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文档简介
1、HS1101湿度测量电路及程序 HS1101湿度传感器采用专利设计的固态聚合物结构,具有响应时间快、高可靠性和长期稳定性特点,不需要校准的完全互换性。HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器Cx,其电容随所测空气的湿度增大而增大,在相对湿度为0%-100%RH的范围内,电容的容量由160pF变化到200pF,其误差不大于±2%RH,响应时间小于5s,温度系数为0.04pF/。温度检测采用HS1101型温度传感器,HS1101是HUMIREL公司生产的变容式相对湿度传感器,采用独特的工艺设计。HS1101测量湿度采用将HS1101置于555振荡
2、电路中,将电容值的变化砖换成电压频率信号,可以直接被微处理器采集。设计的电路如图1所示。555芯片外接电阻R57,R58与HS1101,构成对HS1101的充电回路。7端通过芯片内部的晶体管对地短路实现对HS1101的放电回路,并将引脚2,6端相连引入到片内比较器,构成一个多谐波振荡器,其中,R57相对于R58必须非常的小,但决不能低于一个最小值。R51是防止短路的保护电阻。 HS1101作为一个变化的电容器,连接2和6引脚。引脚作为R57的短路引脚。HS1101的等效电容通过R57和R58充电达到上限电压(近似于0.67 VCC,时间记为T1),
3、这时555的引脚3由高电平变为低电平,然后通过R58开始放电,由于R57被7引脚内部短路接地,所以只放电到触发界线(近似于0.33 VCC,时间记为T2),这时555芯片的引脚3变为高电平。通过不同的两个电阻R19,R20进行传感器的不停充放电,产生方波输出。充电、放电时间分别为输出波形的频率和占空比的计算公式如下:由此可以看出,空气相对湿度与555芯片输出频率存在一定线性关系。表2给出了典型频率湿度关系(参考点:25,相对湿度:55%,输出频率:6.208kHz)。可以通过微处理器采集555芯片的频率,然后查表即可得出相对湿度值。为了更好提高测量精度,将采用下位机负责采集频率,将频
4、率值送入上位机进行分段处理。 将555OUT接到51单片机的T1脚上,部分程序如下:#include "reg51.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar tem0 , tem1;
5、; uchar temp0 , temp1; uint f=0;
6、160; /初值 /* 名称: timer0() * 功能: 定时器1,每50000us中断一次。* 入口参数:*/void timer0() interrupt 1
7、; EA =0; TR0=0; TR1=0; TL0=0xFF; /重装值 定时50000us OX4BFFH
8、; TH0=0x4B; tem0 = TL1; /读数 tem1 = TH1; TL1=0x00; /定时器1清零 T
9、H1=0x00; f=1; /作标注位 TR0=1; TR1=1; EA=1;/* 名称: timer1() * 功能: 计数器,用于计数将55
10、5输出的频率,以计数相对湿度。* 入口参数:*/void timer1() interrupt 3 /T1中断,表示计数的频率溢出,超出了可测量的频率范围,显然在这里不可能。所以重新启动。 EA =0; TR0=0; TR1=0; TL0=0x00;
11、 /重装值 定时50000us TH0=0x4C; TL1=0x00; /定时器1清零
12、0; TH1=0x00; TR0=1; TR1=1; EA=1;void Init_timer() TMOD=0x51; /0101 0001 定时器0在模式1下工作1
13、6位定时器,定时方式 定时器1在模式1下工作16位计数器,T1负跳变加1 TL0=0x00; /定时器0初值 定时50000us TH0=0x4C;
14、0; TL1=0x00; /定时器1清零 TH1=0x00;
15、; ET0=1; /使能定时器0中断 ET1=1;
16、; /使能定时器1中断 EA=1; /使能总中断 TR0=1;
17、; /开始计时 TR1=1;void tran() f = tem1; f = ( f<<8 ) | te
18、m0; f = f * 20; /这里f的值是最终读到的频率,不同频率对于不同相对湿度。 if( 5623 <= f) && ( f<= 6852) ) /相对湿度在有效范围内
19、(0100%) if( 6734 < f) && ( f <= 6852) ) temp0 = 0; temp1 =(6852 - f)*10/118;
20、60; if( (6618 < f) && ( f <= 6734) ) temp0 = 1; temp1 =(6734 - f)*10/116;
21、160; if( (6503 < f) && ( f <= 6618 ) ) temp0 = 2; temp1 =(6618 - f)*10/115;
22、 if( (6388 < f) && ( f <= 6503 ) ) temp0 = 3; temp1 =(6503 - f)*10/115;
23、0; if( (6271 < f) && ( f <= 6388 ) ) temp0 = 4; temp1 =(6388 - f)*10/117; &
24、#160; if( (6152 < f) && ( f <= 6271 ) ) temp0 = 5; temp1 =(6271 - f)*10/119;
25、0; if( (6029 < f) && ( f <= 6152 ) ) temp0 = 6; temp1 =(6152 - f)*10/123; if( (5901 < f) && (
26、 f <= 6029 ) ) temp0 = 7;temp1 =(6029 - f)*10/128; if( (5766 < f) && ( f <= 5901 ) &
27、#160; temp0 = 8; temp1 =(5901 - f)*10/135; if( (5623 < f) && (f <= 5766)
28、160; temp0 = 9; temp1 =(5766 - f)*10/143; else
29、; temp0 = 0; temp1 = 0; void main() uchar i,k; uchar count; Init_timer(); count = 0; while(1)
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