第三章 系统硬件电路设计
Convert T（温度变换）[44h] Recall E2（重新调整E2）[B8h] Read Power Supply（读电源）[B4h] ④ 处理数据
DS18B20的高速暂存存储器由9个字节组成。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后。
3.3 湿度传感器IH3605介绍
3.3.1 IH3605结构及引脚介绍
由于IH3605内部的两个热化聚合体层之间形成的平板电容器电容量的大小可随湿度的不同发生变化，从而可完成对湿度信号的采集。热化聚合体层同时具有防御污垢、灰尘、油及其它有害物质的功能。
IH3605的引脚定义分别如图3-7所示。IH3605采用SIP封装形式，有3个引脚，1脚(-)接地；2脚(OUT)输出与湿度相对应的模拟电压；3脚(+)接电源。
-OUT+
图3-6 IH3605引脚图
3.3.2 IH3605的主要技术指标
● 电源电压：4～5.8V； ●供电电流：200uA(5VDC)； ●湿度范围：0～100％RH
●精度： ±2％RH(0～100％RH、25℃ 、V=5vDc)；
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第三章 系统硬件电路设计
●互换性：±5％RH(0～60％RH)±8％RH(90％RH)； ●线性度：±0.5％RH(典型)； ●重复性：±0.5％RH；
●稳定度：±1％RH(50％RH 、5年内)； ●响应时间：155(25℃及空气缓慢流动环境下)； ●工作温度：-40℃ ～85℃ ；
3.3.3 IH3605的电压输出特性
IH3605的输出电压是供电电压、湿度及温度的函数。电源电压升高，输出电压将成比例升高，在实际应用中，通过以下两个步骤可计算出实际的相对湿度值。
(1)首先根据下述计算公式，计算出25℃温度条件下相对湿度值RH0 。VOUT=VDC(0.0062 RH0 +0.16)
其中VOUT为IH3605的电压输出值，VDC为IH3605的供电电压值，RH0 为25℃ 时的相对湿度值。
(2)进行温度补偿，计算出当前温度下的实际相对湿度值RH RH= RH0/(1.0546—0.00216t)
其中RH为实际的相对湿度值，t为当前的温度值，单位为℃。 IH3605的输出电压与相对湿度的关系曲线如图3-7所示
4.54.03.53.0输出2.5电压2.0（V）1.51.00.5 020406080相对湿度（%）1000.80℃4.073.903.5025℃85℃
图3-7 输出电压与湿度关系曲线
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3.3.4 IH3605接口电路
由于IH3605的输出电压较高且线性较好，因此电路无需进行信号放大及信号调整。可以将IH3605的输出信号直接接到A/D转换器上，完成模拟量到数字量的转换。由于IH3605的输出信号范围为0.8-3.9V(25℃ 时)，所以在选择A/D转换
器时应选择具有设定最小值和最大值功能的A/D转换器TLC549。 IH3605的典型接口电路如图3-8所示，其核心器件采用AT89C51单片机，A/D转换器采用TLC549八位串行AD转换器，R1、R2、R3设定A/D转换器的最大输入电压，R4、R5、R6设置A/D转换器的最小输人电压。在单片机内将读到的湿度值进行温度校正，得到实际的相对湿度值。
VCCR1R4VCCIH3605OUTGNDR2REF+AINDOUTTLC549CSR3R5R6REF-I/O CLK
图3-8 IH3605应用电路图
3.4 A/D转换器的介绍
3.4.1 TLC549的主要特点
TLC549是美国德州仪器公司生产的8位串行A/D转换器芯片，可与通用微处理器、控制器通过CLK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17μs，TLC549为40000次/s。总失调误差最大为±0.5LSB，典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，VREF-接地，VREF+－VREF-≥1V，可用于
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较小信号的采样。TLC1549 引脚排列如图3-9 所示。
图3-9 TLC549 引脚排列
TLC549 在工作温度范围内的极限参数: 电源电压VCC: 6.5 V;
输入电压范围: - 0.3 V～VCC+0.3 V; 输出电压范围: - 0.3～VCC+0.3 V; 正基准电压: VCC+0.1 V; 负基准电压: - 0.1 V; 峰值输入电流: ±10 mA; 峰值总输入电流: ±30 mA;
工作温度范围:TLC549C 为0℃～70℃, TLC549I 为- 40℃～85℃。
3.4.2 工作原理
TLC549具有片内系统时钟，该时钟与I/O CLOCK是独立工作的，无须特殊的速度或相位匹配。其工作时序如图3-10所示。
当CS为高时，数据输出(DATA OUT)端处于高阻状态，此时I/O CLOCK不起作用。这种CS控制作用允许在同时使用多片LC549时，共用I/O CLOCK，以减少多路(片)A/D并用时的I/O控制端口。
一组通常的控制时序为：
(1)将CS置低。内部电路在测得CS下降沿后，再等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后，然后确认这一变化，最后自动将前一次转换结果的最高位(D7)位输出到DATA OUT端上。
(2) 前四个I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5个位(D6、
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D5、D4、D3)，片上采样保持电路在第4个I/O CLOCK下降沿开始采样模拟输入。 (3)接下来的3个I/O CLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)个转换位。
(4)最后，片上采样保持电路在第8个I/O CLOCK周期的下降沿将移出第6、7、8(D2、D1、D0)个转换位。保持功能将持续4个内部时钟周期，然后开始进行32个内部时钟周期的A/D转换。第8个I/O CLOCK后，CS必须为高，或I/O CLOCK保持低电平，这种状态需要维持36个内部系统时钟周期以等待保持和转换工作的完成。如果CS为低时I/O CLOCK上出现一个有效干扰脉冲，则微处理器/控制器将与器件的I/O时序失去同步；若CS为高时出现一次有效低电平，则将使引脚重新初始化，从而脱离原转换过程。
在36个内部系统时钟周期结束之前，实施步骤(1)－(4)，可重新启动一次新的A/D转换，与此同时，正在进行的转换终止，此时的输出是前一次的转换结果而不是正在进行的转换结果。
若要在特定的时刻采样模拟信号，应使第8个I/O CLOCK时钟的下降沿与该时刻对应，因为芯片虽在第4个I/O CLOCK时钟下降沿开始采样，却在第8个I/O CLOCK的下降沿开始保存。
图3-10 TLC549时序图
3.5 键盘接口电路
按键是一组常开的按键开关。按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应的I/O端口形成一个负脉冲。闭合和释放过
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