随着半导体工业的蓬勃发展,功能强大且全面的智能电子设备逐渐走入了人们生活当中,而MEMS传感器在其中扮演了举足轻重的角色,用MEMS技术制造的各种传感器可以为人们提供丰富多样的实时信息,为人们生活带来极大的便利。由于风速风向信息作为气象监测、工业制造、农业生产以及日常生活中必不可少的关键信息,对风速风向传感器进行研究就显得意义重大。本文介绍了一种以陶瓷材料进行封装的二维MEMS热式风速风向传感器,采用MEMS工艺进行制备,该传感器以恒温差作为工作模式、热温差作为风速检测方式。但是由于该传感器整体功耗偏高且输出具有温漂效应,所以本文主要从软件算法的角度对传感器系统进行功耗控制和温漂补偿的研究。经过研究与测试,得到了功耗较低、输出基本没有温漂的MEMS热式风速风向传感器。传感器的风速测量范围为0-30m/s,测量精度在0.5m/s±3%;风向测量范围在0-360°,测量误差小于±5°,并且初始功耗为239.47mW,相比原来下降26.1%；显示风速在0-35℃范围内误差在±6%以内。本文主要内容为：首先分析测试了实验室基于陶瓷封装的风速传感器原来的恒温差控制电路,发现功耗偏高,为此提出了一种用软件算法的方式模拟硬件功能,并利用MCU的I/O端口输出可编程的PWM波形,使传感器的加热电压从准直流变为脉冲信号,这样不但可以使传感器在不同风速下维持在恒温差工作模式,还可以降低系统功耗。经过实际测试,传感器的系统功耗平均下降10.2%,且风速与风向精度均能达到要求。其次本文对传感器的硬件电路与软件系统进行了功耗测试,发现MCU占据了除传感器芯片外的大部分功耗,且经过测试发现MCU大部分功耗被内核所占用,所以本文提出了一种MCU降频算法,通过降低MCU内核系统时钟频率,并且编程调整MCU内各个模块的时钟使其性能维持不变。最终成功将MCU的功耗降低了67%,结合脉冲加热反馈算法将传感器系统的初始功耗下降了26.1%。最后本文针对传感器的输出温漂问题,进行了研究。通过实验测试发现传感器的输出电压以及显示风速与环境温度存在相对线性的关系,所以本文提出了一种基于环境温度扫描的温漂补偿算法,分别对传感器的输出电压与显示风速进行补偿,经过补偿前后对传感器的温度测试,经该温漂补偿算法传感器在0-35℃范围内的风速测量误差在±6%以内,基本符合对传感器的输出精度要求。