《feedback的典型应用.docVIP

SPCE061A在语音环境湿度丈量仪的应用 SPCE061A在语音环境湿度丈量仪的应用 作者：凌阳科技教育推广中心 摘 要：本文先容了利用16位单片机SPCE061A作为控制中心，配合电容式湿度传感器HS1101丈量湿度的方案。该湿度丈量仪具有语音播放功能，利用按键控制湿度的丈量和湿度值的播放。该方案利用湿度传感器和一个固定电阻串联，与SPCE061A的IOB2和IOB4连接，形成RC反馈电路，即SPCE061A的Feedback电路；利用SPCE061A的Feedback功能，实现了湿度传感器从电容到频率的转换，SPCE061A读取 Feedback电路的工作频率后，又转换成电容，根据电容值计算得到湿度值。关键词：SPCE061A；传感器；湿度；HS1101；Feedback1 引言工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部分，经常需要对环境湿度进行丈量及控制。对环境温、湿度的控制以及对产业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一，但在常规的环境参数中，湿度是最难正确丈量的一个参数。这是由于丈量湿度要比丈量温度复杂得多，温度是个独立的被丈量，而湿度却受其他因素（大气压强、温度）的影响。此外，湿度的校准也是一个困难。目前，人们探测的湿度丈量从原理上有二、三十种之多。随着20世纪后半期电子业的发展，电子式湿度传感器产品及湿度丈量于90年代也随之兴起，并在后面这些时间内取得了长足的发展。该方案就是利用电子式传感器配合单片机实现具有语音功能人性化的测湿仪。1.1 系统参数本方案系统的主要参数：工作温度：0～70℃；工作湿度：0～100%RH；丈量范围：1%～99%RH；精度：±5RH%。1.2 功能简介本方案可以实现：按键控制启动湿度丈量；语音播放丈量湿度值；湿度判定，并有温馨提示语，当湿度太高时，播放湿润，请打开除湿机，湿度太低时，播放太干，请打开加湿器。 2 系统硬件设计对于湿度丈量仪，除了具有一个控制器控制丈量外，还需要丈量器。本系统中采用SPCE061A作为控制器，电容式湿度传感器HS1101作为丈量器，利用一个按键来启动湿度丈量和语音播放。由于电容不能直接和SPCE061A的I/O口连接进行丈量，所以需要一个电路模块，与SPCE061A的Feedback接口IOB2、IOB4，IOB3、IOB5连接，实现从电容到频率的转换，系统的结构框图如图 2.1。 图 2.1 系统结构框图 SPCE061A单片机作为主控芯片，根据读到的键值判定是否启动丈量，丈量时负责读取Feedback电路的工作频率，根据频率计算HS1101的电容和它所在环境的湿度，并把湿度通过喇叭播放出来。同时假如湿度值太高或者太低，系统会播放温馨提示。2.1 SPCE061A芯片简介SPCE061A是一款基于 nSP内核的16位单片机，其芯片特性如下：◆工作电压：内核工作电压VDD为3.0～3.6V(CPU)，I/O口工作电压VDDH为VDD～5.5V(I/O)；◆CPU时钟：0.32MHz～49.152MHz；◆内置2K字SRAM和32K闪存ROM；◆系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电小于2μA@3.6V；◆具备触键唤醒的功能；◆32位通用可编程输进/输出端口；◆2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；◆7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器；◆2个10位DAC(数-模转换)输出通道；◆14个中断源可来自定时器A / B，时基，2个外部时钟源输进，键唤醒；◆具备串行设备接口；◆低电压复位(LVR)功和低电压监测(LVD)功能；◆内置在线仿真(ICE，In- Circuit Emulator)接口。SPCE061A的内部结构框图如图 2.2所示。 图 2.2 SPCE061A内部结构图 2.2 湿度传感器HS11012.2.1 湿度丈量简介1、湿度定义在计量法中规定，湿度定义为物象状态的量。日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。总言之，即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。2、湿度丈量方法从测试的输出参量上区分，湿度丈量方法主要分为以下几类：利用物质几何尺寸变化的测湿法（伸缩法），干湿球法，冷凝露点法，氯化锂露点法，电湿度丈量法（电阻法、电容法），电解法（库仑湿度计）以及其它测湿方法。这些丈量方法读者可以找相关资料进行进一步了解，限于篇幅，这里不再赘述。下面重点先容本系统中用到的电湿度丈量法的特点。3、电子式湿度传感器的特点电子式湿度传感器是近几十年，特别是近20年