HR202L HR31湿敏电阻使用电路和单片机例程等资料下载

ID:272776 · 发表于 2018-5-2 18:43

传感器资料，新手，求照顾
一、产品概述
HR202L 湿敏电阻器是采用有机高分子材料的一种新型湿度敏感元件，具有感湿范围宽，响应迅速，抗污染能力强，无需加热清洗及长期使用性能稳定可靠等诸多特点。

三、应用范围
用于温湿度显示计、温湿度礼品表、大气环境监测、工业过程控制、农业、测量仪表等应用领域。

四、产品亮点
外型小巧美观、长期稳定性好、温湿度测量范围宽、高低温湿度测量精确。

五、电路图

湿敏电阻测试31K1004

RC測湿
注：Rs 為標準電阻 RH 為湿敏電阻
检测原理：
      RC 測湿的實現方法是利用電阻 R 給電容 C 充放電時間來測量湿度的（此處的湿度感
      測器為湿敏電阻）。
      用不同的電阻給電容充放電時間不一樣，對 RC測量湿度的精度與電阻 R 和電容 C的
      選取有關。我們通常是選用一個標準電阻（隨湿度變化其阻值變化很小，可忽略不計，通
      常為高精度的金屬膜電阻)它的阻值 Rs 與湿度感測器在標準大氣壓下、25℃時的阻值相
      同。當湿度發生變化時，湿敏電阻的阻值 RH發生變化，那麼湿敏電阻 RH 給電容C的充放
      電時間也發生變化。而標準電阻 Rs給電容 C 的充放電時間則基本不發生變化。
      由RC充电原理我們知道，電阻 R 與電容 C 充電時間的關係可知
      TH=K*RH*C    （1）
      Ts=K*Rs*C    （2）
      其中K 為常數
      由1,2可知充電時間的比例與 R 有關，而 C 無關。
      RH=(Rs*TH)/Ts
      當然，随着环境湿度的變化電容 C 變化比較大，我們完成標準電阻和湿敏電阻對同一電
      容的充放電在很短的時間內，因而電容C 變化引起的誤差可以消除。為了提高精度，對電
      容 C 的選取也有關係，電容容量不能太小，也不能太大，與感測器的標稱值有關。

      这样我们就计算出拉湿敏电阻阻值RH，通过湿阻特性查表就可以得到湿度值；当然也可以分段计算出湿度值。

硬件摘要：
      PD0、PD2和PD3是AVR单片机的3个I／O脚；
      RK为10k的精密电阻；
      RH为31K－精度为1％的湿敏电阻；
      R1为100Ω的普通电阻；
      C1为0.47μ的瓷介电容。
程序要点：
      先将 PD0、PD2，PD3都设为低电平高阻输出，使C1放电至放完。
      将PD2、PD3设置为高阻输入状态，PD0设为高电平输出，通过RK电阻对C1充电，单片机内部计时器清零并开计       时检测PD3口状态，当PD3口检测为高电平时，即C1上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压时，单片机       计时器记录下从开始充电到PD3口转变为高电平的时间T1即TS。
      将PD0、PD2，PD3都设为低电平高阻输出，使C1放电至放完。
      再将PD0、PD3设置为输入状态，PD2设为高电平输出，通过RH电阻对C1充电，单片机内部计时器清零并开始计       时，检测PD3口状态，当PD3口检测为高电平时，单片机计时          器记录下从开始充电到PD3口转变为          高电平的时间T2即TH。

注意事项：
      从上面所述可以看出，该测湿电路的误差来源于这几个方面：单片机的定时器精度，RK电阻的精度，湿敏电          阻RH的精度，而与单片机的输出电压值、门嵌电压值、电容精       度无关。因此，适当选取湿敏电阻       和精密电阻的精度，单片机的工作频率够高，就可以得到较好的测湿精度。
      当单片机选用4M工作频率，RK、RH均为1％精度的电阻时，湿度误差可以做到小于1℃。
      如果PD3具有外部上升沿中断的功能，程序可以更简单，效果更好。

单片机源程序如下:

