本实用新型涉及一种湿度检测电路，具体是一种利用HS1101的湿度传感器实现湿度检测的电路，属于硬件电路设计技术领域。
背景技术：
湿度检测在各种工业领域均具有广泛的应用需求，例如在仓储领域，湿度参数必须得到准确采集以保证货物避免受潮变质。在湿度检测中湿度传感器的应用是必不可少的。
HS1101湿度传感器具有响应时间快、高可靠性和长期稳定性特点，不需要校准的特点。HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器C，其电容随所测空气的湿度增大而增大，在相对湿度为0％-100％RH的范围内，电容的容量由160pF变化到200pF，其湿度检测误差不大于±2％RH，响应时间小于5s，温度系数为0.04pF/℃。具体电路设计时通常将HS1101湿度传感器置于555振荡电路(一种定时器芯片)之中，其电容的变化将转换为与之成反比的电压频率信号，该频率信号被采集处理后经换算即可根据HS1101湿度传感器等效电容与相对湿度之间的关系得出被测环境相对湿度。上述检测过程可简单总结为：环境相对湿度-HS1101湿度传感器等效电容-555振荡电路输出信号频率-计算出环境相对湿度。
在上述常规应用中，555振荡电路输出信号频率f≈1.43/(R1+2R2)C，信号占空比Q＝R2/(R1+R2)，其中C为湿度传感器等效电容，R1和R2为555振荡电路外接的两个充电电阻。由以上分析可知，当R1和R2为定值时555振荡电路输出信号频率和占空比均只与湿度传感器等效电容有关，这为测量湿度过程中的数据换算带来了方便，但是555振荡电路输出信号频率和占空比只随湿度传感器等效电容变化也会导致555振荡电路输出信号的频率范围固定不能微调，而在频率测量领域我们又往往需要被测信号频率能够微调以提高精度，例如常见的频率测量中我们往往需要被测信号的周期尽量为闸门时间(例如1秒)的整数倍，但是现有技术中555振荡电路输出信号的频率只随湿度传感器等效电容的变化而变化，无法人为的微调，这就不便于提高测量精度，此外555振荡电路输出信号的占空比也无法根据测量需要调整。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是：怎样提供一种能够对定时器芯片的输出信号频率进行微调，从而有利于提高测量精度的湿度检测电路。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案。
一种基于HS1101的湿度检测电路，其特征在于：包括湿度传感器，湿度采集模块，单片机和频率检测模块；
所述湿度传感器为HS1101传感器，所述湿度采集模块为定时器芯片，所述定时器芯片具有阈值输入端、触发输入端、放电端、复位端和输出端；
所述定时器芯片的阈值输入端和定时器芯片的触发输入端连接在一起构成湿度采集模块的输入端IN，所述定时器芯片的输出端为湿度采集模块的输出端OUT；
湿度采集模块的输入端IN与HS1101传感器的一端相连接，HS1101传感器的另一端接地；
湿度采集模块的输入端IN还与数字电位器的低电位端相连接，所述数字电位器的高电位端与数字电位器的滑动端相连接，数字电位器的高电位端通过充电电阻与电源VCC相连接，数字电位器的高电位端还与定时器芯片的放电端连接在一起，数字电位器的受控端与单片机的输出端相连接；
所述定时器芯片的输出端与频率检测模块的被测信号输入端相连接。
进一步的，所述频率检测模块主要由单片机芯片构成。
进一步的，所述频率检测模块主要由CPLD芯片构成。
相比现有技术，本实用新型具有如下优点：
本实用新型中，通过数字化调整数字电位器的阻值，实现调整了定时器芯片外围充电电阻之间的比值，从而实现定时器芯片输出信号频率能够微调，其周期可以尽量调整为频率测量闸门时间的整数倍，因此具有有利于于提高测量精度的优点。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型一种基于HS1101的湿度检测电路，包括湿度传感器，湿度采集模块，数字电位器，单片机和频率检测模块；
湿度传感器为HS1101传感器，HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器C，其电容随所测空气的湿度增大而增大，它是2脚封装，靠器件侧面来接触空气。
湿度采集模块为定时器芯片(可以采用最为常见的NE555型电路)，定时器芯片通常具有阈值输入端、触发输入端、放电端、复位端和输出端，当然还具有电源端，地端和电压控制端；
