基于单片机的低功耗温湿度数据采集器的研制

TaylorA

* O* \$ [5 K5 T) }2 Z+ w摘要:在采用中央空调系统的建筑物中,为评价其系统质量,需要对空调房间空气的温、湿度进行长时间的监测。为此,研制开发了
以MSP430单片机为核心的低功耗温、湿度数据采集器。介绍了该数据采集器的工作原理、硬件构成及软件设计方法。

关键词:单片机 低功耗温、湿度数据采集
8 U* }. g) q% \/ v0 m4 l$ g
5 I2 Z' E1 Q9 `+ V/ V1引言
' B, M- d+ `' j; @' J+ p采用中央空调系统的建筑物,为评价空调系统的
0 z* W( E- }) i! P, q4 [& M运行质量,需要对典型空调房间的空气温、湿度进行一
* c* o* [7 c) n0 _- g& _段时间的监测,为系统调试提供基础数据。为此,研制.
- y) R: J' }5 p! I开发了以MSP430单片机为核心的低功耗温、湿度数
  }# T8 r# U) X/ M. e0 Q/ @据采集器。经过一个时期的现场使用,达到了预期的效
# ^4 y& s2 \; f果。
2硬件系统设计
5 Q' s+ \0 w! B# F3 i' C& ~采集器硬件构成如图1所示。
7 \6 j' q9 S6 p9 F& @& p9 T  Z采集器采用MSP430F1121IDW单片机为核心。
同其它微控制器相比,MSP430系列的功耗更低,采用
9 J# L1 \1 g- A* N: u, y3V电池供电,晶振为32768Hz时,额定工作电流仅为
200μA,更适合电池供电的低功耗系统。通过模拟的.
232接口实现与PC机的数据通讯。数据存储采用了节
3 ?- C% Z& s$ J6 D  _6 i; j3 d, v省微接口的￥84941EPROM非易失性存储器。数据
1 D8 z! b) a2 t% x( j保存安全、可靠。该采集器可存储20000个测量数据。
系统采用X1203 CMOS型、低功耗实时时钟芯片,作
. Y; Z0 Z' m. }# l& q为系统的计时时钟源。X1203设置以秒为单位提供中
断请求信号,单片机以此信号作为计片,作为系统的计
% _: A) b/ `6 z$ W* G# x$ v时时钟源。X1203设置以秒为单位提供中断请求信号，
$ d. a) d8 s) r) ]0 y6 _( j2 r. {9 _单片机以此信号作为计时信号。时钟芯片与单片机直
! _  F8 i( Q  \6 i接由电池供电。
采集器具有两个测量通道，同时测量温度和湿度。
设有工作状态指示,分别指示出正常状态、存储器数据
已满和与PC机通讯状态。
- D, M" e. k% w# T2 e! G在抗干扰方面采用了软件“看门狗”、测量数据比
较滤波等措施。现场使用证明,采集器工作稳定,数据
可靠,使用方便。
$ B' ]6 R. g: C! u2. 1
温度测量
温度测量传感器采用DS18B20数字化温度传感器。
该传感器特有的“一线总线”接口,使得单片机只通过一
条I/O口线,便可读取温度测量数据。与原有的DS1820 .
6 L7 U/ p) I7 d. L/ Z$ I& M相比,工作电压5V ,采用12位分辨率。在0~50C范围
内，精度可达士0.3C。功耗极低,等待时为零功耗。
单片机读取温度测量数据后,对数据进行处理、存
储。完成一-次对温度采集任务。
2.2
湿度测量
湿度测量采用HS1101A电容式湿度传感器。该
' L  k: N8 \9 s传感器采用固态多树脂结构,响应快速,长期饱和后可
迅速恢复,具有高可靠性和长期稳定性。测量电路由
TLC556、高质量的阻容元件和电容式湿度传感器组成
0 r* [2 @! E  m2 q, d7 b脉冲振荡电路,产生与相对湿度成近似线性规律的脉
冲序列。经整形后的方波信号送入单片机的计数器,进
行频率测量。单片机根据频率-湿度标定曲线将其转换
' P8 U/ S1 l1 r9 C* q/ r- v为相对湿度。实现了测量电路与单片机的直接数字接
口。其测量精度完全满足对湿度测量的要求。
3 [' h: U, N6 ~8 B1 U


% P: a. a8 F9 |/ z/ K+ V& G附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

6 o7 A) e: i( b& e& T, y) g
& Q5 J6 C& J* ^( F& Q# J

ononsiiii

采集器采用MSP430F1121IDW单片机为核心