《電子技術應用》
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基于STC89C52控制SHT10的便攜式數(shù)顯溫濕度檢測儀的設計
摘要: 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用,傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器一般都要設計信號調(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,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。
Abstract:
Key words :

 

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用,傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器一般都要設計信號調(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,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)組成與硬件設計
    本設計是實現(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)輸出電壓的大小:Vout=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。

 

 

 
 
 
 
 
 

 

 

3 結 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、自動控制等領域均已得到廣泛應用,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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