基于AT89C52单片机便携式环境参数检测仪的设计

　　家居环境的温度、湿度以及空气中 CO 浓度的高低与人们的身体健康息息相关，因此对家居环境参数的实时检测就显得尤为必要。针对这种情况，本文设计了一种家庭便携式环境参数检测仪。

　　1 检测仪的硬件设计

　　1.1 检测仪硬件结构

　　硬件电路组成如图 1 所示。

　　便携式环境参数检测仪主要用于室内环境参数的检测，其核心 CPU 为 AT89C52 芯片，独立完成温度、湿度、CO 浓度的数据采集、显示、存储、查询等功能。温度、湿度、CO 浓度的实时数据由模拟采集电路分别通过 3 个传感器 FAD-103AT/1、HS1101、SB-500 来采集。显示模块、键盘输入模块、定时时间功能模块和存储模块实现显示、查询和存储功能。另外，为防止仪器运行中的程序错误，加入人工复位电路等。

　　定时时间功能模块采用DS1302 串行时钟芯片，提供月、日、时、分、秒的实时数据。芯片内的 RAM用于存放室内温度和湿度的上限值和下限值以及参数修正值，存放对Flash存储器进行操作的地址指针。

　　片外存储器采用 TI 公司的 TMS29F040 FLASH 芯片来记录温度、相对湿度和CO浓度的数据以备查询。该存储器容量为512k×8，分为8页，每页的容量为64k。

　　数据的存储按以下的规律记录：每分钟记录一次温度、相对湿度和 CO 浓度是否超标，占用 4 个字节。每分钟打上 1 个月、日、时、分标志，占用 4个字节。 每小时的存储量为 480 字节，则整个存储器可以存储 684h。

　　1.2 温度采集电路设计

　　本仪器中需要检测实时温度，考虑到仪器的便携性和通用性，要求传感器的检测精度高、体积小、成本低。

　　NTC型热敏电阻FAD-103AT/1 是一种适合本仪器的温度传感器。

　　温度越高，RT热敏电阻阻值越小。温度采集电路采用了一种增益补偿电路，如图2 所示。电路的输出电压为：

　　RT阻值随着温度变化的改变值，经过精密放大器 OP07 转为电压的变化量，ADC0809 对输出电压 Vout模数转换。

　　热敏电阻 RT在 25℃时阻值为 10k 。要使 25℃时电路输出电压 Vout落在 ADC0809 转换线性区中间，且-40~+60℃时 Vout均在 0~5V 之间，要求电路阻值R1=1000k ，R2=R3=10k ，可得出 25℃电路输出电压Vout=2.47V。

　　1.3 湿度采集电路设计

　　在本文中选用的 HS1101 湿度传感器是 HUMIREL公司生产的变容式相对湿度传感器，适用于线性电压或频率的电路，具有恢复时间短、可靠性和稳定性高、响应时间短及测试精度高等优点。

　　图 3 为 HS1101 在仪器中的应用电路部分。