数字电位器采用为X9C104芯片，X9C104是100阶数字电位器，最大阻值100KΩ，最小电阻40Ω，滑动增量1010Ω，该数字电位器具有如下引脚：“增加输入引脚”，“升降输入引脚”，“高电位端VH”，“低电位端VL”，“地端VSS”，“滑动端VW”和“片选输入端”，其中“增加输入引脚”，“升降输入引脚”和“片选输入端”为数字电位器的受控端。
在本实用新型中数字电位器的连接采用“变阻式”：“高电位端VH”和“滑动端VW”短接在一起，这样“低电位端VL”与“滑动端VW”两个点之间就形成一个电阻值可以改变的电阻了，并且阻值的大小可以通过单片机进行控制调整，也即是数字电位器的受控端均与单片机的输出端相连；
电路具体连接关系为：
定时器芯片的阈值输入端和定时器芯片的触发输入端连接在一起构成湿度采集模块的输入端IN，所述定时器芯片的输出端为湿度采集模块的输出端OUT；
湿度采集模块的输入端IN与HS1101传感器的一端相连接，HS1101传感器的另一端接；
湿度采集模块的输入端IN还与数字电位器的低电位端相连接，数字电位器的高电位端与数字电位器的滑动端相连接，数字电位器的高电位端通过充电电阻与电源VCC相连接，数字电位器的高电位端还与定时器芯片的放电端连接在一起，数字电位器的受控端与单片机的输出端相连接；
定时器芯片的输出端与频率检测模块的被测信号输入端相连接。
频率检测模块主要由单片机芯片构成，也可以主要由CPLD芯片构成。
本实用新型工作原理阐述如下：
如图1所示，NE555电路外接充电电阻和数字电位器(等效于一个电阻，也是做充电电阻用)，构成对湿度传感器HS1101的充电回路；NE555电路放电端通过数字电位器和NE555电路芯片内部的晶体管对地短路实现对湿度传感器HS1101的放电回路，此外，阈值输入端和触发输入端相连构成的湿度采集模块的输入端IN的信号会引入到NE555电路片内比较器，这实际上是多谐振荡器的电路连接。根据多谐振荡器工作原理，接通电源后湿度传感器HS1101作为电容器被充电，当湿度采集模块的输入端IN(也即是湿度传感器HS1101的一端)的电位上升到2/3VCC时，NE555电路内部的触发器复位，同时NE555电路内的晶体管导通，NE555电路输出端(湿度采集模块的输出端OUT)为低电平，此时湿度传感器HS1101通过数字电位器和NE555电路内的晶体管放电，使湿度采集模块的输入端IN电压下降，当湿度采集模块的输入端IN电压下降到1/3VCC时，NE555电路内部的触发器又被置位，NE555电路输出端(湿度采集模块的输出端OUT)翻转为高电平，传感器的不停充放电，产生方波信号。
并且湿度传感器HS1101放电所需要时间为T1＝R2C ln2≈0.7CR2，湿度传感器HS1101充电所需要时间为T2＝(R1+R2)C ln2≈0.7(R1+R2)C，由多谐振荡器工作原理可知：NE555电路输出端输出方波信号的频率f＝1/T1+T2≈1.43(R1+2R2)C。(以上公式中：R2代表为数字电位器阻值，R1代表充电电阻阻值，C表示湿度传感器等效电容容值)
因此只要测算出NE555电路输出端输出信号的频率即可计算湿度传感器HS1101等效电容值，而湿度传感器HS1101等效电容值与环境相对湿度之间存在对应数值关系(在湿度传感器HS1101产品说明书中可以查询)，根据上述数值对应关系便可计算出环境相对湿度。需要指出的是NE555电路输出端输出信号的频率可以由单片机进行测量，也可以利用CPLD技术通过纯硬件的频率计来实现测量，这不属于本实用新型的改进之处，不再赘述。
根据上述原理，如果需要对NE555电路输出端输出信号的频率进行微调以提高测量精度(原理见背景技术所述)可以采用如下方法：单片机控制数字电位器修改其阻值，具体的，增加输入引脚由下降沿触发，该引脚上出现的下降沿将使得滑动端VW朝内部计数器增加或减小的方向移动，升降输入引脚上的逻辑电平控制着数字电位器滑动端VW移动的方向；增加输入引脚和升降输入引脚的信号均由单片机提供，单片机实现对数字电位器阻值的控制修改。数字电位器阻值得到控制修改也就可以实现对NE555电路输出端输出信号的频率微调(使得NE555电路输出端输出信号的周期尽量为闸门时间(例如1秒)的整数倍，这将对提高侧量精度有利)。此外调整NE555电路输出端输出信号的占空比也可以采用相同的方法。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。