101555值的变化转为与之成反比的电压频率信号，可直接被计算机所采集。集成定时器芯片外接电阻R、R4 2

与湿敏电容C，构成了对湿敏电容C的充电回路。7端通过芯C2、6Proteus5-1所示图5-1湿度检测电路仿真图32数字温湿度计—测量电路设计温度检测电路的仿真AD590，AD5905～30V40kΩ1mV/K信号。因为流过传感器的电流与热力学温度成正比，当电阻R1

和电位器R2

的电阻之和为40kΩ时，输出电压V0

随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有偏差，因此应对电路进行调整，调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R

，使V2

=273.2+25=298.（mV0℃25℃附近有较高的精度。电位器R2

用于调整零点，R4

用于调整运放LF355的增益。调整方法如下：在0℃时调整R2

，使输出V0

=0，然后在100℃时调整R使V4

=100mV。如此反复调整多次，直至0℃V0

=0mV，100℃时V0

=100mV为止。最后在室温下进行V0

25mV0℃100℃环境。图5-2为温度检测电路在Proteus软件中的仿真图图5-2温度检测电路仿真图多路开关的仿真CD40518nn一线的接通功能。反之，当模拟信号有公共输出端输入时，作为信号分离器，实现331n模拟量被提取，这时选用多路开关就是很必要的。CD40513ABCX0—X7，仿真时将湿度检测电路接到多X0X0，ABCX0CD4051X5-3图5-3多路开关的电路仿真图。34数字温湿度计—测量电路设计

6

本文设计了采用AD590，HS1100集成芯片作为温湿度传感器用于普通粮仓的温湿度测量电路分析了温湿度测量的工作原理及过程提出了温湿度检测系统设计的整体方案。本文设计的测量系统湿度测量范围为1%~100%,分辨率为±1%;温度测量范围为-30~+100℃,分辨率为±0.5℃，能达到粮仓温湿度测量要求。本系统的试制成功克服了以前粮库靠管理人员手工检查测量和手工计算粮仓的温度值和湿度值并用人工方法进行粮仓温度和湿度控制的缺点提高了粮仓温度和湿度的检测速度和检测精度，同时也提高了粮仓温度和湿度的控制速度和控制精度。[28]能够有效的减少粮食霉变事故同时也节省了大量人力和物力减轻了粮仓管理的工作强度提高了粮库管理效率，使粮食管理得到了安全可靠的保障。 [29]357致谢本研究及学位论文是在我的导师董淳老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，董老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，在此谨向董老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。题打下结实的基础。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的老师、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!36数字温湿度计—测量电路设计

参考文献

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