本次設(shè)計是采用MSC-51系列單片機中的AT89S51和DHT11的低成本的溫濕度的檢測系統(tǒng)。本設(shè)計主要包括硬件電路的設(shè)計和系統(tǒng)軟件的設(shè)計。硬件電路主要包括單片機、溫濕度傳感器、顯示模塊、報警器以及鍵盤等5部分，由DHT11溫濕度傳感器及1602字符型液晶模塊構(gòu)成系統(tǒng)顯示模塊，該系統(tǒng)電路簡單、工作穩(wěn)定、集成度高，調(diào)試方便，測試精度高，具有一定的實用價值。其中測溫濕度控制電路由溫濕度傳感器和預(yù)設(shè)溫度值比較報警電路組成，用戶根據(jù)需要預(yù)先輸入預(yù)設(shè)值，當實際測量的溫濕度大于預(yù)設(shè)的溫濕度數(shù)值時，發(fā)出報警信號（蜂鳴器蜂鳴）。軟件部分包括了主程序、顯示子程序、測溫濕度子程序。   

本次設(shè)計采用的DHT11溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，傳感器包括一個電阻式感濕原件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能的8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。單片機AT89S51是一款低消耗、高性能的CMOS8位單片機，由于它強大的功能和低價位，因此在很多領(lǐng)域都是用它。

目前隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們的生活水平越來越高，所以對環(huán)境的要求也越來越高，環(huán)境控制的也成了人們安居樂業(yè)的基礎(chǔ)，成了共建和諧環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。尤其是目前生活節(jié)奏的加快，許多白領(lǐng)都出現(xiàn)了亞健康的狀態(tài)，因此家庭溫濕度的檢測對于現(xiàn)代家庭來說也變得刻不容緩了。因此為了滿足最適宜人們生活的最佳溫度和濕度，我們需要研究一種家庭式的，便于提醒和控制溫濕度的裝置，人們可以根據(jù)不同季節(jié)以及個人的需要進行不同的調(diào)整，以便達到最佳的居住環(huán)境，這不僅僅是對于環(huán)境要求的進步，同時也體現(xiàn)了現(xiàn)代文明的發(fā)達與先進。

為了更加有效的保證人們生活環(huán)境的安逸和舒適，同時也為了人們生活的更加健康，人們已不滿于目前的居住環(huán)境，對家庭提出了更高的要求，智能化被引進了家庭，并且迅速在全國乃至世界范圍內(nèi)普遍發(fā)展開來，由于自然環(huán)境污染越來越嚴重，城市人口越來越多等，適宜人們生活的溫度以及濕度越來越難以達到標準，常見的南北氣候差異，北方冬天異常干燥，南方卻陰冷潮濕，而對于我們來說，如何有效地在合適的時間內(nèi)對環(huán)境作出相應(yīng)的措施卻始終難以把握，因此我們需要采取有效的措施，以滿足人們的要求。

隨著城市居民生活節(jié)奏的加快以及人民生活水平的不斷提高，人們對于亞健康的問題越來越關(guān)注，因此對于居住環(huán)境的要求也越來越高，舒適的環(huán)境已不僅僅限于寬敞豪華的住宅，同時也希望在自己的小家里也會有大自然的調(diào)節(jié)作用，能夠根據(jù)人類的需要，設(shè)定相應(yīng)的溫濕度。

因此研究溫濕度的控制非常有必要，它可以優(yōu)化組合社區(qū)資源，提升服務(wù)水平，推動反房地產(chǎn)等其他行業(yè)的發(fā)展，為他們帶來新的商機。

最近幾年，國內(nèi)外溫濕度傳感器測量系統(tǒng)正向著集成化、智能化發(fā)展，隨著科研人員的不斷努力，該類型系統(tǒng)取得的巨大的成就。

現(xiàn)代溫濕度傳感器測量系統(tǒng)技術(shù)主要以數(shù)據(jù)采集為依據(jù)，主要類型包括：虛擬儀器、智能儀器、數(shù)字式儀器等等。伴隨電子科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也發(fā)生了日新月異的變化，其整體的性能、實用性方面都有所改進。因此，依托于數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)而發(fā)展的溫濕度傳感器測量系統(tǒng)在實際應(yīng)用中也發(fā)揮這越來越重要的作用。

目前，許多外國大型企業(yè)都很重視傳感器的研發(fā)工作，例如，日本的Figaro公司、芬蘭的Vaisala公司等，都致力于傳感器的發(fā)展和完善，以保障其在整個銷售市場的競爭力。在九十年代，先后出現(xiàn)了集成溫度濕度測量套件和應(yīng)用于濕度傳感器的測試系統(tǒng)，這個新技術(shù)的產(chǎn)生都大大刺激了傳感器的進一步發(fā)展。

與此同時，國內(nèi)許多機構(gòu)也在傳感器測試裝置的研發(fā)上不斷探索、研發(fā)。例如通過采用傳統(tǒng)電子儀器進行設(shè)計研發(fā)而成的多種動態(tài)測試系統(tǒng)、動進樣裝置的氣體傳感器智能測試系統(tǒng)等等，這些成績都體現(xiàn)了我國在傳感器領(lǐng)域取得的成就。

當然，隨著科技的進步，傳統(tǒng)的溫濕度測試技術(shù)在穩(wěn)定性、精度等方面已經(jīng)無法滿足市場的需求，因此，針對新一代傳感器的探究顯得尤為重要。

為滿足現(xiàn)代家庭對于居住環(huán)境溫濕度的不同需求，我們可以隨時進行調(diào)節(jié)，對于不利情況能夠及時的作出顯示，并能夠采取相應(yīng)的措施提醒用戶進行調(diào)整，以達到最適宜的溫濕度。

首先我們必須了解溫濕度控制對于家庭對于現(xiàn)代人們的重要性，其次我們才能夠?qū)Υ俗鞒龈�好的判斷，以求更好的解決用戶所需要的問題。溫濕度的控制是我們研究的主要內(nèi)容。數(shù)字化溫濕度檢測的方法為一旦環(huán)境中的溫濕度發(fā)生變化時，濕度傳溫度感器和濕度傳感器隨著溫濕度的變化而變化，然后將變化的電阻通過轉(zhuǎn)換電路和轉(zhuǎn)換信號檢測為與之對應(yīng)變化的電壓，然后把模擬電壓信號由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入到單片機中，對采集到的信號單片機進行濾波處理并通過查表得到實際測量的濕度值[1]，之后通過單片機的各外部接口電路顯示該溫濕度值。該系統(tǒng)通過鍵盤設(shè)定最適宜的溫度和濕度，傳感器向中央控制系統(tǒng)輸送監(jiān)測信息，超過預(yù)設(shè)值的話，蜂鳴器就會報警提醒，用戶即可作出調(diào)整。

