电容式湿度传感器HS1101介绍及应用电路

1、精选优质文档-倾情为你奉上电容式湿度传感器HS1101介绍及应用电路   Post By：2009-3-12 10:31:26 此主题相关图片如下hs1101.jpg：      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.

2、04pF/。  此主题相关图片如下hs1101-61mcu.jpg：如图2所示，将该湿敏电容Cx置于555振荡电路之中，将电容的变化转换为与之成反比的电压频率信号，该频率信号可以直接被微控器采集。振荡电路的两个暂稳态输出频率变化的方波信号(图3中U4的3脚输出)的高电平时间为 此主题相关图片如下11.gif：  输出低电平时间为此主题相关图片如下12.gif：因此输出方波信号的周期为此主题相关图片如下13.gif： 即此主题相关图片如下14.gif：HS1101湿度测量电路及程序   Post By：2009-3-12 10

3、:35:23     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。 此主题相关图片如下hs1101-.jpg：图1 湿度测量电路     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

4、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），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

5、进行传感器的不停充放电，产生方波输出。 充电、放电时间分别为此主题相关图片如下hs1101-.jpg：输出波形的频率和占空比的计算公式如下：此主题相关图片如下hs1101-.jpg：    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，将频率值送入上位机进行分段处理。  此主题相关图片如下hs1101-.jpg：&#

6、160;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 int uchar  tem0 , tem1;                       

7、60;      uchar  temp0 , temp1;                          uint   f=0;             

8、                                     /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  

9、60;      EA =0;       TR0=0;    TR1=0;        TL0=0xFF;                   /重装值   定时50000us 

10、; OX4BFFH       TH0=0x4B;                  tem0 = TL1;   /读数       tem1 = TH1;       TL1=0x00;     &

11、#160;      /定时器1清零      TH1=0x00;       f=1;               /作标注位        TR0=1;       TR1=1

12、;       EA=1; /* 名称： timer1() * 功能： 计数器，用于计数将555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;

13、        TL0=0x00;                   /重装值   定时50000us       TH0=0x4C;    TL1=0x00;      

14、60;            /定时器1清零      TH1=0x00;       TR0=1;    TR1=1;       EA=1; void Init_timer()        TMOD=0x51;&#

15、160;              /0101 0001 定时器0在模式1下工作16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;                 

16、0; /定时器0初值 定时50000us       TH0=0x4C;                         TL1=0x00;              &

17、#160;    /定时器1清零       TH1=0x00;       ET0=1;                        /使能定时器0中断     &#

18、160; ET1=1;                        /使能定时器1中断       EA=1;                

19、60;         /使能总中断       TR0=1;                        /开始计时       TR1=1; void t

20、ran()       f = tem1;        f = ( f<<8 ) | tem0;    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。   

21、; if( 5623 <= f) && ( f<= 6852) )         /相对湿度在有效范围内（0100%）                  if( 6734 < f) && ( f <= 6852) )       &

22、#160;         temp0 = 0;  temp1 =(6852 - f)*10/118;               if( (6618 < f) && ( f <= 6734) )             

23、        temp0 = 1; temp1 =(6734 - f)*10/116;                if( (6503 < f) && ( f <= 6618 ) )              

24、0;      temp0 = 2; temp1 =(6618 - f)*10/115;                 if( (6388 < f) && ( f <= 6503 ) )               &#

25、160;     temp0 = 3; temp1 =(6503 - f)*10/115;                if( (6271 < f) && ( f <= 6388 ) )                 

26、    temp0 = 4; temp1 =(6388 - f)*10/117;                  if( (6152 < f) && ( f <= 6271 ) )                 

27、60;   temp0 = 5; temp1 =(6271 - f)*10/119;             if( (6029 < f) && ( f <= 6152 ) )                     temp0 = 6; temp1

28、=(6152 - f)*10/123;             if( (5901 < f) && ( f <= 6029 ) )                     temp0 = 7;temp1 =(6029 - f)*10/128;   &#

29、160;          if( (5766 < f) && ( f <= 5901 )                     temp0 = 8; temp1 =(5901 - f)*10/135;        

30、    if( (5623 < f) && (f <= 5766)                     temp0 = 9; temp1 =(5766 - f)*10/143;               

31、else                     temp0 = 0; temp1 = 0;                     void main()       uchar      i,k;       uchar      count;       Init_timer();