基于瑞薩單片機 R7F0C802 的溫濕度傳感器設計

　　2.2 溫度測量電路

　　本系統中溫度傳感器采用 Microchip 公司生產(chǎn)的線(xiàn)性電壓輸出溫度傳感器TC1047A，其輸出電壓與測得的溫度成線(xiàn)性比例。 TC1047A 可精確地測量從-40℃到+125℃之間的溫度，其典型輸出電壓為 100mV(-40℃時(shí))、 500mV (0℃時(shí))、 750mV(+25℃時(shí))和 1.75V(+125℃時(shí))。 10mV/℃的輸出電壓的斜率響應允許傳感器在寬溫度范圍內對溫度進(jìn)行測量。 TC1047A 輸出電壓與溫度關(guān)系的特性曲線(xiàn)，請參見(jiàn)圖 5。 電壓-溫度對應計算公式為： Vout =10mV/℃× (Temperature℃)+500mV。通過(guò) A/D 轉換，便可以計算出當前溫度。本系統中使用 MCU 內部集成的 10 位 A/D，采集 TC1047A 輸出的電壓信號。實(shí)際使用中每個(gè)溫度傳感器的特性曲線(xiàn)與理論值略有不同，可自行標定，以確定實(shí)際的曲線(xiàn)斜率和截距。

　　2.3 濕度測量電路

　　濕度測量電路原理圖，請參見(jiàn)圖 6。本系統中濕度傳感器采用法國 Humirel 公司生產(chǎn)的相對濕度傳感器 HS1101LF。HS1101LF 濕度傳感器是一種基于電容原理的濕度傳感器，相對濕度的變化和電容值呈線(xiàn)性規律。 它在電路構成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著(zhù)所測空氣濕度的增大而增大。將 HS1101LF 置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉為與之呈反比的電壓頻率信號，可直接被單片機所采集。

　　電容值隨著(zhù)空氣濕度的變化而變化，因此將電容值的變化轉換成頻率的變化，即可進(jìn)行有效的數據采集。由于 HS1101LF 采用電容構成材料，不允許直流方式供電，所以使用 555 定時(shí)器電路組成多穩態(tài)電路，具體電路分析如下：

　　uPC1 555 是瑞薩電子生產(chǎn)的一款能產(chǎn)生精確定時(shí)脈沖的高穩度控制器，其輸出驅動(dòng)電流可達 200mA，工作電壓范圍為： 4.5~16V。當電源接通時(shí)，由于定時(shí)器 THRES和 TRIG 腳的輸入為“0”，則 OUT 腳輸出為“1 ”;又由于 C3 兩端電壓為 0，故 VDD通過(guò) R2 和 R8 對 C3 充電，當 C3 兩端電壓達到 2VDD/3 時(shí)，定時(shí)電路翻轉，輸出變?yōu)?ldquo;0” ， 此時(shí)電容 C3 通過(guò) R8 進(jìn)行放電，當 C3 兩端電壓降低到 VDD/3 時(shí)，定時(shí)器又翻轉，使輸出變?yōu)?ldquo;1 ”， VDD 又開(kāi)始通過(guò) R2 和 R8 對 C3 充電，如此周而復始，形成振蕩。