数字式温湿度传感器的设计应用的开题报告

发布时间:2021-08-05 06:02:00

本科生毕业设计开题报告

论文题目 数字式温湿度传感器的应用设计

班 姓 学

级 名 号

指导教师 填表日期

二〇一一年三月





开题时间





全日制本科 (4 年)





电气工程及其自动化

指导教师 (导师组长)

论文题目: 数字式温湿度传感器的设计应用 开题报告内容: 一、选题的背景和意义
随着人类社会的进步和科技的发展,对自动化的要求也越来越高。在生产和生活中 对于温湿度的控制要求也越来越严格。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际 人们的生活中都有着密切的关系, 所以温湿度一体的复合传感器就会相应产生。 温湿度 传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。 市场上 的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。 市场上常见的温度, 湿度传感器以电压输出为主要表现形式, 温度湿度与所表现出 来的电压信号呈非线性的关系,且因为材料本身的差异,不同的传感器其非线性曲线也 各不相同,缺乏一个产品应具备的通用性和互换性。 实际中的应用的温湿度传感器要具备以下特点: 1、敏感材料的特性岁温湿度的变化有较大的变化,而且该变化易于测量; 2、 材料对温湿度的变化有较好一一对应关系, 即对除温湿度外其它物理量的变化不 敏感。 3、性能误差及老化小,重复性好,尺寸小; 4、有较强的耐机械、化学及热作用等特点; 5、与被检测的温湿度范围和精度相适应。 温湿度的测量在仓储管理、工业生产制造、智能化建筑、科学研究及日常生活中被 广泛应用,传统的模拟式湿度传感器需设计信号调理电路并需要经过复杂的校准、标定 过程,测量精度难以得到保证,且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽 人意。SHT71 是瑞士 Sensirion 公司推出的基于 CMOSns 技术的新型温湿度传感器。该传 感器将 CMOS 芯片技术与传感器技术结合起来,发挥出强大的优势互补作用。 SHT71 智能化数字传感器内部集成了相对湿度传感器、温度传感器、放大器、14 位 A/D 转换器、校准存储器(E2PROM) 、随机存取存储器(RAM) 、状态寄存器、循环冗 余校验码(CRC)寄存器、二线串行接口、控制单元、加热器及低电压检测电路。这样 就免去了传感器外围电路,保证了高可靠性和高稳定性,提高了看干扰能力。而且不需

要经过复杂的校准、标定过程,测量精度得到保证,且在线性度、重复性、互换性、一 致性等方面都不错。在未来的大型温湿测控系统中将得到广泛的应用。

二、工作任务分析
本设计是利用 SHT71 传感器设计出一个可用到环境监测和控制的温湿度的控系统。 利用 SHT71 温湿度传感器对环境温度和湿度进行采集和处理,从而实现对环境温湿度的 实时检测和控制。 本设计主要由 SHT71 温湿度传感器、AT89C52 单片机、命令键盘、显示模块和控制 模块组成。主要任务是完成上述各个部分的电路搭设以及程序编写。

三、调研报告
目前温湿度传感器大多使用传统的模拟式传感器,传统的模拟式湿度传感器一般不 仅要设计信号调理电路,还要经过复杂的校准和标定过程,其测量精度难以保证。而数 字式传感器由于具有强抗干扰性,高可靠性和便于计算机接口等特点,已经被越来越广 泛的应用。比较多人使用的是瑞士 HOPE MICROELECTRONICS 公司生产的 FOST02/FOST02A 温湿度传感器和瑞士 SENSIRION 公司的 SHT7X/SHT1X 系列温湿度传感器。 单片机方面主要是由 51 系列单片机和 AVR 单片机多让人们采用。

四、方案拟定与分析
本设计采用 51 系列的 AT89C52 单片机以及 SHT71 温湿度传感器。 由于学*过 51 单片机, 对 51 单片机比较熟悉, 所以就选择 51 系列的 AT89C52 单片 机。从性能的稳定性上考虑,选择使用 SHT71 温湿度传感器。

五、毕业论文撰写提纲及实施计划
5.1 毕业论文撰写提纲
第一章 绪论 1.1 选题的背景和意义 1.2 本设计的内容与任务 第二章 单片机的选型 2.1 单片机系统 2.1.1 MCS-51 单片机 2.1.2 MCS-51 单片机特点、功能简介 2.1.3 扩展部分 2.2 AT89C52 单片机特点、功能介绍 第三章 温湿度传感器 3.1 传感器的作用和前景 3.4.1 SHT71 传感器简介

3.1.1 传感器的作用 3.1.2 传感器技术的发展前景 3.2 温湿度传感器 3.3 温湿度一体化传感器 3.4 SHT71 温湿度传感器 3.4.1 SHT71 简介 3.4.2 SHT71 的性能指标 3.4.3 SHT71 接口说明 3.4.4 SHT71 与微控制器数据通讯的校验方法 第四章 硬件设计 4.1 硬件设计系统框图 4.2 稳压电源 4.3 单片机与 SHT71 传感器的接口设计 4.3.1 SHT71 的引脚和内部构成 4.3.2 SHT71 与微处理器的接口设计 4.3.3 AT89C52 单片机与 SHT71 传感器的接口设计 4.3.4 时钟电路 4.3.5 复位电路 4.4 单片机键盘和显示部分 4.4.1 键盘部分 4.4.2 单片机显示部分 4.5 单片机控*涌诓糠 4.5.1 报警灯和蜂鸣器 4.5.2 制冷片 第五章 软件设计 5.1 SHT71 传感器的控制 5.1.1 SHT71 传感器的基本工作原理 5.1.2 SHT71 传感器数据测量过程 5.1.3 数据处理 5.2 扩展模块 5.2.1 键盘控制 5.2.2 LED 数码管显示 5.3 控制部分

5.2 实施计划
2011 年 1 月 15 日—2011 年 1 月 31 日 查阅资料,收集数据,数据分析 2011 年 2 月 1 日—2011 年 2 月 23 日 拟定设计方案 2011 年 2 月 23 日—2011 年 3 月 15 日 完成并提交开题报告 2011 年 3 月 16 日—2011 年 4 月 15 日 完成基本电路搭设以及大部分程序编写 2011 年 4 月 15 日—2011 年 5 月 28 日 完成并提交毕业设计

指导教师(导师组)意见:

审查小组意见:

签 名: 年 月 日

审查小组负责人(签 名) : 年 月 日


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