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实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个 RS 触发器,一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。
图2-1 555定时器
555定时器两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2VCC /3时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于VCC /3时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电,开关管截止。RD是复位端,当其为0时,555输出低电平。平时该端开路或接VCC。VCC是控制电压端(5脚),平时输出2VCC /3作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个0.01uf的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。T为放电管,当T导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
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2.4.2 湿度传感器的讨论与选择
方案一:采用湿度传感器 HS1101
湿度传感器 HS1101 基于独特工艺设计的电容元件,这些相对湿度传感器可以大批量生产。可以应用于办公自动化,车厢内空气质量控制,家电,工业控制系统等。在需要湿度补偿的场合他也可以得到很大的应用。 其特点:
1.全互换性在标准环境下不需校正 2.长时间饱和下快速脱湿
3.可以自动化焊接,包括波峰焊或水浸 4.高可靠性与长时间稳定性 5.专利的固态聚合物结构
6.可用于线性电压或频率输出回炉
7.最大参数值(Ta=25℃ 除非特别标定) 8.工作温度 Ta -40-100 ℃
9.储存温度 Tstg -40-125℃ 特征参数:
1.基于独特工艺设计的电容元件,专利的固态聚合物结构 2.高精度:±2%RH,极好的线形输出
3.量程:1~99%RH,宽工作温度范围 –60-140℃(HS1101LF),–40-100℃(HS1101)
4.湿度输出受温度影响极小,常温使用无须温度补偿 5.响应时间 5秒 ,浸水或结露后10秒钟迅速恢复 6.抗静电,防灰尘,有效抵抗各种腐蚀性气体物质 7.长期稳定性及可靠性,年漂移量 0.5%RH/年 8.互换性好
9.电容与湿度变化 0.31pf/%RH(HS1101LF),0.3431pf/%RH(HS1101),典型值180pf@55%RH
方案二:Al2O3型湿度传感器
在非电物理量的检测中,湿度的测量是比较困难的。湿度信号的传递必须靠水对湿敏元件直接接触来完成,因此湿敏元件只能直接暴露于待测
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环境中,而不能密封,这些都导致湿度传感器的寿命较短。目前已有几十种湿敏器件,按感湿材料来分,大致有四类:电解质、半导体陶瓷、高分子和其它。本系统需要检测温室内空气的相对湿度,它是绝对湿度和饱和湿度之比。根据温室湿度控制的特点,本系统中湿度传感器选用Al2O3型湿度传感器。
Al2O3型湿度传感器属于电容型的高分子材料制成的湿敏元件,它的传感功能是通过高分子聚合物在吸湿后而引起介电常数的变化来完成的。它具有线形度好、滞后性小、响应快以及能在较寒冷的环境中使用等优点,其主要的特性参数为:
1.工作环境温度:-30- +80 ℃ ; 2.相对湿度测量范围:0-100%RH ; 3.测湿精度:士4%RH。
2.4.3 湿度采集原理及电路
原理分析:电源电压工作范围是UCC=3.5- 12V,利用一片CMOS定时器TLC555,配上HSll01和电阻R2、R4构成单稳态电路,将相对湿度值变化转换成频率信号输出,输出频率范围是7351-6033Hz,所对应的相对湿度为0~100%,当RH=55%时,f=6660Hz,输出的频率信号可送至数字频率计或检测系统,经整理后送显示。R6为输出端的限流电阻,起保护作用。通电后,电源沿着VCC→R7→R8→C对HS1101充电。经过t1时间后湿敏电容的压降VCC就被充电到TLC55的高触发电平(Uh=0.67Ucc),使内部比较器翻转,OUT的输出变成低电平。然后C开始放电,放电回路为C→R8→D→内部放电管脚,经过t2时间后,VCC降到低触发电平(Ul=0.33Ucc),内部比较器再次翻转,使OUT端的输出变成高电平。这样周而复始的进行充放电,形成了振荡。 湿度采集电路:
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图2-3湿度采集电路
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3.1 控制软件设计
第3章 系统的软件设计
控制本设计的主程序流程图如下图3-1所示: 开始 初始化 采样温度 送入单片机 显示温度值 与设定值相等 是 控制报警 否 采样湿度 送入单片机 显示湿度值 与设定值相等 是 控制报警 否 扫描键盘
结束 图3-1 主程序流程图
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