基于瑞萨单片机 R7F0C802 的温湿度传感器设计

　　1 引言

　　本文介绍的温湿度传感器采用瑞萨电子生产的 R7F0C802 单片机作为控制单元，采集温度传感器 TC1047A 输出的电压信号和湿度传感器 HS11 01 LF 电路输出的频率信号，经计算处理，由异步串行通信接口输出可读性强的温度和湿度值。该温湿度传感器工作电源电压为 4.5 V~5.5VDC， 低功耗电流(MCU)为 290 µA@5MHz(TYP.)， 响应时间小于 1 秒。 温度测量范围为-40~85℃， 测量精度达± 1 ℃。 湿度测量范围为 1~99%RH， 测量精度可达 0.1%RH。

　　2 系统组成

　　该温湿度传感器的系统构成框图如图 1 所示，实体电路板图如图 2 所示。系统上电后， 状态指示灯点亮， 进入工作模式。 为了降低功耗， 系统正常工作状态运行在低功耗( HALT) 模式。控制器通过 UART 发送采集温度和湿度的指令给系统，MCU 退出 HALT 模式， 进入通常运行( Normal)模式， 状态指示灯熄灭。 MCU 采集温度和湿度数据， 并进行计算处理后发送采集到的温度和湿度数据给控制器， 同时状态指示灯点亮， 表明数据发送正常。 数据发送完毕， 系统再次进入低功耗( HALT) 模式。

　　2.1 MCU

　　R7F0C801 至 805 系列微控制器是瑞萨面向中国客户开发的少管脚 LSSOP 的 8位通用微处理器。该系列微控制器采用了 RL78 内核，在该类产品上同时实现了高速处理性能与低功耗，并且拥有一系列少管脚数的强大产品阵容，适用于消费产品应用。高精度± 2%的片上振荡器最大频率可达到 20 MHz，同时内置了可选上电复位和看门狗定时器等功能，有助于系统实现更紧凑的尺寸和低功耗，使整个系统搭建成本更低。10 和 16 引脚的小型封装，以及 1 KB 至 4 KB 的闪存阵容，使其更适合于小型家用电器以及通用消费产品等应用 。R7F0C802 的 ROM 为 2 KB， RAM 为 256 字节， 其 10 引脚配置图请参见图 3，结构框图如图 4 所示。 R7F0C802 广泛应用于玩具、传感器、电动工具、防盗报警器以及装饰性应用中。