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基于单片机的博物馆室内光强、温度、湿度的测量

时间:2017-11-27  作者:佚名

论文摘要:温度、湿度、光照是文物保护的基本因素,传统的测量方法费事费力,效率低,且随机性大,本文通过设计基于STC12C5A60S2单片机,综合利用传感器技术、数字电子技术和LCD显示等知识知识的测量系统达到自动检测室内环境温度、湿度及光强的目的,并在超过阈值时进行报警,并行性高,且能够处理多点温湿度,光强等信息。

论文关键词:单片机,光强,温度,湿度,测量

0前言

温度、湿度、光照度和人类的生产、生活有着密切的关系,同时也是博物馆文物保护中最常见最基本的参数,例如不同的温度可能会造成珍贵文物的过早氧化,而湿度的大小也同样对于文物的保护有着重要的意义,还有光的强度也会对文物的材质有着很大的影响,所以对温度、湿度及光照度的检测及控制就非常有必要了。传统的方法是用温度表、双金属式测量计、等手段,通过人工进行检测,对不符合温度、湿度、光照度要求的环境进行通风、去湿、降温、采光等工作。随着生产的发展,一个低成本和具有较高精度的环境测量仪在许多领域会代替人工操作。为此,本设计开发了一种能够同时测量多点,并实时性高、精度高,能够综合处理多点温湿度、光照度信息的设计方案。

1单片机的选择

基于性价比的考虑,在电子设计中8位单片机仍是首选。在8位单片机中又以MCS-51系列单片机及其兼容机所占的份额最大。通过内部资源比较,单片机芯片我们选择STC12C5A60S2,STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制,强干扰场合。

2传感器的选择

2.1光强传感器

2.1.1TSL2561简介

TSL2561是TAOS公司推出的一种高速、低功耗、宽量程、可编程灵活配置的光强度数字转换芯片。

2.1.2TSL2561的引脚功能

TSL2561有2种封装形式:6LEADCHIPSCALE和6LEADTMB。封装形式不同,相应的光照度计算公式也不同。

各引脚的功能如下:

脚1和脚3:分别是电源引脚和信号地。其工作电压范围是2.7~3.5V。

脚2:器件访问地址选择引脚。由于该引脚电平不同,该器件有3个不同的访问地址。

脚4和脚6:I2C或SMBus总线的时钟信号线和数据线。

脚5:中断信号输出引脚。当光强度超过用户编程配置的上或下阈值时,器件会输出一个中断信号。

2.1.3TSL2561的内部结构和工作原理

TSL2561是第二代周围环境光强度传感器。通道0和通道1是两个光敏二极管,其中通道0对可见光和红外线都敏感,而通道1仅对红外线敏感。积分式A/D转换器对流过光敏二极管的电流进行积分,并转换为数字量,在转换结束后将转换结果存入芯片内部通道0和通道1各自的寄存器中。当一个积分周期完成之后,积分式A/D转换器将自动开始下一个积分转换过程。微控制器和TSL2561可通过标准的SMBus(SystemManagementBus)V1.1或V2.0实现,TSL2561则可通过I2C总线协议访问。

2.1.4硬件设计

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