基于MSP430 的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)分析

　　0 引言

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，許多情況下都需要對(duì)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行限定。因此，為了隨時(shí)可以檢測(cè)環(huán)境溫濕度以進(jìn)行監(jiān)測(cè)，減少由于溫濕度對(duì)工程帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，本文設(shè)計(jì)基于SHT11 對(duì)溫濕度進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫濕度的監(jiān)測(cè)。

　　1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　1.1 總體結(jié)構(gòu)

　　溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以msp430 為核心，采用溫濕度傳感器SHT11測(cè)量溫濕度，系統(tǒng)由溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、顯示模塊、按鍵模塊組成，由溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，處理之后根據(jù)按鍵操作完成相應(yīng)的溫度和濕度顯示，并且具有超限報(bào)警的功能，圖1 為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

　　1.2 硬件選型

　　1.2.1 主控模塊

　　MSP430 單片機(jī)是由TI 公司推出的一系列超低功耗微處理器。它的顯著特性是具有超低功耗，有5 個(gè)低功耗模式可供選擇；數(shù)字控制的振蕩器可以使硬件從低功耗狀態(tài)快速轉(zhuǎn)化到喚醒狀態(tài)，可以在少于6μs 時(shí)間內(nèi)達(dá)到激活工作方式；開(kāi)發(fā)語(yǔ)言有匯編語(yǔ)言和C 語(yǔ)言等特點(diǎn)。以上特性使之成為電池供電便攜設(shè)備的首選微處理器。

　　1.2.2 溫濕度監(jiān)測(cè)模塊

　　本設(shè)計(jì)采用SHT11 傳感器測(cè)量溫濕度。溫濕度測(cè)量芯片由一個(gè)電容式聚合體測(cè)濕元件和一個(gè)能隙式測(cè)溫元件組成，并與14位的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片以及串行接口電路無(wú)縫連接。因此，該芯片與其他同類(lèi)芯片相比，具有抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、相應(yīng)時(shí)間極短、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)勢(shì)。

　　SHT11 的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

　　SHT11 傳感器測(cè)量溫度和相對(duì)濕度的默認(rèn)精度分別為14 位、12 位，如果設(shè)置狀態(tài)寄存器，可將精度降至12 位、8 位?？梢詼y(cè)量溫度的范圍為-40 ~ 123.8℃，如果設(shè)置的精度為14 位，則溫度分辨率為0.01℃ ;可以測(cè)量的濕度范圍為0% ~ 100%RH,如果設(shè)置的精度為12 位，則濕度分辨率為0.03%RH .SHT11傳感器芯片在出廠(chǎng)前，進(jìn)行了極為精確的濕度標(biāo)定，校準(zhǔn)系數(shù)在OTP 內(nèi)存以程序形式進(jìn)行儲(chǔ)存。在測(cè)量過(guò)程中，程序能夠?qū)ο鄬?duì)濕度自動(dòng)校準(zhǔn)，傳感器的信號(hào)的校準(zhǔn)與校準(zhǔn)系數(shù)相關(guān)。SHT11 芯片利用溫濕度傳感器分別產(chǎn)生的相對(duì)溫度、相對(duì)濕度模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大器進(jìn)行信號(hào)放大，然后經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)校準(zhǔn)和糾錯(cuò)，最后通過(guò)RS232 串行接口將相對(duì)溫度及濕度傳送到MSP430 單片機(jī)進(jìn)行處理。