CN206557143U - 土壤温湿度传感器新型电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种土壤温湿度传感器新型电路,包括C8051F350单片机、单片机复位电路、温度传感器电路、电压转换电路和串行通信电路;所述单片机复位电路在C8051F350单片机的/RES引脚上接入去耦电容并加一个外部上拉电阻;所述温度传感器电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3和温度传感器PT100构成的测量电桥连接至C8051F350单片机的AIN0.0引脚和AIN0.1引脚;电压转换电路包括LP2981稳压器和LM2660电压转换器,LP2981稳压器的输入端连接外接电源,LP2981稳压器输出端输出电路正电压V+并连接至LM2660电压转换器的输入端,LM2660电压转换器的输出端输出电路负电压V‑。本实用新型提高了土壤湿度的测量准确度。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及一种传感器电路,更具体说,它涉及一种土壤温湿度传感器新型电路。
背景技术
随着传感器技术和单片机技术的不断发展,运用先进的信号处理技术对传感器的输出进行相应处理,对传感器的输出数据进行补偿和校正,得到理想的输出。本实用新型专利是关于土壤湿度传感器的智能化电路设计,出发点就是将土壤温湿度传感器与单片机分析、处理数据的技术有机的结合起来,提高土壤温湿度传感器的智能化程度和性能,输出更加精确的土壤湿度数据。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足,提供一种可靠性高,可以保证测量精度的土壤温湿度传感器新型电路。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:土壤温湿度传感器新型电路,包括C8051F350单片机、单片机复位电路、温度传感器电路、电压转换电路和串行通信电路;所述单片机复位电路在C8051F350单片机的/RES引脚上接入去耦电容并加一个外部上拉电阻;所述温度传感器电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3和温度传感器PT100构成的测量电桥连接至C8051F350单片机的AIN0.0引脚和AIN0.1引脚;电压转换电路包括LP2981稳压器和LM2660电压转换器,LP2981稳压器的输入端连接外接电源,LP2981稳压器输出端输出电路正电压V+并连接至LM2660电压转换器的输入端,LM2660电压转换器的输出端输出电路负电压V-。
本实用新型的有益效果是:
(1)提高了土壤湿度的测量准确度。
(2)电路不改变传统传感器结构,使其具备与上位机通信的能力,更经济快捷。
(3)系统更加稳定,测量结果也更加可靠。
(4)系统中模块发生故障时可以单独更换,维修方便,费用低廉。
附图说明
图1土壤温湿度传感器智能化电路框图;
图2单片机C8051F350顶视图;
图3单片机C8051F350复位电路;
图4温度传感器与C8051F350接口电路图;
图5电压转换电路;
图6串行通信电路。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
图1是土壤温湿度传感器智能化电路框图。土壤湿度传感器输出的模拟电压信号,可以直接进入C8051F350单片机内部的A/D转换器,进行数字滤波,然后将其送到单片机自身的D/A转换模块,从而输出模拟量。本实用新型专利以单片机为核心,控制系统外围电路,连接土壤温湿度传感器,形成了智能化传感器电路。传感器获得土壤湿度,将其按照一定的规律转换成对应的电压,经过采样保持和数据转换,将传感器输出的电压转换为数字量,送入单片机按照预定的程序进行运算分析与处理,可以得到高精度的测量结果。本土壤湿度传感器智能化电路可以将处理后的土壤湿度数据进行LCD显示、存储,同时经由数据通信模块把数据传给上位机进行后续处理。
如图2所示,在设计本电路时,考虑到C8051F35x系列单片机具有良好的性能,而且性价比比较高,所以选取C8051F35x系列单片机。在本土壤温湿度传感器智能化电路中应用的单片机为C8051F350单片机,能够满足本单元对芯片的要求。该芯片内部集成了24或16位单端/差分A/D转换器和两个8位的电流输出D/A转换器,同时带有模拟多路器,不需要再另行配置,土壤湿度传感器输出的模拟电压信号,可以直接进入C8051F350单片机内部的A/D转换器,进行数字滤波,根据相应的算法进行数据处理,然后将其送到单片机自身的D/A转换模块,从而输出模拟量。
如图3所示,单片机C8051F350提供了外部复位方式,可以使单片机进行强制复位,将复位端加入低电平有效信号,单片机就可以进入复位状态。本电路进行了简单复位电路的设计,能够随时实现单片机复位功能,在/RST引脚上接入去耦电容,同时,加一个外部上拉电阻,避免强噪声引起复位。
如图4所示,电阻R1、R2、R3、PT100构成温度传感器的测量电桥,当环境温度发生变化时,PT100的电阻值发生相应的变化,电桥桥臂出现不平衡情况,产生差分信号,输入到C8051F350单片机的AIN0.0、AIN0.1引脚,它们是单片机C8051F350的模拟输入端,是单片机内部模数转换器ADC0的输入通道,单片机对温度进行数据采集,并进行A/D转换,将电压值转换为温度值,即得到传感器所测土壤的温度值。
如图5所示,LP2981是微100mA超低压降的稳压器,能够输出2.5V~5V范围的11个固定电压值,容差输出电压为0.75%,可作为标准电源,满足电池供电应用的要求。进入睡眠模式时,静态电流小于1μA,对线路和负载的动态响应速度快,具有过热过流保护功能,外围电路设计简单,使用方便。LM2660是一种常用的电压转换器,采用开关电容方式,能够将1.5V~5.5V范围的正电压转换为相应的负电压,以满足正负电压的需要。LM2660使用两个低成本电容器提供100mA的输出电流,没有以电感为基础的转换器的相关成本、尺寸和EMI问题,仅需120μA的操作电流,并且效率比90%的负载大,LM2660有用于电池供电系统的理想的特性。
如图6所示,土壤湿度传感器经过C8051F350进行智能化处理后,将测量数据传输到上位机进行显示,并可以利用上位机控制土壤湿度传感器的各个智能化功能,达到实时监控的目的,但单片机输出电平为TTL电平,计算机电平为RS-232电平,所以单片机与上位机不能直接连接,必须经过电平转换芯片。MAX232是最常用的电平转换芯片,其内部有一个电压转换器,只给予+5V供电就可以使其正常工作,MAX232芯片集成度高,硬件接口简单,只需外接4个0.1~100μF的电容就可以将RS-232电平转换为TTL电平。
Claims (1)
1.一种土壤温湿度传感器新型电路,其特征在于:包括C8051F350单片机、单片机复位电路、温度传感器电路、电压转换电路和串行通信电路;所述单片机复位电路在C8051F350单片机的/RES引脚上接入去耦电容并加一个外部上拉电阻;所述温度传感器电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3和温度传感器PT100构成的测量电桥连接至C8051F350单片机的AIN0.0引脚和AIN0.1引脚;电压转换电路包括LP2981稳压器和LM2660电压转换器,LP2981稳压器的输入端连接外接电源,LP2981稳压器输出端输出电路正电压V+并连接至LM2660电压转换器的输入端,LM2660电压转换器的输出端输出电路负电压V-。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111257379A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-09 | 东华大学 | 一种颗粒类固体含水率测试仪 |
CN116576907A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-08-11 | 中电科国海信通科技(海南)有限公司 | 用于农业土壤墒情监测的mcu芯片及数据分析方法 |
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