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403 Forbidden单片机构成的环境温湿度实时测控装置设计
单片机构成的环境温湿度实时测控装置设计
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摘要：介绍了环境温湿度实时测控装置的研制思路和方法。该装置可实现环境温度、湿度的实时测量与控制，并附有通信接口以及可控制多种设备的多点时间控制电路，能方便地应用于各种温湿度控制场合。
关键词：pic16c73；测控；通信；温湿度环境条件中的温湿度指标是许多工作场合的重要参数，不论是仓库管理、图书保存还是工业测量与计量检定，都需要符合操作规定的温湿度环境条件。而温湿度也是最不易保障的指标，针
摘要：介绍了环境温湿度实时测控装置的研制思路和方法。该装置可实现环境温度、湿度的实时测量与控制，并附有通信接口以及可控制多种设备的多点时间控制电路，能方便地应用于各种温湿度控制场合。
关键词：pic16c73；测控；通信；温湿度环境条件中的温湿度指标是许多工作场合的重要参数，不论是仓库管理、图书保存还是工业测量与计量检定，都需要符合操作规定的温湿度环境条件。而温湿度也是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温湿度控制器显得非常重要。本文介绍的温湿度实时控制装置可在０～５０℃和２０％～９８％ｒｈ（相对湿度）的范围内任意设定温湿度值，其附加的通信接口可方便地实现与计算机的实时通信，而且便于功能的扩展，可保证温度、湿度满足设计指标。此外，该装置还可自动控制多个设备的多点时间控制电路，因而具有更广泛的应用前景。该装置可实现的功能如下：●在０～５０℃和２０％～９８％ｒｈ间可任意设定温湿度控制点；●可以实时监测环境温湿度的变化情况，并记录、存储相关数据；●对环境温湿度的控制可满足设计指标；●具有多点定时设备控制电路，便于功能扩展；●设有语音提示功能，可方便地实现仪器操作和工作管理提示；●配有通信接口，可方便地与计算机进行通信；●温湿度控制的精度分别为：温度（０～５０℃）±０．５℃；湿度（２０％～９８％ｒｈ）±２％～３％ｒｈ。图1１　硬件设计该装置的硬件框图如图１所示。它主要由单片机ｐｉｃ１６ｃ７３及外部电路构成。ｐｉｃ１６ｃ７３是由美国ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司生产的８位单片微机，采用ｈａｒｖａｒｄ结构，这种结构可使指令执行和取指操作重叠进行，因而具有很高的执行速度。它只有３５条单字节指令，除了跳转指令是２周期指令外，其它指令都是单周期指令。这些特点使它较之于别的８位单片机节省了１／２的程序空间，并具有４?１的速度优势。ｐｉｃ１６ｃ７３在芯片内集成了一个８位算术逻辑单元和工作寄存器、４ｋ程序存储器、１９２个数据寄存器、２２个ｉ／ｏ口?、３个定时／计数器及２个捕捉／ 比较／ｐｗｍ模块和２个串行口，其中ａ／ｄ转换器具有５路模拟量输入端，同时还具有时钟、复位、看门狗定时器等。这５路模拟量输入通道共同复用一个采样／保持和ａ／ｄ转换器。ｐｉｃ１６ｃ７３外接温湿度采样电路及电器驱动电路，因而可实现对温湿度的控制。该系统硬件主要包括本机地址设定电路、采样电路、键盘显示电路、看门狗电路、电器驱动电路、时间设置及定时驱动电路、ｒｓ－２３２通信等电路。下面以计量实验室温湿度的控制为例，对各主要电路加以介绍。１．１ 温度检测电路温度检测电路选用ｄａｌｌａｓ公司生产的一线式数字温度传感器ｄｓ１８２０作为温度检测器件，该器件只有３个引脚（即电源ｖｄｄ、地线ｇｎｄ、数据线ｄｑ），且不需要外部元件，而是共用一条数据线进行通信，使用一根ｉ／ｏ线通信时，ｄｓ１８２０的电源电压是以寄生方式供电的，因此，只需将其ｖｄｄ和ｇｎｄ端接地即可。该电路的检测温度范围为－５５～＋１２５℃；精度为０．５℃；用９ｂｉｔ数字量来表示温度；每次将温度转换成数字量需２００ｍｓ。笔者采用三块ｄｓ１８２０来实现对实验室环境温度的检测，之所以用三块，是为了更好地保持温度的恒定。使用时可分别将这三块ｄｓ１８２０放置在房间的不同位置。获得温度信息时，先由ｐｉｃ１６ｃ７３的ｒａ２脚发送一个１ｍｓ的复位脉冲，以使ｄｓ１８２０复位后将向ｐｉｃ１６ｃ７３发送一个回应脉冲，ｐｉｃ１６ｃ７３接到回应脉冲后将发送读ｄｓ１８２０序列号的读ｒｏｍ命令，以分别读取三个ｄｓ１８２０的序列号（每一块ｄｓ１８２０有唯一的序列号）；然后，ｐｉｃ１６ｃ７３再发出定位命令以选择在线的ｄｓ１８２０并进行温度转换。此时ｐｉｃ１６ｃ７３的ｒａ１脚应输出一个保持２ｓ以上的高电平信号来使ｓｋ２１４导通，从而提供ｄｓ１８２０在总线供电下进行温度转换时所需的１ｍａ电流。当温度转换完成后，ｐｉｃ１６ｃ７３的ｒａ２脚会发送ｄｓ１８２０的存储命令，从而完成温度信息数据的转换和读取。１．２ 湿度检测电路湿度信号的获取采用电容式
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应用与方案分类
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　　一、技术背景
　　随着温度测量技术的发展，温度测量装置已有接触式和非接触式二大类，且非常普遍地被用于不同领域，包括工业、农业和医疗等。不过即时温度测量装置给我们带来了方便，但是现有的温度测量装置只能测量点的温度，当被测量介质内有温度梯度存在的时候，测量得到的温度只是感温所在范围内的平均温度。