本次文只要有四章，其中第一章主要介紹了本文，特別是軟件設(shè)計方面需要幾種軟件的主要介紹和功能特點，分別是C語言,Ptoteus,Protel;第二章主要主要是對設(shè)計總體方案的論述，同時仔細介紹了幾個主要的元器件，分別是：單片機的選擇，溫度傳感器，濕度傳感器，以及LCD；第三章主要介紹了硬件設(shè)計及其內(nèi)容，首先介紹了本次設(shè)計所要達到的目的和要實現(xiàn)的功能，然后分為四個部分，分別介紹了原理圖的設(shè)計，然后各個主要模塊：蜂鳴器電路，晶振電路以及顯示電路；第四章主要介紹了軟件流程的過程以及介紹了一些主要模塊的程序。

本章主要介紹了本次設(shè)計的研究意義，國內(nèi)外的現(xiàn)狀，以及本次研究的主要研究目的和方向，并且介紹了本次設(shè)計的主要章節(jié)安排和每章節(jié)所要實現(xiàn)的內(nèi)容。

系統(tǒng)單片機代碼采用C語言編寫， proteus為仿真環(huán)境，protel為原理圖畫圖工具軟件。

C語言的運算符豐富，它包括的范圍相當廣泛，是的C語言的運算類型及其豐富，并且表達方式的類型多樣化，能夠?qū)崿F(xiàn)在高級語言中不能實現(xiàn)的運算，它有32個關(guān)鍵字，9種控制語句，和匯編語言一樣，它能夠?qū)τ谖�，字�?jié)和地址進行操作；數(shù)據(jù)類型很豐富，能實現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，同時還加入了指針的概念，使得效率更高，同時支持圖形編輯，以及多種顯示器等；他所應(yīng)用的結(jié)構(gòu)式語言，這種方式會讓程序有層次，一目了然，同時語法顯示不嚴格，設(shè)計自由度高；C語言提供給用戶的方式是一函數(shù)的形式，塔門可以方便調(diào)用，使得程序完全結(jié)構(gòu)化；地址的訪問上，能夠訪問物理地址，對硬件進行直接操作；適用范圍廣，能夠適用于多重操作，例如：DOS、UNIX等，同時適用于多種機型。

它的缺點主要是數(shù)據(jù)封裝的安全性不高，因此這一點也成為了C語言和C++的最大的區(qū)別，另一方面由于語法以及變量的類型沒有嚴格限制，也造成了較低的安全性，再者從應(yīng)用角度來說，它比較其他的高級語言來說較為難以掌握。

單片機的教學(xué)以及實驗教學(xué)的虛擬平臺上，proteus是主要的比較先進的手段，在資金以及設(shè)備維護的問題上，它能夠在硬件設(shè)備有限的情況下采用不同的方法，步進能將實例形象化，也可以使得運行過程形象化，能夠得到傳統(tǒng)演習(xí)方式無法達到的效果；它能夠提供27000多的仿真器件，同時能夠模擬仿真和數(shù)字仿真，能夠直接在原理圖上進行虛擬編程，然后顯示輸出想要達到的效果；它能夠使得仿真軟件使得抽象的程序和原理圖變得形象化，同時提供了虛擬的控制按鈕，可以控制程序的運行，停止；目前它是我們課程設(shè)計設(shè)計中最普遍應(yīng)用的工具，時間花接種，提供了許多實際中無法滿足的元件庫，同時我們可以無限次，隨機的修改電路設(shè)計。

Protel99 SE共分為5個模塊，分別是原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計（包含信號完整性分析）、原理圖混合信號仿真、自動布線器、PLD設(shè)計。它具有一些特殊特點：能夠生成超過30種的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表，體內(nèi)更是具有很強的編輯功能，原理圖以及PCB中同樣的期間可以同樣的被選中，允許在原理圖和PCB進行雙向查找元件。引腳等。與國際化的標準保持一致，能夠混合仿真，同時具有智能的覆銅和放置漢字的功能，而且還可以與AUTOCAD等軟件進行數(shù)據(jù)交換，在我們需要打印的時候能夠提供打印預(yù)覽，它具有的3D功能讓我們在制版前看到想要裝配的結(jié)果等等。

它具有強大的分析功能，用戶可以分析電路的各個方面，能夠提供交流小信號、瞬態(tài)分析、傳輸函數(shù)分析等；同時具有龐大的仿真模型庫，擁有20多個模擬和數(shù)字期間仿真元件庫，同時還有大量的數(shù)字器件和其他的集成電路器件；它還具有豐富的仿真信號源，同時還提供了完整的線性以及非線性受控源。

本章主要介紹了設(shè)計過程中所需要的軟件，主要有三個，分別是：C語言,Proteus.Protel,本章對于各個軟件、功能等做了詳細的解釋說明。

本章詳細介紹了本次設(shè)計的主要任務(wù)，以及對于所要實現(xiàn)的內(nèi)容加以分析，同時詳細的介紹了主要元器件的選擇，以及各自的特性。

設(shè)計一個以單片機為核心的溫濕度控制系統(tǒng)，需要實現(xiàn)的功能為：

①能夠準確的顯示當前的溫度以及濕度。溫度檢測的范圍0℃-60℃，測溫精度：±2℃；濕度檢測范圍20%-100%RH，  測濕精度：±5％RH。

②能夠自主調(diào)節(jié)當前需要溫度以及濕度的預(yù)設(shè)溫濕度值，在系統(tǒng)上面有調(diào)節(jié)按鈕，可隨時根據(jù)需要增加或者減少預(yù)設(shè)值。

③一旦發(fā)現(xiàn)超過了預(yù)設(shè)值，蜂鳴器蜂鳴報警。

④報警方式為三極管驅(qū)動的蜂鳴音報警。

⑤系統(tǒng)的顯示方式均為四位顯示，采用LCD顯示。

溫度和濕度與人們的生活息息相關(guān)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，氣象，環(huán)保，國防，科研等部門，經(jīng)常需要對環(huán)境溫度及濕度進行測量，準確測量溫濕度在生物制藥，食品加工，造紙等行業(yè)更是至關(guān)重要的，傳統(tǒng)的溫度計是用水銀顯示的，雖然結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但是精度不高，而且不易計數(shù)，但是采用單片機進行控制，不僅具有控制方便，簡單靈活等優(yōu)點，而且可以大幅度提高溫度控制的技術(shù)指標，用LCD顯示起來會更加的直觀方便。

采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器作為檢測元件，能夠同時檢測溫度和濕度，它不僅僅易于焊接，而且只有四個管角，減少了外圍電路的設(shè)計。DHT11傳感器包括一個電容式聚合體測濕原件和一個能隙式測溫元件。DHT11能夠直接獨處被測溫濕度值，同時單片機可以把測量的數(shù)據(jù)通過串口傳到計算機，來完成控制。帶來了極大的方便，用單片機控制的溫濕度不僅硬件電路相對簡單，而且測量精度高。

