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基于MXT8051的低成本高性能温湿度记录仪的设计

—— The Design of Low-Cost High-Performance Temperature and Humidity Logger Based on MXT8051
作者:陈俊江 刘运毅 覃团发 黄旭方 广西大学计算机与电子信息学院时间:2011-02-23来源:电子产品世界收藏

  湿度检测电路

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/117173.htm

  本文采用的湿度传感器是Honeywell公司生产的HIH-4000。这是具有激光调整互换型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, 典型工作电流仅为200mA,令HIH-4000 系列非常适合低功耗,电池工作的系统。在标准工作电压(DC5V)和标准室温(25℃)下,随着RH值从0%到100%,对应的输出电压从0.96V到3.90V。本记录仪使用单节锂电池供电,而HIH-4000最佳工作电压是5V,因此采用AIC1896进行升压。使用AD通道1测量HIH-4000的工作电压,AD通道2测量湿度输出电压,因为AD的参考电压是1.26V,所以需要用300kΩ和100kΩ电阻进行分压。湿度调理电路如图4所示。

  此时,相对湿度值计算公式如下:

  (3)

  V输出是HIH-4000的湿度输出电压,V供电是HIH-4000的工作电压。

  数据存储传输设计

  记录仪按照机管理软件所设定的记录间隔采集温度、湿度,并记录在EEPROM芯片AT24C1024上,记录容量为65528组数据。为了对采集到的数据进行深入处理(如统计分析、打印存档、绘制曲线图表等),需将数据从送至计算机开始进行分析。本系统中,具有UART通信口,可通过USB转串口芯片PL2303与机通信,使用以下通信协议:机命令组成(11个字节):命令字、记录仪ID、数据内容。记录仪回应PC机的命令:命令字、记录仪ID、数据内容、OK。

  低功耗设计

  温湿度记录仪需要长时间工作,并采用单节锂电池供电,系统功耗是一个首要问题。本文采用以下几方面的措施:系统使用低频率的晶振,同时又要兼顾与PC机的通信速度,最终选择1.8432MHz的晶振;系统平时处于待机状态,片上外设均停止工作,包括AD、PGA、给温度传感器供电的恒流源电路,当记录时间间隔到时才启动工作;湿度传感器供电电路平时关闭,当记录时间间隔到时才给湿度传感器供电。

  PC机管理软件设计

  PC机管理软件是在Dephi环境下设计完成的,可运行于Windows 操作平台,采用串口与记录仪进行通信,使用了SPComm V2.5串口控件,降低了开发难度,大大增加了可靠性。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。软件启动时,首先对串口1到串口16发出查询指令,检测是否有设备连接,如果有设备则读取该记录仪内保存的数据,并通过列表和曲线图表示出来。读取出来的数据可以保存成文本或EXCEL格式。同时,可通过管理软件对记录仪进行配置,主要是调整记录仪时间,包括记录开始时间、记录间隔、工作模式(温度、湿度)等。


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关键词: 混合信号 MXT8051 PC

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