本文介紹一種經(jīng)濟(jì)型的由8位單片機(jī)控制的溫度濕度監(jiān)控儀,，該監(jiān)控儀同時(shí)還能用于部分對(duì)露點(diǎn)有監(jiān)測(cè)要求的場(chǎng)合,。

　　1 系統(tǒng)硬件組成

　　本系統(tǒng)完成對(duì)溫度,、濕度的實(shí)時(shí)測(cè)量,，配合有關(guān)控制部分即可對(duì)溫度濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,，同時(shí)具有溫度,、濕度和露點(diǎn)顯示功能，滿足一般上業(yè)環(huán)境對(duì)溫度,、濕度和露點(diǎn)檢測(cè)的需要。系統(tǒng)由STC89C51RC,、RAM,、鍵盤(pán)、溫度傳感器,、濕度傳感器,、A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路等組成,。如圖1所示,。

　　STC89系列是具有Flash結(jié)構(gòu)的51系列單片機(jī)，因此,，程序存儲(chǔ)器(ROM)可不用外擴(kuò),，為了記憶校正后的參數(shù)，需要存儲(chǔ)各種校正參數(shù),，本系統(tǒng)采用具有掉電保護(hù)功能的鐵電存儲(chǔ)器,，以便在校正后，將校正參數(shù)存儲(chǔ)下來(lái),。系統(tǒng)以溫度傳感器采用AD590集成溫度傳感器,，具有傳感精度高、工作性能穩(wěn)定的特點(diǎn),。濕度傳感器采用HS11OO濕度傳感器,，HS11OO電容式相對(duì)傳感器采用獨(dú)特的電容單元設(shè)計(jì)，適用于批量大,、成本低的場(chǎng)合,。其特點(diǎn)是：長(zhǎng)期飽合后可迅速恢復(fù)、高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性,、快速響應(yīng)等,。

　　本系統(tǒng)具有2路D/A轉(zhuǎn)換輸出，可對(duì)溫度或濕度進(jìn)行反饋控制,。D/A采用兩路DAC7512進(jìn)行,，DAC7512是一種軌對(duì)軌的低功耗的12位串行輸入的D/A轉(zhuǎn)換器，輸出標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA電流信號(hào),，可滿足對(duì)溫度,、濕度的控制需要,。

　　系統(tǒng)還具備與上位機(jī)通信的功能，采用RS422通信方式,，可實(shí)行遠(yuǎn)距離的一對(duì)多點(diǎn)通信,，上位機(jī)可查詢多達(dá)64個(gè)采樣點(diǎn)的溫度、濕度和露點(diǎn)數(shù)據(jù),。

　　系統(tǒng)還具備校準(zhǔn)功能,，可對(duì)溫度進(jìn)行2點(diǎn)校準(zhǔn)，對(duì)濕度進(jìn)行4點(diǎn)校準(zhǔn),。另外,，系統(tǒng)還具有露點(diǎn)顯示功能，滿足不同使用場(chǎng)合對(duì)露點(diǎn)顯示的需要,。

　　2 軟件設(shè)計(jì)

　　由溫度傳感器輸出的信號(hào)需經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,，A/D轉(zhuǎn)換采用ADS1110具有自校準(zhǔn)功能的帶內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的芯片，它采用I2C總線與主機(jī)進(jìn)行通信,，具有16位的轉(zhuǎn)換精度,。系統(tǒng)定時(shí)循環(huán)對(duì)溫度和濕度進(jìn)行采樣，將采樣結(jié)果經(jīng)過(guò)單位轉(zhuǎn)換后直接顯示在顯示屏上,，同時(shí)進(jìn)行露點(diǎn)的計(jì)算,，將計(jì)算結(jié)果顯示在顯示屏上。采用定時(shí)掃描鍵盤(pán)的方式讀鍵盤(pán)輸入情況,，并判斷是否進(jìn)行濕度或溫度校準(zhǔn)功能,。系統(tǒng)的工作流程圖如圖2所示。

　　按照下列步驟計(jì)算露點(diǎn)值：

　　(1)測(cè)量相對(duì)濕度(RH)和環(huán)境溫度(Tα,，單位：℃);

　　(2)使用下列公式計(jì)算飽和蒸汽壓(Svp,，單位：kPa)：

　　log(Svp(T))=(C1T-C2)/(T-C3)(T>0) (1)

　　或

　　log(Svp(T))=C4-C5/T(T<0) (2)

　　(3)根據(jù)上式計(jì)算當(dāng)前水汽壓(Vp，單位：kPa)Vp=RH×Svp/100

　　(4)根據(jù)式(1)或式(2)反推露點(diǎn)溫度(Td,，單位：℃),，式(1)或式(2)中的溫度T用露點(diǎn)溫度Td代替，而飽和蒸汽壓Svp用當(dāng)前水汽壓Vp代替,。

　　ADS1110及DAC7512采用I2C總線與主機(jī)通信,，因此需要采用I2C總線編程方式，讀取A/D采樣結(jié)果和輸出相啦的控制信號(hào),，本系統(tǒng)中主機(jī)采用P3.4,、P3.5口線與ADS1100進(jìn)行通信，通信時(shí)需要注意的是采樣頻率的關(guān)系,，不能太快,，否則會(huì)產(chǎn)生“混淆”，使得讀出的數(shù)據(jù)不正確,。采用STC89的擴(kuò)展口P4.0,、P4.1,、P4.2口線與DAC7512進(jìn)行通信，輸出D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果,，利用該結(jié)果可以對(duì)濕度或溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,。

　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　表1是在70%濕度情況下，采用本系統(tǒng)進(jìn)行的溫度和露點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果,，表2是在濕度一定情況下,，采用本系統(tǒng)進(jìn)行的露點(diǎn)隨濕度變化測(cè)量結(jié)果。

　　從表中可看出,。采用本系統(tǒng)進(jìn)行露點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí),，最大誤差為0.6℃，相對(duì)誤差小于1%,。通過(guò)實(shí)驗(yàn),，該機(jī)溫度測(cè)量誤差在1%以內(nèi),，濕度,、露點(diǎn)誤差在2%以內(nèi)，能滿足一般工業(yè)場(chǎng)合的需要,。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　由8位單片機(jī)控制的溫度濕度監(jiān)控儀,，成本低，可靠性好,，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便,，測(cè)量精度可滿足一般家電、農(nóng)業(yè)大棚,、辦公自動(dòng)化及工控系統(tǒng)對(duì)溫度濕度控制及監(jiān)測(cè)的需要,，用于監(jiān)測(cè)露點(diǎn)時(shí)，其誤差小于2%,，可用于一些需要監(jiān)測(cè)露點(diǎn)的場(chǎng)合,，能滿足一般工業(yè)場(chǎng)合的需要。