具有極好的線性輸出?？梢越瓶闯上鄬穸?/span>值與電容值成比例。因此在測量過程中，采集電容值即可。
2．測量電路
2．1 濕度定義
濕度指的是相對濕度。用%RH 表示。即氣體中（通常為空氣中）所含水蒸氣量（水蒸
氣壓）與其空氣在相同情況下飽和水蒸氣量（飽和水蒸氣壓）的百分比。
2．2 測量原理
HSll01 濕度傳感器是一種基于電容原理的濕度傳感器，相對濕度的變化和電容值呈線
性規(guī)律。在自動測試系統(tǒng)中，電容值隨著空氣濕度的變化而變化，因此將電容值的變化轉(zhuǎn)換
成電壓或頻率的變化，才能進(jìn)行有效地數(shù)據(jù)采集。用555 集成電路組成振蕩電路，HSl101
濕度傳感器充當(dāng)振蕩電容，從而完成濕度到頻率的轉(zhuǎn)換。
2．3 測量方法
HSll01 濕敏傳感器是采用側(cè)面開放式封裝，只有兩個引腳，有線性電壓輸出和線性頻
率輸出兩種電路。在使用時，將2 腳接地，這里選用頻率輸出電路。該傳感器采用電容構(gòu)成
材料，不允許直流方式供電。所以我們使用555 定時器電路組成單穩(wěn)態(tài)電路。具體電路分析
如下。
電源電壓工作范圍是UCC=+3．5～+12V。利用一片CMOS 定時器TLC555．配上HSll01
和電阻R2、R4 構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，將相對濕度值變化轉(zhuǎn)換成頻率信號輸出。輸出頻率范圍是
7351-6033Hz，所對應(yīng)的相對濕度為0～100%。當(dāng)RH=55%時，f=6660Hz。輸出的頻率信號
可送至數(shù)字頻率計或控制系統(tǒng)，經(jīng)整理后送顯示。R3 為輸出端的限流電阻，起保護(hù)作用。
通電后．電源沿著Uc→R4→R2→C 對HSl 101 充電。經(jīng)過t1 時間后濕敏電容的壓降Uc 就
被充電到TI～C555 的高觸發(fā)電平（Uh=0．67Ucc），使內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)，OUT 的輸出變成
低電平。然后C 開始放電，放電回路為C→R2→D→內(nèi)部放電管地。經(jīng)過t2 時間后，Uc 降
到低觸發(fā)電平（Ul=0．33Ucc），內(nèi)部比較器再次翻轉(zhuǎn)，使OUT 端的輸出變成高電平。這樣
周而復(fù)始的進(jìn)行充、放電，形成了振蕩。充電、放電時間計算公式分別為：tl=C（R2+R4）
ln2；t2=CR21n2；輸出波形的頻率（f）和占空比（D）的計算公式如下：f=1／T=1／（t1+t2）
=1／C（2R2+R4）ln2；D=tl／T=t1／t1+t2=R2+R4／（2R2+R4）；通常取R4《R2，使D≈50%，
輸出接近于方波。例如，取人R2=567kQ，R4=49．9kΩ。
濕度傳感器只是保證傳感探頭的精度，在實際使用中，綜合精度除了與濕度傳感器本身
元件有關(guān)，還與外圍電路的器件選擇相關(guān)。為了與HSll01 溫度系數(shù)相匹配，Rl 數(shù)值應(yīng)取為
1%精度，且*大溫漂不超過100ppm（ppm：百萬分之一，表示當(dāng)溫度變化1℃，所對應(yīng)的
電阻相對變化量）。為了保證達(dá)到6660Hz／55%,R2 與555 電路選取參照如下表：
當(dāng)RH=55%、TA=+25℃時，典型輸出方波頻率與相對濕度的數(shù)據(jù)對照見表3。
2．4 與微處理器IPC2132 接口
LPC2132 是一種支持實時仿真和跟蹤的16／32 位基于ARM7TDMI-S 內(nèi)核的CPU，并
帶有64KB 嵌入的高速FLASH 存儲器。LPC2132 的實時仿真和跟蹤功能方便了代碼調(diào)試，
降低了開發(fā)成本。并且I／O 口能夠接受5V 容限。整個濕度傳感器由于采用頻率輸出電路，
接口簡單，可直接與LPC2132 普通I／0 對接，這里選用PO．6 腳做為頻率測量接口。
3．軟件設(shè)計
軟件設(shè)計主要完成對HSl 101 在單位時間內(nèi)的頻率測量。軟件設(shè)計采用端口掃描方式，
間隔8S 開始測量，測量時間為1S。統(tǒng)計單位時間內(nèi)脈沖的個數(shù)，與表3 對照，確定濕度值
的范圍，并將濕度值通過LCD 顯示。為了保證測量精度，可以取3 次以上測量數(shù)據(jù)，求平
均值后，作為*終送顯示數(shù)據(jù)。微處理器工作晶體選用12．000MHz。程序代碼采用嵌入式
C 語言編寫，經(jīng)在ADSl．2 編譯環(huán)境中進(jìn)行編譯后，移植到微處理器內(nèi)執(zhí)行。軟件主要測
量代碼如下，并給出了詳細(xì)注釋。
Do
｛
IODIR0=10DIROIRO＆OXOfffffbf：
／／p0．6 設(shè)置成輸入
d0 ／／讀IO 口寄存器
｛ if（（IOPIN0&（1<<0x06））==0x00000000）
break： ／／檢測0 電平
｝ while（1）；
Do
｛ if（（IOPIN0&（1<<0x06））!=Ox00000000）
break： ／／檢測l 電平
｝while（1）；
fdat++： ／／累積1S 時間內(nèi)脈沖個數(shù)
｝ while（pt8s％8==0）； ／／間隔8S 測量一次
fdat——；
time（1）； ／／延時必須保留
if（（fdat>6033）&（fdat<6187））rhb=90；
／／將測量數(shù)值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)百分比，1％一100％
if（（fdat>6186）&（fdat<6331））rhb=80；
if（（fdat>6330）&（fdat<6469））rhb=70；
if（（fdat>6468）&（fdat<6601））rhb=60；
if（（fdat>6600）&（fdat<6729））rhb=50；
if（（fdat>6728）&（fdat<6854））rhb=40；
if（（fdat>6853）&（fdat<6977））rhb=30；
if（（fdat>6976）&（fdat<7101））rhb=20；
if（（fdat>7100）&（fdat<7225））rhb=10；
if（fdat>7224）rhb=00：
lhb=fdat％100： ／／對測量數(shù)值取低兩位
time（1）； ／／處理需要等待一段時間，否則lhb=0
if（（rhb==60）\\（rhb==70）\\（rhb==90））lhb=lhb／13： ／／對低兩位數(shù)值取個位，
else if（rhb==80）lhb=lhb／1 4；
else lhb=lhb／12；
time（1）；
rhb=rhb+lhb； ／／將數(shù)據(jù)合成一起，送顯示
fdat=Ox00000000；／／清0，為下次準(zhǔn)備
｝
4．結(jié)束語
由于HSll01 采用獨特的電容式單元設(shè)計，具有響應(yīng)速度快、體積小、線性度好、較穩(wěn)
定等優(yōu)點，我們將HSll01 用在智能家居控制系統(tǒng)中，完成對空氣濕度的測量，經(jīng)長期應(yīng)用，
性能達(dá)到了穩(wěn)定可靠，同時也實現(xiàn)了對低成本的要求。