/******************************************************************************
* Copyright (c) 2010,湿敏电阻测试
* All rights reserved.
*
* 文件名称：R_TEST.C
* 文件标识：
* 摘要：系统程序。
*
* 当前版本：1.1
* 作者： OASONG
* 完成日期：待定
******************************************************************************/
//ICC-AVR application builder : 2010-04-00 22:43:30
// Target : M88
// Crystal: 8Mhz
//单片机资源分配 PD0-R标定电阻接口PD2-R湿敏电阻接口PD3检测口PC2热敏电阻接口 12864显示
#include "Config.h"
//函数声明
extern display_cuont1(unsigned int cuont );
extern display_cuont2(unsigned int cuont );
extern display_cuont3(long int cuont );
extern void init_lcd(void);
void get_temp_vule(void);
extern void display_cuont5(unsigned int cuont); //显示湿敏电阻阻值
extern void display_cuont7(long int cuont); //显示湿度值
//全局变量定义
unsigned char sreg,num1=0,num2=0,num3=0; //记数值益出次数
unsigned int HUMI_vule,temp_vule; //湿温值
long int count_vule1,count_vule2,count_vule3; //存取RC充电计数值
long int R_Humideal_int,R_TEMP; //湿温电阻阻值
/*****************************************
看门狗初始化
*****************************************/
void watchdog_init(void)
{
//WDR(); //this prevents a timout on enabling
WDTCSR = (1<<WDCE)|(1<<WDE);
WDTCSR = 0x28; //WATCHDOG ENABLED - dont forget to issue WDRs
}
/*****************************************
//延时子程序 1.010ms
*****************************************/
void DelaymS(long int dly) //延时子程序 1.010ms
{
unsigned char i;
for ( ; dly>0; dly--)
{
WDR();
for (i=0; i<(1050); i++); //1131
}
}
/*****************************************
延时为接近10us
*****************************************/
void Delay_10us(void)
{
unsigned char i;
i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;
i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;
i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;
i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;
i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;
i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;
i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;i--;
}
/*****************************************
//定时器1初始化
*****************************************/
void timer1_init(void)
{
CLI(); //全局中断关
TCCR1B = 0x00; //stop
TCNT1= 0x0000; //set count初值
TCCR1A = 0x00; //普通模式
STOP_TIMES ; //停止记数
}
/*****************************************
读TCNT1
输入数据：从读取记数值
输出：无
作者：
修改时间：
*****************************************/
unsigned int read_TCNT1(void)
{
unsigned int i;
sreg=SREG; //保存中断标志位
CLI(); //禁止中断
i=TCNT1; //读取记数值
//SEI(); //全局中断
SREG=sreg; //恢复标志位
return i;
}
/*****************************************
//控制C放完电
*****************************************/
void fang_C()
{
D0_OUT; //D0低电平输出
D0_CLR; //
D2_OUT; //D2低电平输出
D2_CLR;
D3_OUT; //D3低电平输出
D3_CLR;
C2_OUT; //D3低设置输出
C2_CLR;
//while(D3_R); //判断是否放完电
DelaymS(50); //时间控制电容放完电
}
/*****************************************
//控制10K标定电阻冲电记下充电时间T*count_vule1
*****************************************/
void chong_R1()
{
fang_C(); //电容释电
D2_IN;
D2_CLR;
D3_IN; //D2 D3设置高阻输入
D3_CLR;
C2_IN; //D3低设置输出
C2_CLR;
D0_OUT;
D0_SET; //R1C开始充电
START_TIMES ; //马上开始记数
loop1:if(TCNT1==65535)//防止记数溢出
{
TCNT1=0;
num1+=1;
}
while(!D3_R) goto loop1; //判断电平是否置高
count_vule1=TCNT1;//读取记数值
STOP_TIMES ; //停止记数
TCNT1=0; //记数值清0
fang_C(); //电容释电
}
/*****************************************
//控制湿敏电阻R2C冲电记下充电时间T*count_vule2
*****************************************/
void chong_R2()
{
fang_C(); //电容释电
D0_IN;
D0_CLR;
D3_IN; //D0 D3设置高阻输入
D3_CLR;
C2_IN; //D3低设置输出
C2_CLR;
D2_OUT;
D2_SET; //R2C开始充电
START_TIMES ; //马上开始记数
loop2:if(TCNT1==65535)//防止记数溢出
{
TCNT1=0;
num2+=1;
}
while(!D3_R) goto loop2; //判断电平是否置高
count_vule2=TCNT1;//读取记数值
STOP_TIMES ; //停止记数
TCNT1=0; //记数值清0
fang_C(); //电容释电
}
/*****************************************
//控制热敏电阻R3C冲电记下充电时间T*count_vule3
*****************************************/
void chong_R3()
{
fang_C(); //电容释电
D0_IN;
D0_CLR;
D3_IN; //D0 D3设置高阻输入
D3_CLR;
C2_IN; //D3低设置输出
C2_CLR;
D2_OUT;
D2_SET; //R2C开始充电
START_TIMES ; //马上开始记数
loop3:if(TCNT1==65535)//防止记数溢出
{
TCNT1=0;
num3+=1;
}
while(!D3_R) goto loop3; //判断电平是否置高
count_vule3=TCNT1;//读取记数值
STOP_TIMES ; //停止记数
TCNT1=0; //记数值清0
fang_C(); //电容释电
}
/*****************************************
//湿敏电阻采集数据返回湿敏阻值R_Humideal_int
*****************************************/
void dataHM_colleck()
{
chong_R1(); //标定电阻充电
