基于瑞薩單片機(jī) R7F0C802 的溫濕度傳感器設(shè)計(jì)

　　1 引言

　　本文介紹的溫濕度傳感器采用瑞薩電子生產(chǎn)的 R7F0C802 單片機(jī)作為控制單元，采集溫度傳感器 TC1047A 輸出的電壓信號(hào)和濕度傳感器 HS11 01 LF 電路輸出的頻率信號(hào)，經(jīng)計(jì)算處理，由異步串行通信接口輸出可讀性強(qiáng)的溫度和濕度值。該溫濕度傳感器工作電源電壓為 4.5 V~5.5VDC， 低功耗電流(MCU)為 290 µA@5MHz(TYP.)， 響應(yīng)時(shí)間小于 1 秒。 溫度測(cè)量范圍為-40~85℃， 測(cè)量精度達(dá)± 1 ℃。 濕度測(cè)量范圍為 1~99%RH， 測(cè)量精度可達(dá) 0.1%RH。

　　2 系統(tǒng)組成

　　該溫濕度傳感器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖 1 所示，實(shí)體電路板圖如圖 2 所示。系統(tǒng)上電后， 狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮， 進(jìn)入工作模式。 為了降低功耗， 系統(tǒng)正常工作狀態(tài)運(yùn)行在低功耗( HALT) 模式。控制器通過(guò) UART 發(fā)送采集溫度和濕度的指令給系統(tǒng)，MCU 退出 HALT 模式， 進(jìn)入通常運(yùn)行( Normal)模式， 狀態(tài)指示燈熄滅。 MCU 采集溫度和濕度數(shù)據(jù)， 并進(jìn)行計(jì)算處理后發(fā)送采集到的溫度和濕度數(shù)據(jù)給控制器， 同時(shí)狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮， 表明數(shù)據(jù)發(fā)送正常。 數(shù)據(jù)發(fā)送完畢， 系統(tǒng)再次進(jìn)入低功耗( HALT) 模式。

　　2.1 MCU

　　R7F0C801 至 805 系列微控制器是瑞薩面向中國(guó)客戶開(kāi)發(fā)的少管腳 LSSOP 的 8位通用微處理器。該系列微控制器采用了 RL78 內(nèi)核，在該類產(chǎn)品上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高速處理性能與低功耗，并且擁有一系列少管腳數(shù)的強(qiáng)大產(chǎn)品陣容，適用于消費(fèi)產(chǎn)品應(yīng)用。高精度± 2%的片上振蕩器最大頻率可達(dá)到 20 MHz，同時(shí)內(nèi)置了可選上電復(fù)位和看門狗定時(shí)器等功能，有助于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更緊湊的尺寸和低功耗，使整個(gè)系統(tǒng)搭建成本更低。10 和 16 引腳的小型封裝，以及 1 KB 至 4 KB 的閃存陣容，使其更適合于小型家用電器以及通用消費(fèi)產(chǎn)品等應(yīng)用 。R7F0C802 的 ROM 為 2 KB， RAM 為 256 字節(jié)， 其 10 引腳配置圖請(qǐng)參見(jiàn)圖 3，結(jié)構(gòu)框圖如圖 4 所示。 R7F0C802 廣泛應(yīng)用于玩具、傳感器、電動(dòng)工具、防盜報(bào)警器以及裝飾性應(yīng)用中。