基于工作过程的数字电子技术教程(王瑞春)章 (3)

83.322
85.650
87.978
45
4.8414
4.9160
-20
65.821
67.530
69.239
50
4.0916
4.1601
-15
52.198
53.450
54.702
55
3.4889
3.5520
-10
41.359
42.270
43.181
60
2.9899
3.0480
-5
33.399
34.070
7
2.3 组成数字温湿度计的主要元器件
2.3.1 贴片元件 数字温湿度计的电阻、电容采用0805和1206封装的贴片器件
，元器件参数及其编码规则详细说明见项目一。 分立模拟元件
8
分立模拟元件有以下几种： NTC温度传感器1：MFH103-3435，10 kΩ 25/85 = 3435
k ± 1%插脚； NTC温度传感器2：MFH103-3435，10 kΩ 25/85 = 3435
者有着一一对应的关系，印制电路板是原理图转化并实现其功能 的实物载体；贴片图见图2-8。
24
图2-6 数字温湿度计电原理图 25
图2-7 印制PCB板图 26
图2-8 贴片图 27
2.3.5 数字温湿度计物料清单(BOM表) 数字温湿度计的物料清单见表2-7。
28
表2-7 物 料 清 单
序号 阶层
10
图2-2 温度传感器实物图 11
表2-1 R-T特性分度参数表
R25℃ = 10 kΩ ±1%
B25/85:3435
R/kΩ T/℃
Min
R/kΩ Center
R/kΩ
R/kΩ
T/℃
Max
Min
R/kΩ Center
-30
107.34
110.55
113.76
40
5.7619
5.8430
-25
图2-3 R-T特性分度曲线图 13
2．湿度传感器 湿度传感器如图2-4所示，其基本原理是利用湿敏材料对水 分子的吸附能力或对水分子产生物理效应的方法测量湿度。湿度 传感器的湿敏电阻的工作原理：在基片上覆盖一层用感湿材料制 成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和 电阻值都发生变化，通过检测并测量这一特性变化来测量湿度。 HR201-474电阻式湿度传感器的特性阻抗为23 kΩ，表2-2为 湿度传感器在不同湿度、温度情况下的阻抗特性表。
O 振荡输入、输出
O
LCD 通用驱动器输出
O
LCD 段驱动器输出
I/O
输入/输出端口 A
I/O
输入/输出端口 B
I/O
输入/输出端口 C
I/O
RFC 应用端口，外接传感器
O
发光屏驱动输出端口
O
报警、时钟、单音信号输出端口
O
密钥矩阵扫描输出端口
I
密钥矩阵扫描输入端口
P
接地
20
2．工作环境 TERS-8722的工作环境参数见表2-5。
项目二 数字温湿度计
➢2.1 ➢2.2 ➢2.3 ➢2.4 ➢2.5
数字温湿度计简介 数字温湿度计的功能特性及主要技术指标 组成数字温湿度计的主要元器件 焊接与产品组装 数字温湿度计的调试
1
项目二 数字温湿度计
➢2.6 数字温湿度计的故障检测 ➢2.7 数字温湿度计的工作原理 ➢2.8 项目总结报告 ➢2.9 考核 ➢思考题 ➢附录一 数字温湿度计说明书 ➢附录二 实验成绩登记样表
管脚名称 SEG13/K13 SEG14/K14 SEG15/K15 SEG16/K16
SEG17 SEG18 SEG19 SEG20 SEG21 SEG22 SEG23 SEG24/IOA1/CX SEG25/IOA2/RR
管脚 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
k ± 5%插脚； 湿度传感器：HR201-474，1008封装； 拨动开关：SS-12F20，柄高4 mm。
9
1．温度传感器 温度传感器热敏电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。 它的主要特点是测量精度高，性能稳定。温度传感器热敏电阻测 温原理：金属导体的电阻值随温度的增加而减小，通过检测这一 特性的变化来进行温度测量。本产品所需的两个温度传感器中， NTC温度传感器1(如图2-2所示)用于测量环境温度，NTC温度传感 器2与NTC温度传感器1电气特性相似，主要用于补偿与校对温度 传感器。下面主要介绍NTC温度传感器1。