總之無論是在日常生活中還是在工業(yè)，農(nóng)業(yè)方面都離不開溫濕度的測量，因此研究溫濕度的測量具有相當重要的意義。

①使空氣里原來所含的未飽和水蒸汽變成飽和時的溫度，叫做露點。

②空氣的相對濕度變成100％時，也就是實際水蒸汽壓強等于飽和水蒸汽壓強時的溫度，叫做露點。

習(xí)慣上，常用攝氏溫度表示。

①人們常常通過測定露點，來確定空氣的絕對濕度和相對濕度，所以露點也是空氣濕度的一種表示方式，比如當測得了在某一氣壓下空氣的溫度是20℃，露點是12℃那么，就可從表中查得20℃時的飽和蒸汽壓為17.54mmHg，12℃時的飽和蒸汽壓為lO.52mmHg，則此時空氣的絕對濕度p=10.52mmHg， 空氣的相對濕度．B=(10.52/17.54)×100％=60％。

采用這種方法來確定空氣的濕度，有著相當重大的實用價值，但很關(guān)鍵的一點就是要求我們需要學(xué)會露點的測定方法。

②露點的測定在農(nóng)業(yè)上意義很大，由于空氣的濕度下降到露點時，空氣中的水蒸汽就凝結(jié)成了露，如果露點在O℃以下，那么氣溫下降到露點時，水蒸汽就會直接凝結(jié)成了霜，知道了露點就可以預(yù)報是否會發(fā)生霜凍，以便于農(nóng)作物受到損害。

⑨氣溫和露點的差值越小，表示空氣越接近于飽和，氣溫和露點越接近，也就是此時的相對濕度百分比值大，這時候人們會感覺氣候潮濕，氣溫和露點差值大，就說明此時的相對濕度百分比值小，人們會感覺氣候干燥，對人體來說最適中的相對濕度是60～70％。

④嚴格來說露點時的飽和氣壓和空氣當時的水氣壓強是不相等的，未飽和汽的壓強隨溫度的變化是遵循Pt=P0(1+t/273)，因此在日常的溫差下壓強的變化很小，我們可以近似地當作不變來處理。

本設(shè)計要實現(xiàn)的功能是：實時顯示當前環(huán)境的溫濕度，并且允許用戶設(shè)定溫濕度閾值，當環(huán)境溫濕度超過閾值時，系統(tǒng)會以蜂鳴器鳴響的方式進行報警提示。
              依據(jù)功能設(shè)定，本系統(tǒng)主要分為以下三個模塊：
              溫濕度采集模塊
              數(shù)據(jù)處理模塊
              用戶交互模塊
                  其中溫濕度采集模塊使用的是DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，它使用單總線方式，接口簡單，而且無需另外校準。分辨率為8bit，完全能夠滿足日常環(huán)境溫濕度的檢測要求。
              數(shù)據(jù)處理模塊使用的是AT89S51單片機，其完成溫濕度數(shù)據(jù)的采集、運算和邏輯控制的功能。
                  用戶交互模塊主要由按鍵、1602點陣液晶和蜂鳴器構(gòu)成。其中按鍵用于用戶設(shè)定溫濕度閾值，1602用于數(shù)據(jù)顯示，蜂鳴器用于提示用戶。按照系統(tǒng)的設(shè)計功能所要求的，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)原理圖如下圖2.1所示：

圖2.1 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

單片機作為主控制器，主要負責(zé)處理由溫濕度傳感器送來數(shù)據(jù)，并把處理好的數(shù)據(jù)送向顯示器模塊，數(shù)據(jù)溫濕度傳感器主要用來采集周圍的環(huán)境參數(shù)，并把所采集到得數(shù)據(jù)送向單片機，按鍵電路主要是用來完成單片機的復(fù)位操作和溫濕度初始值的設(shè)定。蜂鳴器電路就是用三極管來實現(xiàn)的，用來判斷周圍的溫度或者濕度是否超出設(shè)定數(shù)值，顯示電路主要用來顯示當前的溫濕度。

將單片機用作測控系統(tǒng)時，總要有被測信號懂得輸入通道，由計算機拾取必要的輸入信息。對于測量系統(tǒng)而言，其核心任務(wù)是怎么樣獲得準確的被測信號；而對測控系統(tǒng)來說，不可缺少的環(huán)節(jié)是對條件的監(jiān)測和對被控對象狀態(tài)的測試，傳感器是實現(xiàn)測量與控制的第一環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，一切準確的測量和控制都將在傳感器對于原始信號的準確可靠的轉(zhuǎn)換和捕捉，工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化測量和控制，基本主要依賴各種傳感器來控制和檢測生產(chǎn)過程中的各種量，使系統(tǒng)和設(shè)備在最佳狀態(tài)正常運行，從而保證生產(chǎn)的高質(zhì)量和高效率 [6]。

DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的溫濕度傳感和數(shù)字模塊采集技術(shù)，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，DHT11傳感器內(nèi)含一個NTC測溫和一個電阻式感濕元件，并與一個8位的高性能單片機相連接，在精確的濕度校驗室中DHT11傳感器進行過校準，以程序的形式校準系數(shù)儲存在0TP內(nèi)存中，檢測信號的時候，在處理過程中傳感器內(nèi)部要調(diào)用這些校準系數(shù)，采用單線制的串行接口，使系統(tǒng)集成可以有較低的功耗，而且更加簡單快速，信號傳輸距離超過20米，作為一個數(shù)字溫濕度傳感器DHT11具有響應(yīng)快速、抗干擾強、性價比高等優(yōu)點，它的性能指標如下：濕度測量范圍為20％～90％RH；濕度測量精度為±5％RH；溫度測量范圍為0～50 ℃，溫度測量精度為±2℃，工作電壓3．0～5．5 V，相應(yīng)時間<5S，DHT1l采用4針單排引腳封裝, 傳感器通電后，需要等待1s，這是因為要越過不穩(wěn)定的狀態(tài)，在此期間不需發(fā)送指令,電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF 的電容，用以去耦濾波[7]。

典型的應(yīng)用電路如圖2.2下：

圖2.2 典型的應(yīng)用電路

DHT11實物圖如下圖2.3：

圖2.3 DHT11實物圖

采用單總線數(shù)據(jù)格式,DATA 用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步,一次通訊時間4ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分。

通訊過程如圖2.4所示

圖2.4 通訊過程

總線空閑狀態(tài)為高電平的時候主機把總線拉低等待DHT11響應(yīng), DHT11能檢測到起始信號，主機必須把總線拉低，至少大于18ms。DHT11一旦接收到主機的開始信號，接著就等待開始信號的結(jié)束,然后發(fā)送80us的低電平響應(yīng)信號，要讀取DHT11的響應(yīng)信號,必須等待開始信號的結(jié)束，并延時等待20-40us后才能夠接受，主機發(fā)送開始信號后,這時候就可輸出高電平或切換到輸入模式,接著總線由上拉電阻拉高。

