基于MXT8051的低成本高性能溫濕度記錄儀的設(shè)計

　　引言

　　在精密測量和精密加工中，環(huán)境因素是影響精度的主要因素之一，其中溫度、濕度是環(huán)境的兩項主要指標(biāo)。為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，尋求高性能低價格且應(yīng)用廣泛的測量元器件是生產(chǎn)過程的首選。鑒于目前的情況，本文使用國產(chǎn)芯片MXT8051，具有AD、PGA、LCD驅(qū)動、RTC等，以溫度、濕度傳感器作為測量元件，構(gòu)成了低成本的智能溫濕度測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有與計算機(jī)的通訊功能， PC管理軟件通過USB接口讀取并分析數(shù)據(jù)，軟件功能強(qiáng)大，使用方便，可通過列表顯示數(shù)據(jù)和繪制曲線分析圖，歷史數(shù)據(jù)可以查詢、保存和打印。另外，該系統(tǒng)進(jìn)行了防水設(shè)計，使用防水外殼，有效提高了產(chǎn)品的使用壽命。應(yīng)用場合廣泛，如冷車、冷庫、糧庫、醫(yī)院、機(jī)房、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。

　　設(shè)計方案

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　系統(tǒng)基于MXT8051混合信號微處理器來開發(fā)，兼具低成本和高性能。系統(tǒng)主要包括六個部分：MXT8051處理器、溫度傳感器及調(diào)理電路、濕度傳感器及調(diào)理電路、LCD顯示和PC機(jī)管理軟件，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

　　系統(tǒng)以控制芯片MXT8051為控制核心，MXT8051內(nèi)部集成144段式LCD驅(qū)動和5個外部中斷源，能夠滿足微控制系統(tǒng)中對于人機(jī)信息交互的需要;其獨特的可調(diào)增益放大器、恒流源、放大器模擬模塊，可為電阻式傳感器(如壓力、溫度、光線)或其他生物傳感器提供完備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和采集系統(tǒng)。測溫電路采用PT100，采用恒流源測溫方式。測濕電路使用HIH4000，這是一型具有激光調(diào)整互換型的容性變化的單片集成電路，其輸出電壓與RH值呈線性關(guān)系，精度高，響應(yīng)時間快，漂移小。存儲器使用AT24C1024，可存儲1Mbit數(shù)據(jù)。控制芯片MXT8051按照上位機(jī)軟件設(shè)定的記錄間隔(2秒～24小時連續(xù)可調(diào))采集溫度和濕度，并將檢測到的數(shù)據(jù)存儲到AT24C1024中。溫度濕度記錄通過USB轉(zhuǎn)串口與PC機(jī)連接，通過上位機(jī)軟件可設(shè)定記錄開始時間，記錄間隔等。