一、智能数显温湿度控制器工作原理

（1）温湿度采集原理

采用IIC数字SHT30温湿度传感器，工业级精度：温度±0.3℃、湿度±2%RH，芯片IIC总线直接输出数字温湿度，无模拟温漂，抗配电柜/冷库电磁干扰；区别廉价湿敏电阻，长期使用漂移极小。

（2）DC12/24宽压供电原理（可选220V输入/输出）

整机输入DC12~24V直流，内置隔离Buck降压至3.3V供给EN8F1812主控、传感器、屏幕；两路独立NPN光耦继电器输出（12/24V无源触点）：
- 一路温度输出：控制加热/制冷风机；
- 一路湿度输出：控制除湿冷凝片/超声波加湿器。

（3）自动控制逻辑（带滞回防频繁启停）

1. 温控逻辑
   设定T高/T低，带±0.8℃回差：
   - 实时T＜T低-0.8 → 加热输出吸合；
   - 实时T＞T高+0.8 → 加热断开；
   - 区间内保持原有状态，避免风机频繁启停。

2. 湿控逻辑
   设定RH高/RH低，带±3%RH回差：
   - RH＞RH高+3 → 除湿输出开启；
   - RH＜RH低-3 → 除湿关闭；

3. 附加保护：传感器断线自动切断两路输出，数码管报错；板载NTC测温，内部过热停机。

4、人机与供电逻辑
3位数码管循环显示当前温度/当前湿度/设定值；3按键设置上下限；无操作30s屏幕低功耗；掉电EEP保存全部温湿度阈值；输入兼容太阳能、开关电源、锂电储能DC12/24V。

二、EN8F1812硬件资源

温湿度控制器用到哪些硬件资源？

1. 供电2.2~5.5V，Buck输出稳定3.3V，适配12/24V降压场景；
2. 硬件IIC总线：直连SHT30，无需模拟IO软件时序；
3. 12bit多路ADC：采集输入电压、PCB板温NTC；
4. 内置OP运放：可拓展负载电流检测，判断加热片短路；
5. 多路Timer：数码动态扫描、30s休眠倒计时、输出延时防抖；
6. 256Byte EEPROM：永久保存温度上下限、湿度上下限、屏幕模式；
7. PB口最大70mA灌流，可直接驱动光耦原边，简化驱动电路；
8. WDT硬件看门狗，工业配电柜强电磁环境防程序跑飞。

三、温湿度控制器硬件模块

1. DC12~24V宽压隔离Buck电源模块
2. EN8F1812 SOP16最小主控系统
3. IIC SHT30温湿度采集模块
4. 双路光耦隔离继电器输出模块
5. 3位数码管动态显示电路
6. 三键人机交互+故障指示灯电路
7 NTC测温、TVS/PPTC整机防护电路

分电路详细设计

（1）DC12/24V宽压电源电路
输入DC10~30V兼容，隔离同步Buck芯片降压至5V，再AMS1117-3.3V给MCU、传感器；
输入端：3A PPTC自恢复保险、SMF05C双向TVS、1N5819防反接二极管，适配配电柜浪涌；
PCB分区：功率区与模拟采样区分开，减少电机电磁干扰。

（2）SHT30 IIC采集电路
PA0(SDA)、PA1(SCL各上4.7K电阻至3.3V；SHT30 VDD 3.3V，GND共地；
每500ms一次IIC读取温湿度，连续3次读取失败判定传感器断线，红灯闪烁告警并切断两路输出。

（3）双路隔离输出电路
PB0/PB7直接驱动光耦发光端（串联220Ω限流电阻），光耦次级外接DC12/24V继电器线圈；
- 一路温控输出：接电加热片/散热风扇；
- 一路湿控输出：半导体制冷除湿/超声波加湿；
光耦隔离MCU与负载回路，避免负载高压损坏主控。

（4）数码管+按键电路
3位红色共阴数码管，PB5段码、PB6位选，Timer1 1ms动态扫描无频闪；
PB2/PB3/PB4内置上拉，轻触按键：
- SET：进入温湿度阈值设置菜单；
- + / -：调整上下限数值；
长按SET 2s切换显示模式（仅温度/仅湿度/循环切换）。

