8位单片机控制的经济型温湿度监控仪研制

　　0引言

　　在人类的日常生活、工业生产过程、气象预报、物资仓储等方面，温度和湿度都是重要的参数，因此对温度及湿度传感及其监测和控制的研究是十分重要 的研究内容[1]。本文介绍一种经济型的由s位单片机控制的温度湿度监控仪，该监控仪同时还能用于部分对露点有监测要求的场合。

　　1系统硬件组成

　　本系统完成对温度、湿度的实时测量，配合有关控制部分即可对温度湿度进行实时控制，同时具有温度、湿度和露点显示功能，满足一般工业环境对温 度、湿度和露点检测的需要。系统由STC89C51RC、RAM、键盘、温度传感器、湿度传感器、A/D转换电路、D/A转换电路等组成。如图1所示。

　　STC89系列是具有Flash结构的51系列单片机[2]因此，程序存储器(ROM)可不用外扩，为了记忆校正后的参数，需要存储各种校正参数，本系统采用具有掉电保护功能的铁电存储器，以便在校正后，将校正参数存储下来。

　　系统以温度传感器采用AD590集成温度传感器，具有传感精度高、工作性能稳定的特点[3]湿度传感器采用HS1100湿度传感 器，HS1100电容式相对传感器采用独特的电容单元设计，适用于批量大、成本低的场合。其特点是:长期饱合后可迅速恢复、高可靠性和长期稳定性、快速响 应[4]。

　　本系统具有2路D/A转换输出，可对温度或湿度进行反馈控制。D/A采用两路DAC7512进行，DAC7512是一种轨对轨的低功耗的12位串行输人的D/A转换器，输出标准的4~20 mA电流信号，可满足对温度、湿度的控制需要。

　　系统还具备与上位机通信的功能，采用RS422通信方式，可实行远距离的一对多点通信，上位机可查询多达64个采样点的温度、湿度和露点数据。 系统还具备校准功能，可对温度进行2点校准，对湿度进行4点校准。另外，系统还具有露点显示功能，满足不同使用场合对露点显示的需要。

　2软件设计

　　由温度传感器输出的信号需经过信号调理后进行A/D转换，A/D转换采用ADS1110具有自校准功能的带内部基准电压的芯片，它采用IZC总 线与主机进行通信，具有16位的转换精度川。系统定时循环对温度和湿度进行采样，将采样结果经过单位转换后直接显示在显示屏上，同时进行露点的计算，将计 算结果显示在显示屏上。采用定时扫描键盘的方式读键盘输人情况，并判断是否进行湿度或温度校准功能。系统的工作流程图如图2所示。

　　按照下列步骤计算露点值:

　　ADS1110及DAC7512采用I2C总线与主机通信，因此需要采用I2C总线编程方式，读取A/D采样结果和输出相应的控制信号，本系统 中主机采用P3. 4 , P3. 5口线与ADS1100进行通信，通信时需要注意的是采样频率的关系，不能太快，否则会产生“混淆”，使得读出的数据不正确。采用STC89的扩展口 P4. 0 , P4. 1, P4. 2口线与DAC7512进行通信，输出D/A转换结果，利用该结果可以对湿度或温度进行实时控制。