基于瑞薩單片機 R7F0C802 的溫濕度傳感器設(shè)計

　　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 單片機作為控制單元，采集溫度傳感器 TC1047A 輸出的電壓信號和濕度傳感器 HS11 01 LF 電路輸出的頻率信號，經(jīng)計算處理，由異步串行通信接口輸出可讀性強的溫度和濕度值。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)時間小于 1 秒。 溫度測量范圍為-40~85℃， 測量精度達± 1 ℃。 濕度測量范圍為 1~99%RH， 測量精度可達 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，實體電路板圖如圖 2 所示。系統(tǒng)上電后， 狀態(tài)指示燈點亮， 進入工作模式。 為了降低功耗， 系統(tǒng)正常工作狀態(tài)運行在低功耗( HALT) 模式。控制器通過 UART 發(fā)送采集溫度和濕度的指令給系統(tǒng)，MCU 退出 HALT 模式， 進入通常運行( Normal)模式， 狀態(tài)指示燈熄滅。 MCU 采集溫度和濕度數(shù)據(jù)， 并進行計算處理后發(fā)送采集到的溫度和濕度數(shù)據(jù)給控制器， 同時狀態(tài)指示燈點亮， 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客戶開發(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)品上同時實現(xiàn)了高速處理性能與低功耗，并且擁有一系列少管腳數(shù)的強大產(chǎn)品陣容，適用于消費產(chǎn)品應(yīng)用。高精度± 2%的片上振蕩器最大頻率可達到 20 MHz，同時內(nèi)置了可選上電復(fù)位和看門狗定時器等功能，有助于系統(tǒng)實現(xiàn)更緊湊的尺寸和低功耗，使整個系統(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 引腳配置圖請參見圖 3，結(jié)構(gòu)框圖如圖 4 所示。 R7F0C802 廣泛應(yīng)用于玩具、傳感器、電動工具、防盜報警器以及裝飾性應(yīng)用中。