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如圖所示,用一個具有容性響應的傳感器和一只PIC微控制器(MCU)就可以構成一個相對濕度計。 其中Humirel公司提供的HS1101型傳感器的電容取值范圍為162 ~202pF。 使用一個TLC555 CMOS 定時器作為振蕩器,完成從電容到頻率的轉換,定時器的頻率等式如下：F = 1.44/(RA + 2RB)×CX這里電阻RA和RB分別等于421 kΩ和42.4 kΩ,CX為傳感器電容。接到定時器控制電壓輸入端的1MΩ電阻用來使與傳感器溫度系數相匹配的定時器內部溫度系數失衡。 MCU測量輸入信號周期,并將其轉換為相對濕度數字讀數。這通過MCU內部計數器(TMR1)和捕獲/比較/脈寬調制模塊(CCP)來實現的。 因為傳感器的電容范圍非常窄,信號的周期范圍也會非常小,因此使用一個8.000MHz的晶振來獲得0.5μs的指令周期。 
另外,CCP模塊被配置成將輸入電壓分為4部分,這樣就可以在由TLC555提供的不同周期中增加計數脈沖范圍。PIC的CCP模塊可以檢測每4個或16個脈沖的上升或下降沿。 在這種情況下,CCP模塊是按4個上升沿配置的。此檢測事件存儲在寄存器PIR1的CCP1IF標志位。當檢測到第一個上升沿時此標志位被置位,通過軟件使能TMR1開始計數。 隨后該標志位必須被清除,等待檢測第四個上升沿,然后停止定時器。現在必須將代表一個周期的總計數從存儲器TMR1L和TMR1H分別轉存到存儲器CCPR1L和CCPR1H。 利用該數據,我們進一步從結果周期數中減去對應于濕度0%的周期數(在本例中,取十進制數62(3EH)) 以完成從周期數到相對濕度的轉換。對應于濕度0%的周期數可以由制造商提供的等式和TLC555定時器產生的頻率計算確定。 16位減法是通過首先對上述數值進行二進制補運算,然后將結果加到由TMR1得到的數據而實現的,這個算術運算的結果即對應于相對濕度。最后由MCU完成從二進制數到BCD碼的轉換。 二進制到BCD的轉換使用三個外存儲器：個、十、百位存儲器,相對濕度(濕度百分比)被送到個位存儲器,然后減10,由累加器W保存此運算結果。 通過測試狀態寄存器的進位,我們可以知道運算結果是否大于10。如果小于10,則運算結果只有個位,不需要繼續進行更多的比較運算,這樣轉換就僅限于于個位存儲器。 如果運算結果大于10,十位存儲器加1,十位存儲器加1時個位存儲器必須進行同樣的減10運算。 當十位存儲器等于10時,百位存儲器加1。同樣的運算處理一直進行下去,直到個位存儲器的數小于10。轉換結束時,每個存儲器的結果便是BCD碼,BCD碼到七段數碼的轉換由子程序OPTABLE完成。 轉換電路有一個四位多路共陰極LED顯示器,要求采用一個多路轉換程序來正確地顯示讀數。多路轉換通過以200Hz的頻率切換三個2N2222晶體管,一次激發一個顯示單元的方式來實現。 |
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