管脚名称 COM5
SEG1/K1 SEG2/K2 SEG3/K3 SEG4/K4 SEG5/K5 SEG6/K6 SEG7/K7 SEG8/K8 SEG9/K9 SEG10/K10 SEG11/K11 SEG12/K12
管脚 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
4
数字温湿度计可实时监测室内环境温度、湿度，让您享受舒适的 家居生活环境。数字温湿度计还广泛应用于反季节农作物的种植 监测以及产品储存环境温度的监测等。数字温湿度计实物图如图 2-1所示。
5
图2-1 数字温湿度计实物图 6
2.2 数字温湿度计的功能特性及主要技术指 标
数字温湿度计的功能特性及主要技术指标如下： 温度测量范围：-10℃～50℃； 温度测量精度：±1℃； 湿度测量范围：20％～90% RH； 湿度测量精度：5% RH； 摄氏与华氏转换(℃/℉)； 电源电压：1.5 V DC； 工作电流：小于50 µA； 静态工作电流：小于10 µA。
工作频率
表2-6 基 本 参 数
符号 VDD1 VDD2 VDD3 VDDB VDDB VDD1 VDD2 VIH1 VIL1 VIH2 VIL2 FOPG1 FOPG2
最小值
最大值
1.2
5.25
2.4
5.25
2.4
8.0
1.3
1.2
1.2
1.65
2.4
5.25
VDD1-0.7 VDD1+0.7
-0.7
15℃
1855 816 386 196 104 61 37.7 23.4 14.9 9.9 7 4.7 3.2
20℃
1437 632 299 152 80 47 29.2 18.1 11.5 7.7 5.4 3.6 2.5
25℃
1132 498 236 120 63.7 37.3 23 14.3 9.1 6.1 4.3 2.9 2
0.7
VDD2-0.7 VDD2+0.7
-0.7
0.7
32
10
100
单位
条件
V
V
石英振荡模式
V
石英振荡模式
V
1.5 V 电池供电
V
外接电源，锂电池供电
V 1.5 V 电池供电V NhomakorabeaV 锂电池供电
V
kHz 石英振荡模式
kHz RC 振荡模式
23
2.3.4 电原理图及印刷电路板 数字温湿度计的电原理图见图2-6，印制PCB板见图2-7，两
2
教学要求： 通过完成数字温湿度计的组装、调试及其工作原理的学习， 学生应对环境温度、湿度测量原理以及LCD显示原理有一定的了 解，并对温度、湿度传感技术有初步认识。
3
2.1 数字温湿度计简介
数字温湿度计利用温度、湿度传感器感知周围环境的温度和 湿度，并通过LCD显示屏将其显示出来。舒适的生活、工作环境 对人们极为重要，过高或过低的温度、湿度会让人们觉得身体不 适，闷热、烦躁或阴冷、抑郁。20℃是最佳室温和睡眠温度，也 最有利于人体散发过多的热量。17℃是最佳的思考和学习的温度 。夏天室温控制在23℃～27℃，湿度控制在30%～60%为好；冬天 室温以18℃～23℃，湿度30%～80%为宜。
管脚名称 SEG26/IOA3/RT SEG27/IOA4/RH SEG28/IOB1/ELC SEG29/IOB2/ELP SEG30/IOB3/BZB SEG31/IOB4/BZ SEG32/IOC1/KI1 SEG33/IOC2/KI2 SEG34/IOC3/KI3 SEG35/IOC4/KI4
表2-5 工作环境参数
条件 工作温度 储存温度 工作电压 接地电压
参数 -20℃～70℃ -25℃～125℃ -0.3～5.5 V
0V
21
3．基本参数(Ta=-20℃～70℃，GND接地) TERS-8722的基本参数见表2-6。
22
名称
供电电压
振荡器启动电压 振荡器维持电压
供电电压 供电电压 输入高电压 输入低电压 输入高电压 输入低电压
14
图2-4 湿度传感器实物图 15
表2-2 HR201-474的阻抗特性数据表
温度 湿度
30%RH 35%RH 40%RH 45%RH 50%RH 55%RH 60%RH 65%RH 70%RH 75%RH 80%RH 85%RH 90%RH
10℃
2411 1060 502 255 135 79 49 30.4 19.3 12.9 9.1 6.1 4.2
