0 引 言
溫濕度的測量在倉儲管理、生產(chǎn)制造、氣象觀測、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究以及日常生活中被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器一般都要設(shè)計信號調(diào)理電路并需要經(jīng)過復雜的校準和標定過程，因此測量精度難以保證，且在線性度、重復性、互換性、一致性等方面往往不盡人意。為了克服這些缺點，本設(shè)計采用瑞士Sensiri-on公司生產(chǎn)的具有I2C總線接口的單片全校準數(shù)字式相對濕度和溫度傳感器SHT10。該傳感器采用獨特的CMOSensTM技術(shù)，具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標定、免外圍電路及全互換的特點。
1 系統(tǒng)組成與硬件設(shè)計
本設(shè)計是實現(xiàn)溫度和濕度的測量，通過單片機(STC89C52)直接控制SHT10，將得到的溫度和濕度數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上，同時還顯示當時的測量時期與時間，通過按鍵記錄溫度與濕度和與之對應(yīng)的時期與時間。利用串口可以傳送到上位機。原理框圖如圖1所示。
(1)電源部分：電源采用9 V(4．5～20 V都可以)電池作為輸入，通過電壓轉(zhuǎn)換芯片SPX1117輸出5 V電壓，為系統(tǒng)提供電源，電源電路圖如圖2所示。調(diào)節(jié)R2與R1之間的比值可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大?。篤out=VREF(1+R2／R1)，VREF=1．25 V。
(2)單片機與SHT10接口電路部分：兩者都采用I2C接口，由于STC89C52沒有I2C接口，所以通過模擬來實現(xiàn)。DATA需要一個外部的上拉電阻(例如：4．7 kΩ)將信號提拉至高電平，單片機最小系統(tǒng)且與SHT10．AT24C04接口電路如圖3所示。
(3)單片機與時鐘芯片DS1302接口電路部分：DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，采用SPI三線接口與CPU進行同步通信，可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小于31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓2．5～5．5 V。應(yīng)用電路如圖4所示。
(4)單片機與液晶顯示屏的接口電路部分：液晶顯示屏的數(shù)據(jù)接口線與單片機的P0口相接，P2．0、P2．1、P2．2用于使能和控制對液晶屏的讀寫等操作。具體的電路如圖4所示。
(5)單片機與數(shù)據(jù)存儲芯片AT24C04接口電路部分：AT24C04具有I2C接口，但STC89C52沒有此接口，因此要通過模擬實現(xiàn)。連接電路如圖3所示。
(6)按鍵部分：按鍵功能如下，具體電路如圖4所示。
(7)與上位機串口通信部分，該部分采用RS 232通信模式，采用MAX232接口芯片，完整的原理圖如圖5所示。
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3 結(jié) 語
溫濕度傳感器SHT10集溫度傳感器和濕度傳感器于一體，因此采用SHT10進行溫濕度實時監(jiān)測的系統(tǒng)具有精度高、成本低、體積小、接口簡單等優(yōu)點；另外SHT10芯片內(nèi)部集成了14位A／D轉(zhuǎn)換器，且采用數(shù)字信號輸出，因此抗干擾能力也比同類芯片高。該芯片在溫濕度監(jiān)測、自動控制等領(lǐng)域均已得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代化溫室控制系統(tǒng)中具有廣闊的發(fā)展前景。本文設(shè)計的便攜式數(shù)顯溫濕度檢測儀體積小，重量輕，性能穩(wěn)定可靠，且便于攜帶；與傳統(tǒng)的模擬式溫濕度計相比具有明顯的優(yōu)勢：由于用數(shù)字式顯示方便讀出數(shù)值；可以保存溫度濕度值，不需要記錄；可以通過串口傳到上位機。
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