采用单片机设计温湿度控制仪

文章摘要： 在某些行业中对温湿度的要求较高，特别是在电力系统中，由于温度过高、过低引起的元件失效或由于湿度过高而引起的爬电、闪络事故时有发生。为了避免这些故障，需要在电力设备柜体内安装控温、除湿设备。采用单片机开发的的温湿度控制仪功能齐全、操作简便，特别适用于对温湿度控制要求较高的继电保护柜、仪表箱、计量柜等设备。主要技术指标如下。 温度指示：-30℃～120℃，精度±1℃； 湿度指示：(0～100)%RH，精度±5%RH； 加热器启动条件：温度显示值≤低温加热下限T1_L时，或湿度显示值≥过湿加热整定值上限H_H时； 加热器退出条件：温度显示值≥低温加热

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 　　在某些行业中对温湿度的要求较高，特别是在电力系统中，由于温度过高、过低引起的元件失效或由于湿度过高而引起的爬电、闪络事故时有发生。为了避免这些故障，需要在电力设备柜体内安装控温、除湿设备。采用单片机开发的的温湿度控制仪功能齐全、操作简便，特别适用于对温湿度控制要求较高的继电保护柜、仪表箱、计量柜等设备。主要技术指标如下。
　　
       温度指示：-30℃～120℃，精度±1℃；
　　
       湿度指示：(0～100)%RH，精度±5%RH；
　　
       加热器启动条件：温度显示值≤低温加热下限T1_L时，或湿度显示值≥过湿加热整定值上限H_H时；
　　
       加热器退出条件：温度显示值≥低温加热上限T1_H与湿度显示值≤过湿加热整定值下限H_L都满足时；
　　
&nb sp;      排风扇启动条件：温度显示值≥排风降温整定值上限T2_H时；
　　
       排风扇停止条件：温度显示值≤排风降温整定值下限T2_L时；
　　
       继电器触点容量：AC220V/10A。 

       硬件设计
　　
       本系统硬件结构如图1所示，整个系统的核心采用与MCS-51完全兼容的GMS97C2051单片机，20脚封装，减少了P0口和P2口，其他配置与性能不变，OTP器件降低了硬件成本。

                                      
       系统中使用美国IMP公司的单片机系统监控电路IMP813L，以防程序跑飞。如果WDI不处于浮空状态，在1.6秒内GMS97C2051不触发看门狗输入WDI，就说明程序已经紊乱，看门狗输出端将输出低电平到手动复位端，使复位输出端发出复位信号，使GMS97C2051可靠复位。

       显示电路采用带有高速串行接口的8位LED控制驱动器PS7219。PS7219是高性能、低价格的多位LED显示驱动器，完全兼容MAX7219，并增添了位闪等功能。其接口采用流行的同步串行外设接口SPI，可与任何一种单片机方便接口，并可同时驱动8位LED。PS7219内部有15×8 RAM功能控制寄存器，可方便寻址、对每位数字可单独控制、刷新，不需重写整个显示器，显示亮度可数字控制，每位都有闪烁使能控制位。PS7219的这些特点，既节省了I/O口，又方便了编程。

       A/D转换器采用8位串行控制模数转换器TLC0834。TLC0834是低价格8位逐次逼近型A/D转换器，其多路器可用软件配置为单端或差分输入，也可配置为伪差分输入，基准电压的大小可调，在全8位分辨率下允许任意小的模拟电压编程间隔。

       湿敏传感器采用电容式湿敏元件HS1101。HS1101有响应快、线性度高、高可靠性和常时间稳定性、常时间饱和下快速脱湿等优点。IC1-a与R1、R2、C1组成一个多谐振荡器，其振荡频率f=1.44/(R1+2R2)C1，图示参数振荡频率约为50Hz(T=20ms)，其振荡脉冲作为可变脉冲发生器提供触发脉冲。图1中右侧的单稳态触发器由IC1-b、R3以及HS1101组成，输出脉宽取决于充电时间常数RC，即t=1.1R3(C2+CX)，此输出脉冲经平

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