　　为了解决上述问题，现有的温度测量装置采用多个温度传感器集成设置，各个温度传感器可测量各个点的温度，从而实现多个点的测量。然而，现有的温度测量装置有几个缺点.。（1）若是接触式温度测量方法，无论采用体积或者压力变化、电阻变化、电热势变化等方法，都因为限于感温元件本身结构长度有限，只能是测量点温度，无法测量线长度的温度；（2）若是采用非接触式辐射测温方法，其主要是测量被测对象的表面温度，在需要测量某种物体内部温度的场合，或者被测对象被其它物体遮挡时，当辐射通道受到影响或者辐射无法到达被测对象表面的时候，就无法使用这个方式进行测量温度；（3）另外调节仪表不能反映温度与位置的函数关系。
　　二、技术原理
　　本发明揭示了一种测量控制线长度的温度装置，其包括温度传感器和调节仪表，温度传感器与调节仪表有线或无线连接；温度传感器包括热电阻、保护管和接线盒，保护管连接接线盒，热电阻设置在保护管内；热电阻包括第一热电阻和第二热电阻，第一热电阻的长度和第二热电阻的长度相同，调节仪表包括两接口模块、参数输入模块、微处理模块、控制输出模块和显示模块，两接口模块、参数输入模块、控制输出模块和显示模块分别与微处理模块电连接，两接口模块分别与第一热电阻和第二热电阻连接。用户只需通过调节仪表输入长度，就能通过调节仪表显示控制该长度相对应的温度值，因此可以测量控制该长度上的所有温度，给使用者测量控制带来了很大的便利。
　　三、应用影响
　　本发明测量线长度的温度方法建立温度与长度的函数关系，克服了已有温度测量控制只能测量某个点的温度的局限性，弥补了已有国内外所采用接触式温度测量控制空白和辐射式温度测量控制的不足，因为本专利是对已有装置理念方面的创新，所以能较大程度利用已有装置，可以减少生产投资和用户使用成本，可以为温度仪表行业提供一个创新理念的温度仪表品种，可以为用户提供一种高测量控制性能的温度仪表。
　　四、技术优势
本发明提供了一种结构简单、测量方便且可测量长度上所有温度的测量控制线长度的温度装置，并且能够被广泛应用；
提供一种测量控制线长度的温度方法，其中通过调节仪表建立温度和长度的函数关系，用户只需通过调节仪表输入长度，就能通过调节仪表显示该长度上相对应的温度值和温度分布图形。
　　五、适用对象
　　本发明技术涉及温度仪表行业，适用于温度均匀性要求高的热处理炉或者有关场合的温度测量控制，铸造行业要求测量控制沿结晶器长度上温度分布状况等场合。热处理炉的温度测量控制场合如图所示。
　　查看详情、联系咨询，请点击“阅读原文”
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LG0004 单片机构成的环境温湿度实时测控装置设计2
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3秒自动关闭窗口小明用图中甲所示的装置探究“水沸腾规律”．请回答下列问题：
（1）实验中观察到水沸腾的现象是水中有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积变大，到水面破裂．
（2）小明在水温升高到90℃时，开始记录数据于表格中．请根据数据在乙图中画出图象．回答水沸腾的规律是：吸热，温度不变．
（3）小明又创新了实验，他组装了如丙图所示的装置，左右两个盛装水的试管中间用一个玻璃导管相连通．请对比甲图所示实验，说出丙图所示实验的优势与不足．
优势：既可以研究水沸腾的规律，还可以研究液化放热的知识并能把水蒸气带走的能量收集起来再利用，节能．
不足：左侧试管上方有胶塞，水沸腾后可能使水上方的气压增大，导致胶塞会被冲出，不安全．
解：（1）水沸腾时有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积变大，到水面破裂；
（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
由图象知，水在沸腾过程中吸热，但温度保持不变；
（3）由图知，左右两个盛装水的试管中间用一个玻璃导管相连通，这样既可以研究水沸腾的规律，还可以研究液化放热的知识并能把水蒸气带走的能量收集起来再利用，节能；
但左侧试管上方有胶塞，水沸腾后可能使水上方的气压增大，导致胶塞会被冲出，不安全．
故答案为：
（1）水中有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积变大，到水面破裂；
（2）如上图；吸热，温度不变；
（3）优势：既可以研究水沸腾的规律，还可以研究液化放热的知识并能把水蒸气带走的能量收集起来再利用，节能；不足：左侧试管上方有胶塞，水沸腾后可能使水上方的气压增大，导致胶塞会被冲出，不安全．
（1）掌握水沸腾时的现象，有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积变大，到水面破裂；
（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；水沸腾的规律：吸热，但温度保持不变；
（3）水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气遇冷会液化成小水珠；若容器上方封闭，则水汽化生成水蒸气，使容器内压强升高；