圖1

在上次介紹的日歷鐘的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一下：讓它具備檢測(cè)大氣溫度和濕度的功能，一天24小時(shí)不間斷運(yùn)行并定時(shí)檢測(cè)，于是，日歷鐘就搖身一變成為一個(gè)小小溫濕度計(jì)啦。雖然氣象要素很多，不過(guò)我們最常用的就是氣溫和濕度。一個(gè)是冷熱程度，一個(gè)是環(huán)境空氣中含水蒸氣的多少。一般家用溫度計(jì)很常見，濕度計(jì)就比較少，以前有一種干濕球溫度計(jì)，但是用起來(lái)比較麻煩，準(zhǔn)確度也不高。現(xiàn)在應(yīng)用電子技術(shù)我們就可以做一個(gè)可以同時(shí)顯示溫度、濕度、時(shí)間的小儀器，放在家里以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)我們的小環(huán)境。它的特點(diǎn)如下：

1.在單片機(jī)ATMega8L-8PU（以下簡(jiǎn)稱M8）和日歷鐘電路DS1302的基礎(chǔ)上，使用一個(gè)在工廠經(jīng)過(guò)精密校準(zhǔn)的數(shù)字式溫度、濕度傳感器AM2301作為探頭；

2.當(dāng)24小時(shí)連續(xù)工作時(shí)，縱然工作電流僅為幾毫安，也不宜使用紐扣電池供電。這次選用可充電的3.6V聚合物鋰電池，使它的放置地點(diǎn)可以不受電源限制，可以在室內(nèi)，也可以在不受陽(yáng)光直射和雨水接觸的室外；

3.具有文字和圖形界面，可以顯示溫度和濕度數(shù)值，以及12小時(shí)內(nèi)的濕度變化記錄曲線，為什么是濕度曲線呢？因?yàn)闅鉁氐淖兓?guī)律一般比較穩(wěn)定，濕度就不一樣了，我們可以從濕度變化趨勢(shì)估計(jì)一下未來(lái)的晴雨可能，這比看燕子飛高飛低要靠譜些吧？?jī)蓚€(gè)界面用按鍵切換；

4.具備鋰電池線性充電電路，通過(guò)USB接口從外部取得5V電源，一邊供給充電，一邊維持電路繼續(xù)工作；
全部元器件安裝在一塊70mm×90mm的小萬(wàn)用板上，正面、背面外形見圖1、圖2。正面左邊那個(gè)黑色小烏龜殼就是溫濕度探頭。

圖2? 電路板背面元器件分布和連線

電路原理

電路見圖3。圖形點(diǎn)陣液晶、單片機(jī)M8、時(shí)鐘電路DS1302和上次小小日歷鐘基本相同，不再重復(fù)。有兩點(diǎn)稍稍不同：
1.液晶的控制雖然還是通過(guò)M8的PD口，但具體接線有所改變，不再占用兩根串口線PD0和PD1，目的是為今后可能和外部通信預(yù)留接口。這好辦，編程時(shí)重新定義即可；

2.因?yàn)槌Ｓ秒娫词菐ПＷo(hù)板的3.6V充電鋰電池（圖3中GB2），它放完電會(huì)自動(dòng)切斷，為了使DS1302繼續(xù)工作，必須另外使用一片3V紐扣鋰電池CR1225（圖3中GB1）作為時(shí)鐘芯片的后備電池。也可用法拉電容，但較貴。

圖3? 電路原理圖

圖4? AM2301的讀寫時(shí)序脈沖示意圖

TRH是數(shù)字式溫濕度傳感器AM2301。它內(nèi)部有經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的電容式濕度傳感器和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC），以及8位單片機(jī)。可測(cè)量溫度范圍是-40～+80℃，精度最大±1℃，濕度范圍是0%～100%，常溫時(shí)精度±3%，分辨率都是0.1。溫度信號(hào)、濕度信號(hào)最后都轉(zhuǎn)換為一個(gè)40位的二進(jìn)數(shù)串行輸出。其中的高16位是濕度，中16位是溫度，低8位是校驗(yàn)和，當(dāng)高16位加中16位等于低8位時(shí)，說(shuō)明測(cè)量結(jié)果正確，可以采信。它使用單線總線結(jié)構(gòu)，接線很簡(jiǎn)單，一共就3根線：圖3中的R表示紅線，接電源（3.3～5.5VΩ），Y表示黃線，是信號(hào)線，按照要求需要外接5kΩ上拉電阻R2，接M8的PC5引腳。B表示黑線，接地。