其工作循環(huán)中的充電時(shí)間為： TH=ln2× (R2+R8)× C3

　　放電時(shí)間為： TL = ln2× R8× C3

　　輸出脈沖頻率為： f=1/(TH+TL)=1/(C3× (R2+2× R8)× ln2)

　　占空比為： D=(R2+R8)/(R2+2× R8)

　　為了使輸出脈沖占空比接近 50%， R2 應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 R8。當(dāng)外界濕度變化時(shí)，HS1101LF 兩端電容值發(fā)生改變，從而改變定時(shí)電路的輸出頻率。因此只要測出 555的輸出頻率，并根據(jù)濕度與輸出頻率的關(guān)系，即可求得環(huán)境的濕度。 R4 為輸出端的限流電阻，起保護(hù)作用。

　　濕度傳感器只是保證傳感器的精度，在實(shí)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 HS1101LF 溫度系數(shù)相匹配， R2數(shù)值應(yīng)取為 1 %精度，且最大溫漂不超過 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)。 555 電路輸出的頻率與相對濕度對應(yīng)關(guān)系表請參見表1。

　　實(shí)際使用中可調(diào)節(jié)電位器 RV1 的阻值，使電路輸出頻率與上述表格相對應(yīng)。本系統(tǒng)中使用 R7F0C802 的 16 位定時(shí)器陣列單元通道 0 的輸入脈沖間隔測量模式，進(jìn)行頻率的測量。

　　2.4 電壓檢測電路

　　由于此單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓為 MCU 供電電壓，為使 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果更加準(zhǔn)確，需要實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)的當(dāng)前電壓。本系統(tǒng)使用瑞薩電子生產(chǎn)的 2.4V 穩(wěn)壓管(NNCD2.4DA)產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓，通過 MCU 的 A/D 轉(zhuǎn)換功能，推測出當(dāng)前的系統(tǒng)電壓，從而為溫度傳感器輸出信號(hào)提供 A/D 基準(zhǔn)電壓值。

　　3 軟件流程

　　軟件處理流程圖，請參見圖 7。控制器與系統(tǒng)間采用異步串行通信方式，波特率為 9600bps， 1 位開始位， 8 位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)位， 1 位停止位， LSB 優(yōu)先。 傳輸協(xié)議請參見表 2。

　　校驗(yàn)和數(shù)據(jù)按如下計(jì)算：

　　D9 = 00H - D0 - D1 - D2 - D3- D4 - D5- D6 - D7- D8(忽略借位，僅低 8 位)

　　例：控制器發(fā)送指令 AAH

　　系統(tǒng)返回?cái)?shù)據(jù)： 55H 21H 00H 02H 05H 05H 04H 03H 00H 70H

　　即溫度： +25.5℃，濕度 43.0%RH。

　　4 結(jié)論

　　基于 HS1101 LF 和 TC1047A 及瑞薩單片機(jī) R7F0C802 設(shè)計(jì)的溫濕度傳感器功耗低、線性度高、年漂移量小、體積小， 而且可在寬溫度、全濕度范圍內(nèi)進(jìn)行測量， 無須溫度補(bǔ)償，提高了傳感器的精度，所以有很大的推廣價(jià)值。