基于单片机的温湿度度检测电路设计

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1、基于单片机的温湿度度检测电路设计摘要：温度检测在口动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的，系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测，并根据温度条件的变化进行必要的处理，如：补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。因此,对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的，尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。良好的设计可以准确的提取系统的真实温度，为系统的其他控制提供参考；而相对不完善的电路设计将给系统留卜极人的安全隐患，对系统的正常'工作产牛非常不利的彩响。本文结合实践经验给出两种在实际应用屮验证过的设计方案。关键词：温度检测；电路设让；精度；参数控制1

2、方案（一）1.1硬件设计温度检测电路通常由温度探测、数模转换以及结果处理等部分组成。温度探测电路将环境温度转换成对•应的电信号，模数转换电路将电信号转换成数字量，然后送处理器进行必要的处理，从而获得相应的坏境温度参数⑴，如图1所示。TAR转做»撷磧仙果］图1功能框图•其中，温度检测部分一般采用热敏电阻，但是热敏电阻楷度比较低，响应速度较慢。目前出现了一些专用的温度探测芯片，精度大大提高，而几对温度改变的灵敏度也达到了非常高的标准,如National公司的IM35系列。温度探测电路--般是将温度的变化转化为电压信号的变化，因此需要通过模数转换电路转换成数字信号才能为处理器所接受，从而

3、通过计算获得真实的温度信息以便处理器进行进一步的处理。由于在较大的自动控制系统中，常常需要进行多点的温度检测，同时在实际电路设计屮特别是在高频电路设计屮数据总线的干扰是很严重的。因此使川支持多路转换功能的串行模数转换器件无疑是很好的选择，常见的如AD公司的AD7811和AD7812系列等。下面以National公司的IM35系列温度传感器和AD公司的AD7812模数转换器为例，讨论基于支持串行总线多通道、高精度温度检测方案的设计思想。其电路原理框图如图2所示。——z

4、sc-uk.VIMSrxMVINts•M>urrV1ZUXFS—CRHFAO「LXJVMDA,r>7H12MR图2系统硬件框图LM35系列芯片是一种高精度的温度探测器，它的输出电压正比于当前环境温度，在室温下，它的探测精度可以达到±1/4°C,在一55°C〜+150°C区间，它的精度可以达到±34^°C,它的典型变化趋势是温度每变化1°C,电压变化10mV,其温度一电压转化公式为：V=10mV/°CC公式(1)式中：为转换输出电压，C为系统实际温度。AD7812是一种串行AD转换芯片，它支持最多8通道输入(AD7811为4通道)，这样我们就可以很容易的设计支持多路温度检测的电路⑵。

5、AD7812的工作方式由一片内部控制寄存器决定，它可以由ConvstW的脉冲输入启动转换，也可以通过软件控制完成转换，在实际设计中，山于软件控制更加灵活，所以一般采用软件控制的方法进行转换，它的控制寄存器定义如下：A$PD1PIX)CHICHO(Y)NVSTEXl'REFAo用于支持两块或更多的AD7812共享串行总线，山该位决定具体访问哪片AD7812.只有当某片AD7812的A0位置1时，才能对其进行访问。当串行总线上只有一片AD7812时，该位可以忽略；PD。、PD.决定电源工作状态；当设置为8时，电源处于完全关断状态；当设为01时，在转换完成后部分关闭电源；当设为10时，在

6、转换完成后完全关闭电源；当设为11时,电源始终处于开启状态；Vin8AGND要使该位生效，DIFF/SGI位必须设为0,当该位为0时，8路模拟输入都以AGND作为参考；当该位为1时，Vinl到Vin7共7路模拟输入，以Vin8作为参考；DIFF/SGL该位用于决定8路模拟输入信号的输入参考状态；CH2、CHI、CHO通道选择，选择一路模拟输入通道；CONVST软件启动转换，设置该位为1初始化一次转换。在转换结朿后该位被清零；EXTREF选择外部参考。由于AD7812是一种串行接口芯片，所以与其通讯的CPU最好支持串行通讯，这样编程实现比较方便。市场上支持串行通讯的CPU很多，资料也

7、很详尽，在此就不多做介绍了。1.2软件编程软件控制主要针对AD转换芯片AD7812进行控制。需要完成模数转换、申行数据读取等功能。AD7812有两种工作状态，模式1在转换完成后不关闭电源；模式2在转换完成后关闭电源。一般情况下都选用模式1工作方式，以下就主要针对模式1工作方式展开讨论。Vdd_/g~JJODin〈6O40HEX〉(4040HEX)—Bout〈NOTVALID〉(VALDPATA)~〈SL4DATA>-图3控制时序图图3控制时序图图3是一种典型的控制时