chong_R2(); //湿敏电阻充电
R_Humideal_int=10000*(count_vule2+(65535*num2))/(count_vule1+(65535*num1)); //得到电阻整数位小数位忽略
num2=0;
num1=0; //溢出次数清0
}
/*****************************************
//热敏电阻采集数据返回热敏阻值 R_TEMP
*****************************************/
void dataTM_colleck()
{
chong_R1(); //标定电阻充电
chong_R3(); //湿敏电阻充电
R_TEMP=10000*(count_vule3+(65535*num3))/(count_vule1+(65535*num1));//得到电阻整数位小数位忽略
num3=0;
num1=0; //溢出次数清0
}
/*****************************************
//31K湿敏电阻获取湿度值
*****************************************/
void get_31HUMI_vule()
{
//分段计算湿度值
if((R_Humideal_int/1000)>=2600) HUMI_vule=(146000-10*(R_Humideal_int/1000))*10/4800; //20-25
else if(1300<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<2600) HUMI_vule=(91000-10*(R_Humideal_int/1000))*10/2600; //25-30
else if(630<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<1300) HUMI_vule=(53200-10*(R_Humideal_int/1000))*10/1340; //30-35
else if(310<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<630) HUMI_vule=(28700-10*(R_Humideal_int/1000))*10/640; //35-40
else if(160<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<310) HUMI_vule=(15100-10*(R_Humideal_int/1000))*10/300; //40-45
else if(87<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<160) HUMI_vule=(8170-10*(R_Humideal_int/1000))*10/146; //45-50
else if(49<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<87) HUMI_vule=(4670-10*(R_Humideal_int/1000))*10/76; //50-55
else if(31<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<49) HUMI_vule=(2470-10*(R_Humideal_int/1000))*10/36; //55-60
else if(20<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<31) HUMI_vule=(1630-10*(R_Humideal_int/1000))*10/22; //60-65
else if(13<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<20) HUMI_vule=(1110-10*(R_Humideal_int/1000))*10/14; //65-70
else if(8<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<13) HUMI_vule=(7740-100*(R_Humideal_int/1000))*10/92;//70-75
else if(6<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<8) HUMI_vule=(4890-100*(R_Humideal_int/1000))*10/54;//75-80
//else if(5<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<6) HUMI_vule=(2010-100*(R_Humideal_int/1000))*10/18;//80-85
else if(0<=(R_Humideal_int/1000)&(R_Humideal_int/1000)<6) HUMI_vule=(388-10*(R_Humideal_int/1000))*10/4;//85-90
//温度补偿0-60℃
if((0<=temp_vule)&(temp_vule<=25)) HUMI_vule= HUMI_vule+((25-temp_vule)*2); //小于25一度加0.2
if((25<temp_vule)&(temp_vule<=40)) HUMI_vule= HUMI_vule-((temp_vule-25)*2); //大于25一度减0.2
if(HUMI_vule>=999) HUMI_vule=999; //大于99
}
/*****************************************
//得到温度数据temp_vule 0-60℃
*****************************************/
void get_temp_vule()
{
if(17960<=(R_TEMP)&(R_TEMP)<27280) temp_vule=(136400-5*(R_TEMP))/4660; //0-10
else if(12091<=(R_TEMP)&(R_TEMP)<17960) temp_vule=(238290-10*(R_TEMP))/5869; //10-20
else if(8312<=(R_TEMP)&(R_TEMP)<12091) temp_vule=(196490-10*(R_TEMP))/3779; //20-30
else if(5827<=(R_TEMP)&(R_TEMP)<8312) temp_vule=(157670-10*(R_TEMP))/2485; //30-40
else if(4161<=(R_TEMP)&(R_TEMP)<5827) temp_vule=(62455-5*(R_TEMP))/833; //40-50
else if(3020<=(R_TEMP)&(R_TEMP)<4161) temp_vule=(98660-10*(R_TEMP))/1141; //50-60
else temp_vule=0; //其它温度不补偿
}
/*****************************************
//系统初始化
*****************************************/
void system_init()
{
//电容放电
D0_OUT; //D0低电平输出
D0_CLR; //
D2_OUT; //D2低电平输出
D2_CLR;
D3_OUT; //D3低电平输出
D3_CLR;
C2_OUT; //D3低设置输出
C2_CLR;
timer1_init(); //定时器1初始化
}
/*****************************************
/*****************************************
//主函数
*****************************************/
void main()
{
watchdog_init(); //喂狗
init_lcd(); //显示初始化
system_init();//系统初始化
while(1)
{
//调试湿度
dataHM_colleck(); //湿度数据采集
get_31HUMI_vule(); //转化湿度值
dataTM_colleck(); //温度数据采集
get_temp_vule(); //得到temp_vule
//display_cuont1(count_vule1+(65535*num1)); //显示标定电阻记数值
//display_cuont2(count_vule2+(65535*num2)); //显示湿敏电阻记数值
display_cuont5(R_Humideal_int); //显示湿敏电阻阻值
display_cuont7(HUMI_vule); //显示湿度值
DelaymS(8000); //显示刷新数据时间控制
//温度调试
//dataTM_colleck(); //温度数据采集
//get_temp_vule(); //转化温度值
//display_cuont1(count_vule1+(65535*num1)); //显示标定电阻记数值
//display_cuont2(count_vule3+(65535*num3)); //显示热敏电阻记数值
……………………
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