DHT11發(fā)送響應(yīng)信號的時候總線為低電平 ,DHT11把總線拉高80us之前,必須等到響應(yīng)信號發(fā)送，準備發(fā)送數(shù)據(jù)時,每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始,數(shù)據(jù)位是0或1是由高電平的長或短來決定。假如響應(yīng)信號的讀取為高電平,但是DHT11無響應(yīng)響應(yīng),這時候說明路線可能連接不正常，當最后一bit數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，DHT11把總線拉低50us,接著總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態(tài)。

數(shù)字0信號表示方法如圖2.5所示

圖2.5 數(shù)字0信號表示方法

數(shù)字1信號表示方法.如圖2.6所示：

圖2.6 信號1 表示方法

VDD=5V，T = 25℃，除非特殊標注，其中主要的電氣特征如表2.1所示：

表2.1電氣特征

注：采樣周期間隔不得低于1秒鐘

如表2.2所示：

表2.2 性能說明

(4)DHT11引腳說明，如表2.3所示

表2.3 DHT11引腳說明

電阻式濕度傳感器暴露在化學(xué)物質(zhì)中會受到干擾，導(dǎo)致靈敏度下降，當處于極限狀態(tài)時，傳感器可以通過程序處理，回復(fù)到初試的校準狀態(tài)，在不符合規(guī)范的范圍內(nèi)使用傳感器，不僅會導(dǎo)致幾乎3%的臨時漂移信號，而且會加速產(chǎn)品的老化，轉(zhuǎn)為正常的使用范圍后，會漸漸恢復(fù)校準狀態(tài)；溫度是影響氣體相對濕度的關(guān)鍵，因此測量時最好讓濕度傳感器工作溫度相同。

如圖2.7 DHT11的封裝信息

AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗、高性能CMOS 的8位單片機，片內(nèi)含4K的可編程的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳，它集Flash程序存儲器既可在線編程(ISP)，也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片機芯片中，ATMEL公司的功能強大，低價位AT89S51單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制的領(lǐng)域【8】。引腳圖如下圖2.8所示：

圖2.8 AT89S51引腳圖

AT89S51提供以下的功能標準：4K字節(jié)閃爍存儲器，128字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，2個16位定時/計數(shù)器，32個I/O口， 1個串行通信口，1個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，另外，AT89S51還可以進行0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式，閑散方式停止中央處理器的工作，可允許隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機存取數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復(fù)位,在AT89C51上新增加的功能使AT89S51性能有了較大提升，它的價格甚至更低，它的工作頻率可達33MHz，比AT89C51的工作頻率更高，ISP在線編程功能的優(yōu)越性在于它不必要將芯片從工作狀態(tài)下分離，特別是在改寫存儲器內(nèi)的程序，這是一個相當方便簡單的功能，它不需要像AT89C51那樣外接看門狗計時器單元電路，由于它內(nèi)部具有雙工UART串行通道內(nèi)部集成看門狗計時器，它具有全新的加密算法，大大加強的程序的保密性，有效的保護知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯,它向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品[8]。

①字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊

②LCD1602主要技術(shù)參數(shù)：，如圖表2.4所示

表2.4 1602的主要技術(shù)參數(shù)

③引腳功能說明 如下圖表2.5所示：

表2.5引腳接口說明表

1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。

⑤管腳圖，如圖2.9所示：

圖2.9 LCD1602的管腳圖

其中實物圖如圖2.10所示

圖2.10 1602字符型液晶顯示器實物圖

LCD1602主要有兩種，主要區(qū)別在于是否背光，它的控制器主要為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，在應(yīng)用中是否帶背光并不影響使用，兩者尺寸差別如下圖2.11所示：

圖2.11 1602LCD尺寸圖

1602LCD的RAM地址映射及標準字庫表

液晶顯示模塊是一個比較慢的顯示器件，因此在執(zhí)行指令之前要首先確認模塊的忙標志處于低電平，表示空閑，不然此指令失效，輸入顯示字符地址后會顯示字符，圖2.12是1602的內(nèi)部顯示地址。

圖2.12 1602LCD內(nèi)部顯示地址

本章節(jié)主要有兩部分，第一部分主要介紹了溫濕度的意義，由來，同時也介紹了溫濕度檢測的一些專業(yè)名詞，例如：露點。第二部分主要介紹了設(shè)計的總體思路，以及元器件的選擇，并加以詳細的解釋。

單片機是整個系統(tǒng)的控制中樞，它指揮外圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能,硬件實現(xiàn)上采用模塊化設(shè)計，每一模塊只實現(xiàn)一個特定功能，最后再將各個模塊搭接在一起,這種設(shè)計方法可以降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性，本系統(tǒng)主要硬件設(shè)計包括電源電路、蜂鳴器電路、晶振電路，LCD顯示電路以及溫濕度傳感器電路[11]。

本次硬件的核心就是AT89S511，其他的外圍電路都是圍繞它所設(shè)計的。數(shù)字溫濕度傳感器的DHT11的DATA口連接單片機AT89S51的P3.0口。顯示電路就是把LCD1602和單片機的P0口分別相連，當溫度或濕度高于預(yù)設(shè)值的時候蜂鳴器蜂鳴報警，增加單片機的輸出能力，增加單片機的輸出電流，故使用電阻排來完成。本系統(tǒng)采用的是上電復(fù)位，充電之后，RST被拉至高電平，單片機進入工作狀態(tài)。

AT89S51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部正當其的放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器構(gòu)成自激振蕩器，他們與電容C1，C2接在放大器的反饋電路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路，雖然電容沒有一個嚴格的要求，但是電容的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、溫度穩(wěn)定性以及振蕩器工作的穩(wěn)定性。具體的原理圖如圖3.1：

圖3.1 系統(tǒng)電路原理圖

微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全起見，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)，都設(shè)定有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便于提醒操作人員注意，或者采取緊急措施，本設(shè)計采用把計算機采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理、標度變換、數(shù)字濾波之后，與該參數(shù)上下限與給定值進行比較，如果高于上限值則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示[12]。

本設(shè)計采用峰鳴音報警電路。如圖3.2所示。蜂鳴器額定電流≤30Ma,而對于AT89S51單片機，P3口的灌電流為15mA,由此可見，僅靠單片機的P3口電流是不能驅(qū)動蜂鳴器的，必須使用晶體管放大電路，為了使單片機的功率更小，所以使用PNP型晶體管,當外部環(huán)境的溫度或者濕度超過預(yù)設(shè)值的時候，基級變?yōu)榈碗娖�，蜂鳴器導(dǎo)通鳴叫[11]。

圖3.2 蜂鳴器電路

單片機系統(tǒng)都有晶振，在單片機系統(tǒng)中晶振的作用非常大，全稱叫做晶體振蕩器，它結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生所需時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機的運行速度就會越快，單片機的一切指令執(zhí)行都是建立在單片機晶振所提供的時鐘頻率。在通常的工作條件下，普通的晶振頻率的絕對精度可以達到百萬分之五十，高級晶振精度更高，有些晶振還可以由外加的電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓榨振蕩器，在共振的狀態(tài)下晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。

