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基于STM8S单片机之湿度传感器与校检结构探讨

分类:单片机论文   更新:2015/11/8   来源:本站原创

    1.1  引言

    湿度是指大气中水分子的含量,是影响人们生产生活的一个的因素。现在,随着科技的进步和人们生活水平的提高,湿度的测量、控制等相关技术广泛的应用在气象、军事、农业、工业(纺织、电子、食品)、建筑、医疗、汽车、家用电器等各个方面。随着集成电路技术的发展和材料工艺的进步,湿度传感器正从以前简单的湿敏元件向集成化、智能化、微型化、多参数检测的集成湿度传感器方向迅速发展。 本文设计了一款 STM8S 单片机式湿度传感器,同时本文还研究了基于 LabVIEW的用于对本文所设计的湿度传感器进行标定、在线校验、检测和进行数据保存的校检系统。

    1.2  研究背景和意义

    高分子电容式湿敏元件作为第三代湿敏元件的代表,由于具有测湿范围宽、响应速度快、温漂小、互换性好、稳定性好、使用方便等优点,已经得到了广泛的应用,目前很多种电子式湿度传感器都采用它做湿度探头[5][6][7][8]。由于这类湿敏元件的容值一般都很小,其信号很容易被噪声淹没,所以找到一种有效的湿度采集处理电路是影响电子式湿度传感器品质好坏的关键因素。湿度传感器生产出来以后,都要对其进行校验和检测。但以前手工测量的方法存在以下几个问题: (1)一次只能检测一只传感器,检测数量有限,且检测结果因人而异; (2)手动校验,过程麻烦,效率低; (3)测试的结果不能直观的显示,要录入电脑才能方便的进行数据处理。 因此,编写一套湿度传感器校验检测系统是很有必要的。

    .............

    2  湿度传感器硬件原理及设计

    2.1  引言

    湿度传感器包含的种类很多,按输出的是模拟信号还是数字信号又可以分为模拟湿度传感器和数字式湿度传感器。要设计一款数字式湿度传感器,首先要做好 MCU 的选型,然后还要设计湿度采集电路和其它的一些外围电路,最后要将它们整合成一个整体。  本章首先介绍了常用的电子式湿度传感器的硬件原理,然后详细分析了本文湿度传感器的总体结构的设计、关键器件的选型和相关电路的原理,最后以单片机为核心,将各个电路模块整合成了一个有机的整体,从而完成了传感器的硬件设计。

    2.2  湿度传感器硬件概述

    电子式湿度传感器,湿度探头将大气中的湿度转换为电容或电阻信号(一般情况下这些信号都很微小),然后通过一些特定的电路将这些信号读取出来,转变成外部设备可以读取的电压、电流、频率或数字逻辑信号。有的湿度传感器还带有显示部分,可以将采集的湿度值直观的显示出来。图2-1是一般的电子式湿度传感器的结构流程图。 通常对电阻式湿度探头的湿度信号进行采集的电路主要有桥式电路和多谐振荡电路,对电容式探头的湿度信号进行采集的多为多谐振荡电路。这些电路采集湿度后可以引入单片机对信号进行进一步的处理。

    3 湿度传感器程序设计、温度补偿及总体实现 .................... 29

    3.1 引言 .................................................... 29

    3.2 湿度传感器 STM8S 单片机程序设计 ........................... 29

    4 湿度传感器校检系统及传感器测试结果分析 .................... 42

    4.1 引言 .................................................... 42

    4.2 湿度传感器校检系统校验模块设计 ........................... 42

    5 总结与展望 .............................................

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