[实用新型]一种CPLD湿度检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种湿度检测电路，具体是一种利用HS1101的湿度传感器实现湿度检测的电路，属于硬件电路设计技术领域。

背景技术

湿度检测在各种工业领域均具有广泛的应用需求，例如在仓储领域，湿度参数必须得到准确采集以保证货物避免受潮变质。在湿度检测中湿度传感器的应用是必不可少的。

HS1101湿度传感器具有响应时间快、高可靠性和长期稳定性特点，不需要校准的特点。HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器C，其电容随所测空气的湿度增大而增大，在相对湿度为0％-100％RH的范围内，电容的容量由160pF变化到200pF，其湿度检测误差不大于±2％RH，响应时间小于5s，温度系数为0.04pF/℃。具体电路设计时通常将HS1101湿度传感器置于555振荡电路(一种定时器芯片)之中，其电容的变化将转换为与之成反比的方波信号S，该信号的频率被采集处理后经换算即可根据HS1101湿度传感器等效电容与相对湿度之间的关系得出被测环境相对湿度。上述检测过程可简单总结为：环境相对湿度-HS1101湿度传感器等效电容-555振荡电路输出信号频率-计算出环境相对湿度。

具体关注到对上述方波信号S的频率进行测量时，现有技术中往往存在两种方案：(1)利用单片机进行频率测量，单片机测量频率往往依靠集成在芯片内部的定时计数器实现，依靠软件设置的方式来控制单片机芯片内部的定时计数器实现计数测量，这种方式由于需要依靠软件往往存在精度不高，稳定性不强，增加软件设计难度等缺点。(2)利用单片机采集信号频率然后上传给计算机，由计算机来实现对具体的分段测量，显然由于测量必须依赖上位机，这必然导致设备难以实现便携式设计。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是：怎样提供一种测量不依赖软件，测量精度高，测量稳定性高并且容易实现便携式设计的CPLD湿度检测电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案。

一种CPLD湿度检测电路，其特征在于：包括湿度传感器，湿度采集模块，单片机和CPLD控制器；

所述湿度传感器为HS1101传感器，所述湿度采集模块为定时器芯片，所述定时器芯片具有阈值输入端、触发输入端、放电端、复位端和输出端；

所述定时器芯片的阈值输入端和定时器芯片的触发输入端连接在一起构成湿度采集模块的输入端IN，所述定时器芯片的输出端为湿度采集模块的输出端OUT；

湿度采集模块的输入端IN与HS1101传感器的一端相连接，HS1101传感器的另一端接地；

湿度采集模块的输入端IN还与第二充电电阻R2的一端相连接，第二充电电阻R2的另一端与定时器芯片的放电端相连接，定时器芯片的放电端通过第一充电电阻R1与电源VCC相连接；

所述CPLD控制器内部设置有数字频率计模块，所述数字频率计模块具有被测信号输入端；

所述定时器芯片的输出端与所述数字频率计模块的被测信号输入端相连接；

所述单片机通过SPI串行通信接口与CPLD控制器实现电连接。

进一步的，所述单片机还与键盘输入电路和LCD显示屏相连接。

更进一步的，所述单片机通过串口与计算机相连接。

相比现有技术，本实用新型具有如下优点：

本实用新型中，通过纯硬件的CPLD控制器内部设计的数字频率计模块实现对定时器芯片输出信号的频率测量，频率的测量不再依靠软件方式实现，并且由于CPLD控制器本身内部包含强大的数字逻辑资源以及其灵活的设计方式，使得CPLD控制器内部设计的数字频率计模块可以具有很高的测量灵活性和测量精确性，因此本实用新型与现有技术中通过单片机实现测量的方式相比具有不依赖软件、测量精度高以及稳定性强的优点。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型一种CPLD湿度检测电路，包括湿度传感器，湿度采集模块，单片机和CPLD控制器；

湿度传感器为HS1101传感器，HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器C，其电容随所测空气的湿度增大而增大，它是2脚封装，靠器件侧面来接触空气。

湿度采集模块为定时器芯片(可以采用最为常见的NE555型电路)，定时器芯片通常具有阈值输入端、触发输入端、放电端、复位端和输出端，当然还具有电源端，地端和电压控制端；