單片機晶振的作用是為系統(tǒng)提供及本周的時鐘信號，通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，以便于各部分保持同步，有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而是通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率，可以用于同一個晶振項鏈的不同鎖相環(huán)來提供的。單片機AT89S51的晶振電路采用無源晶振，微調(diào)電容取22uf。圖3.3即為蜂鳴器電路。

圖3.3晶振電路

在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生，它已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，比方在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。

顯示模塊選用1602字符型液晶模塊，它是目前工控系統(tǒng)中使用最廣泛的液晶屏之一，由于它顯示的質(zhì)量高，電路圖如圖3.4所示，1602字符型液晶模塊是點陣型液晶，驅(qū)動方便，經(jīng)過編程后顯示內(nèi)容多樣化。

圖3.4 顯示電路

DHT11是數(shù)字型溫濕度傳感器，可直接以數(shù)字方式傳輸所采集的當前環(huán)境溫濕度，DHT11采用的是單總線通信，因此只需將單片機的一個I／O端口與DHT11的通信接口連接就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳送，相對于其他電路來說比較簡單。如圖3.4所示：

圖3.5 傳感器電路

本次設(shè)計采用的是上電復(fù)位，而51單片機采用的都是高電平復(fù)位，當RST引腳上出現(xiàn)了兩個周期以上的高電平就會觸發(fā)內(nèi)部復(fù)位，這里的EA端與復(fù)位電路無關(guān)，由于數(shù)據(jù)都放在了內(nèi)部存儲器，所以連接EA只是直接拉高引腳，如圖3.6所示：

如圖3.6 復(fù)位電路

本章節(jié)主要介紹了硬件設(shè)計的總思路及其各部分電路的主要設(shè)計方法，并且詳細的給出了各個模塊（蜂鳴器，晶振電路，顯示電路，傳感器電路，復(fù)位電路）的電路設(shè)計。

軟件設(shè)計是本次設(shè)計中不可缺少的環(huán)節(jié)，貫穿了整個設(shè)計，是本次設(shè)計能夠完成的最重要的環(huán)節(jié)之一。

根據(jù)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)功能，系統(tǒng)軟件流程圖如圖4.1所示；

圖4.1系統(tǒng)軟件流程圖

按鍵檢測過程中，流程如下圖4.2所示：

圖4.2 按鍵檢測的流程圖

本次設(shè)計主要是能夠?qū)崟r顯示出當前確切的溫濕度，并且在高于預(yù)設(shè)值的時候能夠發(fā)出蜂鳴。一旦接通電源，蜂鳴器首先蜂鳴，接著LCD初始化，采用八位的數(shù)據(jù)端口，兩行顯示，5*7的點陣，其中第一行顯示的濕度預(yù)設(shè)值，根據(jù)鍵盤我們可以加減數(shù)值，第二行顯示的是實時的溫濕度值，在程序設(shè)計中，分別定義溫濕度參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過來的數(shù)值，判斷是否超過了預(yù)設(shè)值，本次設(shè)計溫度初試值設(shè)定為32℃，濕度初始設(shè)定為34%，等待傳送的數(shù)值連續(xù)20次都超過預(yù)設(shè)值的話，蜂鳴器便會蜂鳴警報，1602顯示當前的溫濕度值，再次循環(huán)判斷，如果沒有超過預(yù)設(shè)值，蜂鳴器不會蜂鳴，1602正常顯示，也同樣再次循環(huán)。

本章節(jié)主要介紹了本次設(shè)計所需要的主要軟件，并給出了詳細的資料解釋，在第二部分主要給出了設(shè)計程序的主要思想

Former statement fluid transmission is including gas (pressure) transmission and liquid transmission, hydraulic transmission into liquid transmission, hydraulic transmission and fluid Nien transmission. Hydraulic transmission based on the interior market, the pressure to be able to impart impetus liquid; Hydraulic transmission based on Oula equation to the liquid changes to the short wheel drive transmission; For Newton, Nien transmission fluid friction law, the sticky liquid to impart dynamism to.

Hydraulic transmission is the basic hydraulic components and hydraulic Bianjuqi coupled device. Hydraulic coupled devices are a fundamental component of a number of radial plane leaves, a work of the pump and turbine round. Hydraulic transmission oil in the work of the cycle of high-speed mobile transmission power, oil pumps round her so involved with the campaign because centrifugal force role do centrifuge campaign from pumps round (and imported axis) and to absorb mechanical energy into moment of momentum (mVR) incremental, high-speed Yeliu round water from the pump to the heart to do turbine flow release moment of momentum. promote turbine (and export axis) rotation, work-driven plane (and load) homework. Hydraulic Bianjuqi basic components are pumps round, and the turbine-round, they are a space (bending) leaves work round by the work of a relevant order. Hydraulic transmission oil pumps were working round the turbine mix for incremental Ye Liu was moment of momentum, after transfer-round water turbine Yeliu direction after the release of moment of momentum (kinetic energy) to promote the work of the turbine-driven rotary rush.

My hydraulic components in the development of faster, 2003 hydraulic coupled devices produced about 70,000 National Taiwan. Widely used for Daishishusongji, rail carriers, ball mill, air-compressors, compressors, pumps and fuel pumps, and other equipment, transmission, improve transmission quality and energy conservation. My hydraulic coupled with the current maximum output rotational speed for 6500r/min, minimum power to 0.3kW, the maximum power to 7100kW. Hydraulic trend is coupled with a high rotational speed and power.

International hydraulic coupled device products to the most famous German Fuk under special company, according to information that has reached 20000r/min rotational speed and power to 55000kW products, which are still visible in considerable gap.

Of course, the power of the big oil hydraulic components for hydraulic transmission requirements higher. Hydraulic Bianjuqi mainly for engineering machinery, machinery and diesel oil. Hydraulic Bianjuqi main internal combustion engine with matching applications, the scope of its rotational speed in 2000~3000r/min. Mechanical engineering applications more, the greatest power 700HP about output about 70,000 Taiwan. Oil machinery applications less power to 1500HP. Diesel applications less power up 3000HP.

Nien transmission fluid is a liquid transmission doors emerging disciplines in the country are still at an infancy stage. Because liquid Nien transmission products (such as fluid mechanics using Nien) and hydraulic transmission products (such as governor-hydraulic coupled device) Notwithstanding the different nature, but because of similar performance and the same purposes (governor energy), in a number of technical activities (such as the formulation of development plans, standards, technology management, orders, and other activities) are regarded as the same type, with the hydraulic industry commonalities, it is another chapter on the work of its product mix and transmission oil.

Firstly, the performance characteristics of the oil and hydraulic transmission hydraulic transmission oil development not only as a transmission medium for work, but also to provide lubrication bearings and gear while the carrier is further bad fever, heat away. Hydraulic transmission oil is a complex and require specialized research topics, which is directly related to the reliability of hydraulic components, transmission efficiency and service life. Should arouse the attention of extensive in-depth study.

