基于MXT8051的低成本高性能温湿度记录仪的设计

　　引言

　　在精密测量和精密加工中，环境因素是影响精度的主要因素之一，其中温度、湿度是环境的两项主要指标。为了提高生产效率，降低生产成本，寻求高性能低价格且应用广泛的测量元器件是生产过程的首选。鉴于目前的情况，本文使用国产芯片MXT8051，具有AD、PGA、LCD驱动、RTC等，以温度、湿度传感器作为测量元件，构成了低成本的智能温湿度测控系统。该系统具有与计算机的通讯功能， PC管理软件通过USB接口读取并分析数据，软件功能强大，使用方便，可通过列表显示数据和绘制曲线分析图，历史数据可以查询、保存和打印。另外，该系统进行了防水设计，使用防水外壳，有效提高了产品的使用寿命。应用场合广泛，如冷车、冷库、粮库、医院、机房、环境监测等领域。

　　设计方案

　　系统总体结构设计

　　系统基于MXT8051混合信号微处理器来开发，兼具低成本和高性能。系统主要包括六个部分：MXT8051处理器、温度传感器及调理电路、湿度传感器及调理电路、LCD显示和PC机管理软件，系统原理框图如图1所示。

　　系统以控制芯片MXT8051为控制核心，MXT8051内部集成144段式LCD驱动和5个外部中断源，能够满足微控制系统中对于人机信息交互的需要;其独特的可调增益放大器、恒流源、放大器模拟模块，可为电阻式传感器(如压力、温度、光线)或其他生物传感器提供完备的数据转换和采集系统。测温电路采用PT100，采用恒流源测温方式。测湿电路使用HIH4000，这是一型具有激光调整互换型的容性变化的单片集成电路，其输出电压与RH值呈线性关系，精度高，响应时间快，漂移小。存储器使用AT24C1024，可存储1Mbit数据。控制芯片MXT8051按照上位机软件设定的记录间隔(2秒～24小时连续可调)采集温度和湿度，并将检测到的数据存储到AT24C1024中。温度湿度记录通过USB转串口与PC机连接，通过上位机软件可设定记录开始时间，记录间隔等。