30℃
1018 448 212 108 57 33 20.7 12.8 8.2 5.5 3.9 2.6 1.8
35℃
846 372 176 89 47 27 17.2 10.6 6.8 4.5 3.2 2.1 1.4
40℃ 45℃ 50℃
689 561 452
303 246 199
143 116 94
I/O
功能说明
备用正电源电压；
P
锂电池供电，可连接 0.1 μF 电容到 GND
LCD 电源电压和正电源电压；
P
1.5 V 电池供电接 VDD1，锂电池或外接电源供电接 VDD2
I
输入外部复位请求信号，具有内部下拉电阻
I
输入外部中断请求信号
I
测试信号输入
O
控制供应 LCD 的驱动电压
I
时基计数器频率(时钟指定，液晶交替频率，报警信号频率)或系统时钟
34.741
65
2.5608
2.6140
0
27.097
27.620
28.143
70
2.1788
2.2270
5
21.919
22.300
22.681
75
1.8887
1.9330
10
17.909
18.186
18.463
80
1.6227
1.6630
15
14.611
14.810
15.009
85
1.4013
1.4380
物料编码
物料名称/规格
数量 物料代号 备注
1
0 HH34800100T 成套件：HH348-100TE01，数字温湿度计
E010
2
1 HH34800100T 成品：HH348-100TE01，数字温湿度计
1
E011
3
1.1 131HH348000 主板 PCB 组件
1
4 1.1.1 103HH348000 主板 PCB+IC+贴片
17
图2-5 单片机TERS-8722引脚图 18
表2-3 集成芯片TERS-8722管脚分布表
管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
管脚名称 BAK XIN XOUT GND VDD1 VDD2 VDD3 CUP1 CUP2 COM1 COM2 COM3 COM4
管脚 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
73
59
48
38
31
25
22.7
18
14
14 11.4 9.2
837
7
5.7
5.5
4.5 3.6
3.7
3
2.4
2.6
2.1 1.7
1.7
1.4 1.1
1.2
1
0.8
16
2.3.3 单片机TERS-8722 1．芯片管脚说明 TERS-8722是一种嵌入式高性能的4位带LCD驱动的单片机。
它包含4位并行ALU处理器、ROM、RAM、I/O端口、定时器、时钟 发生器(双时钟运行)、抗性频率转换器(RFC)、冷光屏驱动、LCD 驱动器、看门狗定时器和密钥矩阵扫描电路。单片机TERS-8722( 如图2-5所示)是数字温湿度计的核心控制器件，是数据处理与控 制中心，其各管脚名称及功能如表2-3和表2-4所示。
20
12.107
12.250
12.393
90
1.2155
1.2490
25
9.9000
10.000
10.100
95
1.0341
1.0640
30
8.0600
8.1520
8.2440
100
0.9114
0.9390
35
6.8635
6.9510
7.0385
12
R/kΩ Max 5.9241 4.9906 4.2286 3.6151 3.1061 2.6672 2.2752 1.9773 1.7033 1.4747 1.2825 1.0939 0.9666
RESET INT TEST
19
表2-4 集成芯片TERS-8722管脚功能表
引脚名称
BAK
VDD1～3
RESET INT TEST
CUP1，2 XIN XOUT
COM1～5 SEG1～35 IOA1～4 IOB1～4 IOC1～4
CX RR/RT/RH ELC/ELP BZB/BZ
K1～16 KI1～4 GND
1
5 1.1.1.1 1401HH34800 贴片(工艺)
1
6 1.1.1.2 101HH348000 主板 COB
1
7 1.1.1.2.1 1402HH34800 邦定(工艺)
1
8 1.1.1.2.2 20HH3480201 主板 PCB：HH348.701