Hydraulic transmission oil should meet the following requirements: First. A suitable low-viscosity liquid viscosity, liquid indicate friction within small, mobile resistance small loss may reduce hydraulic components hydraulic losses; But lubricant sealed perspective, the viscosity can not be too low. Provide lubrication and therefore should meet the requirements of sealed premise as a low-viscosity liquid to improve hydraulic components transmission efficiency. Wen Xing Nien also called liquid than for the high-temperature or low-temperature, and still maintain an effective lubricant sealed. Secondly. A greater emphasis on the hydraulic components for the moment and the power transmission and liquid working for the re-direct, it is liquid-degrees the higher the better. Thirdly. The performance can have a stable bubble, aging and sedimentation. Fourthly. Suanzhi sealed pieces to be neutral to low, and a good compatibility, not dwell inflation, not dissolved the non-corrosive metal. Fifthly. A higher flash point and lower congeal point hydraulic components work Youwen change significantly, sometimes up to 160 degrees, and therefore require flash point higher than 180 degrees, and congeal point lower than -20 degrees, low-temperature environment for the benefit of the start-up of hydraulic components. Sixthly. A good lubricant performance liquid sufficient greasiness to the good parts in the surface material, a good lubricant.

At present, and hydraulic transmission applications work more liquid types, among all oil-based products, has used the water or other liquid Nanran (coal mine explosion and fire in defense applications). Domestic hydraulic components commonly used 6th hydraulic transmission oil (also useful 8th hydraulic transmission oil), and sometimes to 22 turbine fuel substitution

Diesel oil is dedicated to the life of not less than 2,000 hours and for the initial operation of new equipment installed oil after 100 hours and 500 hours of the first, second formula, can still be used after the filter.

Is one of the following situations, the need to replace the new oil : Water content greater than 0.2%; 50 degrees in the new oil viscosity higher than 6% mounted; Mechanical impurities (benzene Burong objects) to reach 0.2%; A high lipid intake or Suanzhi; Excessive bubble effects transmission power. More articles on the diesel-hydraulic transmission oil outside the oil will definitely reference value. Second, Transmission and hydraulic oil brands in (slightly) Third, Fluid Nien transmission of the oil transmission fluid requirements may Nien Tien National Petroleum Corporation December thickness operational changes are divided into two categories : one category is in operation slick thickness constant fluid Nien transmission, such as silicone oil slick thickness using fans is fixed, changes in the operational work of the degree to which oil-exporting rotational speed. Another operation is slick thickness is variable fluid Nien transmission, such fluid Nien Nien transmission products including fluid mechanics using, liquid Nien brakes, fluids Nien dynamometer, fluid Nien shaft coupling, fluid mechanics Nien devices. Current applications are more fluid mechanics using Nien, fluid mechanics devices and silicone oil Nien fans Clutch.

Firstly, Fluid mechanics using Nien and transmission oil fluid mechanics using Nien through its owners, driven friction between the film to a number of oil transmission power, relying on the apparent effectiveness initiative friction films "draw" driven friction with the direction of rotation films, transmission moment with oil viscosity, two films - "goes bad" proportional, and with oil thickness (films gap) negatively. Initiative friction films and imported axle and power machine linked to the importation of rotational speed as constants. Driven friction films and the work associated with the export of axle, and the output rotational speed with control pressure changes, spherical tank pressure control, a slick film thinning, export rotational speed rise, and vice versa. When the control pressure enough, the owners, driven friction films together into the transmission straight. When sufficient pressure control small owners, driven films from friction, zero export rotational speed. Nien in fluid mechanics using rotational speed than 0>1 change from the process of film-friction conditions showing a liquid friction "(a mechanical liquid) mixed friction" (purely mechanical) border friction. Therefore fluid mechanics using Nien are in the process of separation-state governor, the state governor and the state face. Work in fluid liquid is the role of transmission Nien transmission power, heat dissipation and cooling lubricant should have the following functions: (1) the appropriate viscosity. (2) A good lubricant performance (greasiness and very pressurized nature). (3) A good oxidation insecurities. (4) Higher than the thermal capacity and higher heat conductivity. In addition to the above requirements, but also work with rustproof liquid role, anti-bubble capacity, congeal points lower, flash point should be high, not volatile, non-toxic. Nien currently made in China fluid mechanics using more oil as a hydraulic transmission work on the 8th of liquid. The domestic fluid mechanics using a TL - Nien and HC type rated rotational speed mostly 1500r/min, individual 3000r/min. 75kW power transmission smallest, the largest of 1100kW. Fluid mechanics starts with the mechanics of hydraulic Nien coupled devices, are in the rotational speed electrical driven downward in the low-speed, power and small, inefficient. To this end in fluid mechanics using input Nien before or after the installation of vertical transmission-export, or to meet with the power machine and the matching machine work, so a new device -- liquid Nien governor devices.Secondly.Fluid mechanics devices Nien current production and application of two different structures liquid Nien governor devices, a category is the U.S. Philadelphia drove parallel axle fluid production company Nien governor devices into rotational speed 1785r/min exporting rotational speed 5000r/min, transmitting power to 5200kW. My hill Xian too Salih coal mine in the smaller Daishishusongji specifications. Oil is brought by the United States of its transmission. Baoding propeller factory design, produced with structurally similar products. Another is the United States Dodge (Dodge) companies CST fluid mechanics devices Nien, it is in Park pillar gear -- planetary reducer round of the robustness of the export-round, and export axis (connecting the Sun round), in parallel with export large Chijuan fluid mechanics using Nien (driven friction films fixed), start-up liquid separation Nien governor in the state starts (idling), gradually increasing pressure control, when his transmission torque and the torque equivalent output bearings, export axle (with load) started turning and continue to increase the pressure until the joint control of the situation, the export axle assume full power output. CST fluid mechanics device known as Nien large Daishishusongji soft start system in the country's major coal Daishishusongji already applied. CST series products, the importation of rotational speed 1483r/min, rated slowdown than to 15.38~57.66, transmitting power scope 702~3115kW. CST series of products supplied by the United States dedicated hydraulic transmission oil. Thirdly. Silicone oil producing fans with liquid silicone oil work of the fan clutch, driven plate with a 78-98 derby leaves, the two derby leaves mutual alternate inserted, a number Park derby gap (oil), use these links, the sticky oil to impart momentum. The process of routing thickness unchanged through changes Chongyou volume and the size of the area to exploration by sheared governor.

Engine in the appropriate temperature can be higher fuel efficiency, overheating is not too cold. Automotive firm to offer fans of silicone oil and engine linked driven sites linked with the fans, for liquid silicone oil viscosity larger. On temperature devices for cooling water to control the rear airflow temperature feelings Chongyou volume. When the engine cooling water temperature low, the air currents temperature low temperature equipment made Chongyou small amount of oil sheared small size, transmission moment small, low rotational speed fans for the engine cooling capacity low. Conversely, when the engine cooling water temperature is high, the fans rotational speed is high, awareness of the engine cooling effect. This will allow a regular in the most appropriate temperature. Fuel efficiency, noise small, extended engine life

Silicone oil used silicone oil is a fan using synthetic lubricants, not petroleum refining come from. It is the semi-organic silicon polymers or copolymer, containing duplicate silicon modules for yuan oxygen machine backbone, and the silicon atoms along the chain, replace clustering levonorgestrel, the general chain-guns. To meet the prescribed performance requirements, availability of different organic polymers to replace the base elements or the size of the adjustment (that is, to change its molecular weight), to change its viscosity or acquire other properties.

