HS1101湿度测量电路及程序

HS1101 湿度测量电路及程序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 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 int uchar tem0 tem1 uchar temp0 temp1 uint f 0 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 EA 0 TR0 0 TR1 0 TL0 0 xFF 重装值 定时 50000us OX4BFFH TH0 0 x4B tem0 TL1 读数 tem1 TH1 TL1 0 x00 定时器 1 清零 TH1 0 x00 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 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 TL0 0 x00 重装值 定时 50000us TH0 0 x4C TL1 0 x00 定时器 1 清零 TH1 0 x00 TR0 1 TR1 1 EA 1 void Init timer TMOD 0 x51 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 0 x00 定时器 0 初值 定时 50000us TH0 0 x4C TL1 0 x00 定时器 1 清零 TH1 0 x00 ET0 1 使能定时器 0 中断 ET1 1 使能定时器 1 中断 EA 1 使能总中断 TR0 1 开始计时 TR1 1 void tran 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 if 5623 f temp1 6852 f 10 118 if 6618 f temp1 6734 f 10 116 if 6503 f temp1 6618 f 10 115 if 6388 f temp1 6503 f 10 115 if 6271 f temp1 6388 f 10 117 if 6152 f temp1 6271 f 10 119 if 6029 f temp1 6152 f 10 123 if 5901 f temp1 6029 f 10 128 if 5766 f temp1 5901 f 10 135 if 5623 f temp1 5766 f 10 143 else temp0 0 temp1 0 void main uchar i k uchar count Init timer count 0 while 1 for i 0 i 200 i for k 0 k 200 k 延时 tran temp0 temp1 temp0 temp0 4 count temp0 temp1 Ddisp count 如图 2 所示 将该湿敏电容 Cx置