基于MXT8051的低成本高性能温湿度记录仪的设计

　　温度检测电路

　　由于本项目设计目标为测量范围-40℃～100℃，测量精度±0.5℃，分辨率为±0.1℃，基于性价比等各方面考虑，采用线性度相对较好的PT100作为本项目的温度传感器。它具有高精度、稳定性好、抗干扰能力强等特点。

　　温度测量采用恒流源测温方式，测量调理电路如图2、图3所示，采用MXT8051的片上资源。

　　如图2所示，利用OP0、VREF1、VREF2和外部电阻820Ω构成恒流源为传感器PT100供电。

　　如图3所示，OP1、OP2与可控电阻网络一起组成一个差分输入的PGA。OP3起调零的作用。两个可调电阻由RESCON控制，且具有相同的阻值，调节范围为100KΩ～355KΩ。

　　OP2的输出为： VOP20=VREF1+(21+0.2×RESCON)×(VOP21- VOP11) (1)

　　其中RESCON为特殊功能寄存器RESCON的值。

　　OP3的输出为： VOP30=2×[VREF1+(21+0.2×RESCON)]×(VOP21- VOP11)-VDAC (2)

　　通过AD通道3测量OP3的输出电压，计算出相应的PT100电阻值，查表得出实际检测的温度。

　　湿度检测电路

　　本文采用的湿度传感器是Honeywell公司生产的HIH-4000。这是具有激光调整互换型容性变化的单片集成电路，其输出电压与RH值呈线性关系，精度高，响应时间快，漂移小, 典型工作电流仅为200mA，令HIH-4000 系列非常适合低功耗，电池工作的系统。在标准工作电压(DC5V)和标准室温(25℃)下，随着RH值从0%到100%，对应的输出电压从0.96V到3.90V。本记录仪使用单节锂电池供电，而HIH-4000最佳工作电压是5V，因此采用AIC1896进行升压。使用AD通道1测量HIH-4000的工作电压，AD通道2测量湿度输出电压，因为AD的参考电压是1.26V，所以需要用300KΩ和100KΩ电阻进行分压。湿度调理电路如图4所示。

　　此时，相对湿度值计算公式如下：

　　RH=(V输出/V供电-0.16)/0.0062 (3)

　　V输出是HIH-4000的湿度输出电压，V供电是HIH-4000的工作电压。