Silicone oil depends on the physical properties of polymer molecular structure, such as molecular weight, organic genetic types and quantity, location and length of extension chain. In the liquid oil thickness constant use silicone oil Nien transmission of the main reasons is that it has a high viscosity, good performance and strong resistance Nien Wen sheared capacity.

Silicone oil can be used in all types of vehicles using fans, currently our applications are mainly jeeps, and other vehicles Beijing 130. Motor oil production plant with Beijing and Changchun First Automobile Works Bengchang units.

流體傳動包括氣體(壓)傳動和液體傳動，液體傳動分為液壓傳動、液力傳動和液粘傳動。液壓傳動基于帕卡定律，以液體的壓能來傳遞動力；液力傳動基于歐拉方程，以液體動量短的變化來傳遞動力；液粘傳動基于牛頓內(nèi)摩擦定律，以液體的粘性來傳遞動力。

液力傳動的基本元件是液力偶合器和液力變矩器。液力偶合器的基本構(gòu)件是具有若干徑向平面葉片的、構(gòu)成工作腔的泵輪和渦輪。液力傳動油在工作腔里高速循環(huán)流動傳遞動力，油液隨從泵輪做牽連運動的同時因受離心力作用而做離心運動，從泵輪(及輸入軸)吸收機械能并轉(zhuǎn)化為動量矩(mVR)增量，高速液流從泵輪沖入渦輪做向心流動釋放動量矩，推動渦輪(及輸出軸)旋轉(zhuǎn)，帶動工作機(及負載)做功。液力變矩器的基本構(gòu)件是泵輪、渦輪和導(dǎo)輪，它們均是具有空間(彎曲)葉片的工作輪，按相關(guān)順序排列構(gòu)成工作腔。液力傳動油在工作腔中被泵輪渦輪攪動，使液流獲得動量矩增量，經(jīng)過導(dǎo)輪調(diào)轉(zhuǎn)液流方向后沖入渦輪，釋放動量矩(動能)推動渦輪帶動工作機旋轉(zhuǎn)做功。

我國液力元件近年發(fā)展較快，2003年液力偶合器的全國年產(chǎn)量約7萬臺。廣泛應(yīng)用于帶式輸送機、刮板輸送機、球磨機、風(fēng)機、壓縮機、水泵和油泵等設(shè)備的傳動中，提高傳動品質(zhì)并節(jié)約能源。當前我國液力偶合器的最高輸出轉(zhuǎn)速為6500r/min，最小功率為0.3kW，最大功率為7100kW。液力偶合器的發(fā)展趨勢是高轉(zhuǎn)速、大功率。

國際上液力偶合器產(chǎn)品以德國福依特公司最為著名，據(jù)資料稱已有轉(zhuǎn)速達20000r/min、功率達55000kW的產(chǎn)品，可見我國與之尚有相當大的差距。當然，功率大的液力元件對液力傳動油的要求較高。液力變矩器主要用于工程機械、石油機械和內(nèi)燃機車。液力變矩器主要與內(nèi)燃機匹配應(yīng)用，其轉(zhuǎn)速范圍在2000～3000r/min。工程機械應(yīng)用較多，最大功率700HP左右，年產(chǎn)量約7萬臺。石油機械應(yīng)用較少，功率達1500HP。內(nèi)燃機車應(yīng)用更少，功率高達3000HP。

液粘傳動是液體傳動一門新興學(xué)科，在我國尚處于起步階段。由于液粘傳動產(chǎn)品(如液粘調(diào)速離合器)與液力傳動產(chǎn)品(如調(diào)速型液力偶合器)雖有本質(zhì)上的不同，但由于有相似的性能和相同的用途(調(diào)速節(jié)能)，在若干技術(shù)活動(如制訂發(fā)展規(guī)劃、標準、技術(shù)管理、訂貨活動等)中均被視為同一類型，與液力行業(yè)有共性，故本文另辟章節(jié)介紹其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和傳動用油。

一、液力傳動油的性能特點及發(fā)展

液力傳動油作為工作介質(zhì)不僅傳遞動力，而且還用以潤滑軸承和齒輪，同時又是滑差熱的載體，帶走熱量。液力傳動油是一個復(fù)雜而需專門研究的課題，它直接關(guān)系到液力元件的可靠性、傳動效率和使用壽命。應(yīng)引起人們的重視，展開廣泛深入的研究。液力傳動油應(yīng)能滿足以下要求：

1、要有適宜的粘度

液體粘度低，表明液體內(nèi)摩擦小，流動阻力損失小，可減少液力元件的液力損失；但從潤滑密封角度考慮，粘度不能過低。因此應(yīng)在滿足潤滑和密封要求前提下，盡量采用粘度低的液體，以提高液力元件傳動效率。同時要求液體粘溫性要好，以便在高溫或低溫時仍能保持有效的潤滑和密封。

2、要有較大的重度

由于液力元件傳遞的力矩和功率與工作液體的重度成正比，故液體重度越高越好。

3、性能穩(wěn)定

不易產(chǎn)生泡沫、老化和沉淀。

4、酸值要低

對密封件應(yīng)是中性，有良好的相容性，不泡脹，不溶解，對金屬無腐蝕作用

5、要有較高的閃點和較低的凝點液力元件工作時油溫變化幅度很大，有時可達160℃，因此要求閃點要高于180℃，而凝點要低-20℃，以利于低溫環(huán)境下液力元件的起動。

6、要有良好的潤滑性能液體要有足夠的油性，能很好的粘附在零件表面上，起到良好的潤滑作用。

目前，國內(nèi)外液力傳動應(yīng)用的工作液體種類較多，除各種石油基產(chǎn)品外，也有采用清水或其它難燃液體的(煤礦井下為防引燃爆炸而應(yīng)用)。國內(nèi)液力元件通常采用6號液力傳動油(也有用8號液力傳動油的)，有時以22號汽輪機油替代。

內(nèi)燃機車有專用油，要求使和壽命不小于2000小時，要求新設(shè)備裝油初次運行100小時和500小時之后進行第一、第二次換油，進行濾清后仍可使用。

屬下列情況之一時，需要更換新油： 含水量大于0.2%時； 在50℃時的粘度比新油高出6厘沲時；機械雜質(zhì)(苯不溶物)達到0.2%時；出現(xiàn)水溶性酸堿或有高的酸值時； 泡沫過多影響傳動功率時。以上各條對內(nèi)燃機車專用油以外的液力傳動油也有一定的參照價值。

