信号处理模块

信号处理模块、LED显示模块、电源等几部分组成，其组成框图如图3所示。传感器采用图3了HF3223湿度传感器，它具有体积小、响应速度快、可靠性高等特点；信号处理部分采用的是LM331组成的F，V电路；数字显示部分采用LED显示湿度。电路模块设计薹湿度采集模块根据系统设计组成框图，信号处理部分是将传感器HF3223·45·电子世界2005年4期输出的信号进行处理，HF3223的输出频率与相对湿度的关系如图4所示。该模块的方案选定将由以下几个方面来考虑：将频率信号直接通过计数器处理，然后再显示计数结果。这种方案优点是对信号处理过程短，可以提高系统的精度；缺点是从传感器输出的频率信号与相对湿度已经经过处理成了线性比例关系，但不是简单的正比例关系，这样在后续电路中就要对频率信号进行处理，电路会复杂化，而且传感器的输出频率范围为8-9．8kHz，对这样的频率进行采样，其电路的设计要求较高，所以此方案一般不宜采用。而是采用将频率转换成电压或电流信号。在实际的电路设计中，电压信号的处理更容易实现，因此信号处理部分采用频率转换为电压信号的电路模块。频率／电压转换器模块信号的处理采用频率，电压转换器，这类转换器有很多，在该设计中采用LM331集成芯片构成的频率，电压转换器。LM331构成的频率，电压双向转换器具有精度高、线性度高、温度系数低、功耗低以及动态范围宽等特点，目前已经广泛用于数据采集、自动控制和数字化及智能化测量仪器中。利用LM331组成的电路如图5所示。数字显示模块数字显示采用LED显示，可以根据设计的精度来确定位数。这里采用模数转换集成芯片ICL7107驱动LED。ICL7107的基本特点是：能直接驱动9400奄皇‘一8900、8400、—’0■、嚏7900相对湿度(RH)图4图5共阳极的LED显示器，不需要另加驱动电路，使得整个电路能够达到简化的效果。芯片本身的功耗小于l5mw，LED为电流驱动器件。在3位半数字仪表中一般采用直流驱动方式。正常亮度下数码管的全亮笔画电流为40—50mA，3位半的全亮笔画电流大约为一百多毫安，这时的总功耗可以达到几百毫瓦，因此，一般的仪表采用交流电供电方式，将220V交流电整流、滤波、稳压后供ICL7107使用，这也就成为电源电路的设计的一个很重可以是固定的，也可以是通过选择开关进行选择。在该系统的设计中，根据显示要求而采用小数点的位置固定的方案。且小数点的位置在右到左(水平正放置时)的第二个数码管。显示电路的示意图如图6所示。数字湿度计的电路如图7所示。该系统显示的最低位为0．I％RH，测量的范围是10％RH一85％RH，通过调试系统的测量精度优于8％RH，如果有需要提高系统的精度的话，可以进行温度补偿或者用双输出提高，即可以在显示相对湿度的同时显示温度。通常采用的温度补偿有对数压缩电路，在这种电路要的选择依据了。ICL7107没有设定专门的小数点驱动信号。使用时可将共阳极LED数码管的共阳极接v+，小数点通过限流电阻接GND时点亮，接V+时熄灭。限流电阻可以选用350n左右的电阻，小数点的位置结束语在此系统中，从F，v变换器出来的电压还不能直接用于显示的电压输入，还需经过一个比较器，使得电压的变化直接反映湿度的变化，这时就可以直接作为显示的输入电压了。·46·电子世界2005年4期中，硅二极管的正向电压具有一2mV ／℃的温度系数，利用这一点补偿传感器对温度的依存性是完全的，即借助对数电路，可以同时进行对数压缩和温度补偿；另外，还有使用负温度系数热敏电阻的温度补偿方法。◆

摘要

湿度检测在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。利用单片机技术的湿度检测系统以其体积小，可靠性高而被广泛采用。本文对湿度检测系统进行了分析设计。首先，对湿度检测技术的应用领域和发展状况做了简单的介绍，同时，列举了目前湿度检测所常用方法以及各自所具有的特点。本文重点在于对该系统的硬件和软件设计。在硬件设计过程中，详细介绍了各部分电路的功能和特点。接下来，对系统中所用的湿度传感器HM1500和A/D转换芯片TLC1549作了简单的介绍。在软件设计过程中，绘制了各个程序模块的流程图，详细介绍了各个模块的作用。经过对程序反复的修改，完善了软件系统。最后，完成了对整个系统的设计。本系统具有灵敏度高、反映时间短等特点，并且具有智能化、可编程、小型便携等优点，相信本系统具有广泛的应用领域。

关键词：单片机，湿度检测，硬件系统，软件系统

ABSTRACT

The humidity examination which is widely used in industry, agriculture, national defense and so on .the humidity examination which is widely used because that the system which uses microcontroller technology is volume small and reliability. This article has carried on the analysis design to the humidity examination system. First, the application and development condition of the humidity examination technology is made a simple introduction. And then, the humidity examination of commonly used method which has enumerated the characteristic as well as each one .The point of the article is the design of the hardware and software. In the process of hardware designing, the function and the characteristic of each part of electric circuits which has made a simple introduction in detail. Meanwhile, the humidity sensor HM1500 and the chip of the A/D transformation to the system in TLC1549 have been made the simple introduction. In the process of software designing, I have drawn up each program module flow chart, and introduced each module function in detail. Then to the procedure repeatedly revision, it has been consummated the software system. Finally, I has completed the over all system designing. This system have the characteristic of sensitivity high and the reflection time is short, and so on .It has the intellectualization, and programmable and small, then takes along short, and so on. It believed that this system has the widespread application .

Keywords： MCU, humidity examination，software system, hardware system