（5）NTC测温&电压采样
10K 3950 NTC贴Buck功率芯片，分压接入PA2(ADC0)；
输入12/24V经100K+10K精密电阻分压至PA3，软件识别供电电压，低压闪烁告警。

温湿度控制器BOM清单

1. 主控：EN8F1812 SOP16 ×1
2. 电源：隔离Buck、AMS1117-3.3、8MHz晶振
3. 传感：SHT30 IIC温湿度、10K 3950 NTC
4. 输出：两路光耦、DC12/24V继电器
5. 显示：3位红色共阴数码管、故障红LED
6. 交互：3颗轻触按键
7. 防护：TVS、PPTC、肖特基、全套0805阻容
8. 结构：DIN35导轨塑胶外壳、接线端子

四、EN8F1812程序逻辑

（1）上电初始化流程

1. 系统时钟8MHz，开启硬件IIC、12bit ADC；
2. Timer1配置数码扫描、Timer2 30s休眠计时；
3 WDT看门狗开启，1s周期喂狗；
4 读取256Byte EEPROM：T上限/T下限、RH上限/RH下限、显示模式；
5 首次IIC读取SHT30，检测传感器是否正常；
6 ADC读取板温、输入电压，自检故障。

（2）功能状态

状态1：待机显示状态
1 每500ms读取一次SHT30温湿度，均值滤波消除干扰；
2 数码管循环显示当前温/湿，30s无按键进入低亮度；
3 实时对比实测值与设定阈值，判断输出通断；
4 无操作30s，数码管降功耗，定时器继续计时。

状态2：参数设置状态（短按SET进入）
菜单循环：温度下限→温度上限→湿度下限→湿度上限；
按+/-调整数值，调整完成10s无操作自动保存至EEP，退出设置。

状态3：温控输出子状态
实时T ＜设定低温-0.8℃ → PB0输出光耦导通，加热/制冷开启；
实时T ＞设定高温+0.8℃ → PB0关断；
中间区间保持原有输出，增加0.8℃滞回杜绝风机频繁启停。

状态4：湿控输出子状态
实时RH＞设定高湿+3% → PB1导通，除湿启动；
实时RH＜设定低湿-3% → PB1关断；
带3%RH回差，避免冷凝片频繁启停损耗。

状态5：故障保护锁定状态
触发条件：SHT30断线 / PCB温度＞65℃ / DC输入＜10V；
1 立即切断两路继电器输出；
2 PB7故障红灯1Hz持续闪烁；
3 故障恢复后短按SET复位解锁。

状态6：低功耗休眠状态
30s无按键操作，数码管亮度减半，ADC降低采样频率；
任意按键唤醒恢复全屏高亮显示。

（3）软件优化算法

1 IIC多帧校验：连续3次温湿度数据不一致判定干扰，丢弃重读；
2 温湿度滞回防抖：温度±0.8℃、湿度±3%RH死区，杜绝继电器抖动；
3 输出延时保护：温湿度达到阈值后延时10s再吸合继电器，瞬时波动不触发负载；
4 EEP防频繁写入：仅数值变化超过1单位才存储，延长擦写寿命；
5 工业抗干扰：WDT看门狗+软件多重数据校验，配电柜接触器干扰不死机。

五、温湿度控制器方案核心优势

1、自带硬件IIC，无需IO模拟时序，SHT3通信稳定、CPU占用极低；
2、多路12bit ADC，同时监测供电电压、板温，双重过热保护；
3、PB大灌流IO直驱光耦，省去三极管驱动，简化BOM；
4、EEP永久存储四组阈值，断电无需重设；
5、双路独立继电器输出，温、湿分开控制，支持加热/制冷/除湿/加湿四种负载；
6、宽压DC12~24V适配工业直流场景，SOP16小封装适配DIN导轨窄PCB；
7、硬件WDT+多级滤波，工业恶劣电磁环境稳定运行。