二、國內(nèi)外液力傳動油的品牌對照

三、液粘傳動對傳動油的要求

液粘傳動可按運行中油臘厚度是否變化分為兩大類，一類是在運行中油膜厚度始終不變的液粘傳動，如硅油風(fēng)扇離合器油膜厚度是固定的，運行中變化工作腔中油液充滿程度以調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速。另一類是運行中油膜厚度是可變的液粘傳動，這類液粘傳動產(chǎn)品包括有液粘調(diào)速離合器、液粘制動器、液粘測功機、液粘聯(lián)軸器、液粘調(diào)速裝置。當前應(yīng)用較多的是液粘調(diào)速離合器、液粘調(diào)速裝置和硅油風(fēng)扇離合器。

液粘調(diào)速離合器通過其主、從動摩擦片間的若干油膜來傳動動力，依靠油液的粘性主動摩擦片“拉著"從動摩擦片同方向旋轉(zhuǎn)，傳遞力矩與油液粘度、兩片間“滑差"成正比，而與油膜厚度(片間隙)成反比。主動摩擦片及輸入軸與動力機相聯(lián)，輸入轉(zhuǎn)速可視為常量。從動摩擦片及輸出軸與工作機相聯(lián)，輸出轉(zhuǎn)速隨控制壓力而變化，球狀油缸的控制壓力大，則片間油膜變薄，則輸出轉(zhuǎn)速升高，反之亦然。當控制壓力足夠大時，主、從動摩擦片粘合，變?yōu)橹甭?lián)傳動。當控制壓力足夠時小，主、從動摩擦片脫離，則輸出轉(zhuǎn)速為零。在液粘調(diào)速離合器轉(zhuǎn)速比從0→1變化過程中，片間摩擦狀況呈現(xiàn)出液體摩擦→(機械一液體)混合摩擦→(純機械的)邊界摩擦。因此液粘調(diào)速離合器在調(diào)速過程中有分離工況、調(diào)速工況和接合工況。

工作液體在液粘傳動中的作用是傳遞動力、冷卻散熱和潤滑，應(yīng)具有以下性能:(1)有適宜的粘度。(2)有離好的潤滑性能(油性和極壓性)。(3)有良好的氧化安定性。(4)有較高的比熱容和較高的熱導(dǎo)率。除上述要求外，工作液體還應(yīng)具有防銹作用、抗泡沫能力、凝點要低、閃點應(yīng)高、不易揮發(fā)、無毒等。

目前國產(chǎn)液粘調(diào)速離合器多采用8號液力傳動油為工作液體。當前國產(chǎn)液粘調(diào)速離合器有TL型和HC型，額定轉(zhuǎn)速多為1500r/min，個別有3000r/min的。傳遞功率最小75kW，最大達1100kW。

液粘調(diào)速離合器同調(diào)速型液力偶合器一樣，均是在驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速向下調(diào)節(jié)，且在低速時功率小，效率低。為此在液粘調(diào)速離合器的輸入前或輸出端后加裝齒輪傳動，以適應(yīng)與動力機或與工作機的匹配，如此產(chǎn)生了新的裝置——液粘調(diào)速裝置。

當前生產(chǎn)和應(yīng)用的有兩類不同結(jié)構(gòu)的液粘調(diào)速裝置，一類是美國費城齒輪公司生產(chǎn)的平行軸液粘調(diào)速裝置，輸入轉(zhuǎn)速1785r/min，輸出轉(zhuǎn)速5000r/min，傳遞功率達5200kW。我國山西安太堡煤礦的帶式輸送機用的是較小規(guī)格。其傳動油系由美國帶來。保定螺旋漿制造廠設(shè)計、生產(chǎn)了與之結(jié)構(gòu)相似的產(chǎn)品。另一類是美國道奇(DODGE)公司的CST液粘調(diào)速裝置，它是在園柱齒輪——行星輪系減速器差動輪系的輸出端、與輸出軸(連接太陽輪)并行輸出的大齒圈上裝有液粘調(diào)速離合器(從動摩擦片固定)，起動時液粘調(diào)速離合器處于分離工況(空轉(zhuǎn))，逐漸加大控制壓力，當其傳遞扭矩與輸出軸承受扭矩相等時，輸出軸(帶負載)開始轉(zhuǎn)動，繼續(xù)增大控制壓力直至接合工況，則輸出軸承擔(dān)全部動力的輸出。CST液粘調(diào)速裝置被稱作大型帶式輸送機的軟起動系統(tǒng)，在我國煤礦大型帶式輸送機上已有應(yīng)用。CST系列產(chǎn)品，輸入轉(zhuǎn)速1483r/min，額定減速比為15.38～57.66，傳遞功率范圍702～3115kW。CST系列產(chǎn)品由美國供應(yīng)專用液力傳動油。

硅油風(fēng)扇離合器的主、從動盤上各有若干緯向環(huán)狀葉片，兩者的環(huán)狀葉片相互交替的插入，構(gòu)成若干園環(huán)狀間隙(油膜)，利用這些間隙中油膜的粘性來傳遞動力。工作過程中油膜厚度不變，通過改變充油量和油膜受剪切面積的大小來調(diào)速。

汽車發(fā)動機在適宜溫度下才能有較高的燃油效率，過冷過熱均不適宜。汽車用的硅油風(fēng)扇離合器主動盤與發(fā)動機相聯(lián)，從動盤與風(fēng)扇相聯(lián)，工作液體為粘度較大的硅油�？扛袦仄鲗�冷卻水箱后方氣流溫度的感受來控制充油量。當發(fā)動機的冷卻水溫度低時，則氣流溫度低，感溫器使充油量小，油膜剪切面積小，傳動力矩小，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低，對發(fā)動機的冷卻能力低。反之，當發(fā)動機冷卻水溫度高時，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速高，提高對發(fā)動機的冷卻效果。這樣可使發(fā)動經(jīng)常在最適宜的溫度下工作。燃油效率高，噪聲小，延長發(fā)動機使用壽命。

硅油風(fēng)扇離合器所用硅油是一種合成潤滑油，并非由石油提煉得來。它是一些半有機硅的聚合物或共聚物，含有重復(fù)的硅氧單元為元機骨干，并沿著聚合鏈的硅原子上取代烴基，一般不含支鏈。為了滿足規(guī)定的性能要求，可用不同的有機取代基或調(diào)整聚合物分子的大小(即改變其分子量)，以變化其粘度或獲得其它性能。

硅油的物理性能取決于聚合物的分子結(jié)構(gòu)，如分子量、有機基因的類型和數(shù)量、支鏈的位置及長短等。

在油膜厚度不變的液粘傳動中使用硅油的主要原因，在于它具有高的粘度、良好的粘溫性能和較強的抗剪切能力。

硅油風(fēng)扇離合器可以應(yīng)用在各種類型汽車上，目前我國的應(yīng)用主要是吉普車、北京130型等汽車上。生產(chǎn)廠有北京汽車機油泵廠和長春第一汽車制造廠等單位。