基于单片机的温湿度计的设计

..单片机课程设计项目名称基于单片机的湿度显示器设计专业班级通信092学生姓名指导教师2012年12月12日....摘要温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此，研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们的工作、生活、科研等各个领域。已经成为一种比较成熟的技术。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便等优点，目前已经渗透到我们工作和生活的方方面面。本论文介绍了一种以AT89C51为主要控制器件，以DHT11为数字温度传感器的新型数字温湿度计。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。关键词：温湿度传感器；LCD1602；AT89C51；DHT11；..AbstractTemperatureandhumidityarethetwomostbasicenvironmentalparameters,people'slifeiscloselyrelatedwiththetemperatureandhumidity.Indailylife,industry,medicine,environmentalprotection,chemicalindustry,petroleumandotherfields,weoftenneedtoenvironmenttemperatureandhumiditymeasurementandcontrol.Accuratemeasuringtemperatureandhumidityinbiologicalpharmacy,foodprocessing,papermakingindustriesisveryimportant.Therefore,thestudyofthetemperatureandhumiditymeasurementmethodandequipmenthasimportantsignificance.Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,microcontrollertechnologyhasspreadtoourwork,life,scientificresearch,andotherfields.Hasbecomeamorematuretechnology.DuetothehighlevelofintegrationSCM,strongfunction,highreliability,smallvolume,lowpowerconsumption,easytouse,etc.,andhaspenetratedintoourworkandallaspectsoflife.ThispaperintroducesakindofAT89C51asthemaincontroldevice,inordertoDHT11digitaltemperaturesensorfornewdigitaltemperatureandhumiditymeter.Thisdesignmainlyincludeshardwarecircuitdesignandsoftwaredesign.Keywords:Temperatureandhumiditysensor;LCD1602;AT89C51;DHT11;..目录摘要··································IAbstract································II目录··································III第1章绪论·······························11.1课程设计背景概述·························11.2本课程设计的内容·························11.3本课程设计的意义·························1第2章系统设计方案及硬件设计······················22.1系统设计方案···························22.2系统硬件介绍···························22.2.1AT89C51介绍························22.2.2DHT11数字传感器介绍····················52.2.3LCD1602介绍························62.3系统部分硬件电路设计介绍·····················82.3.1主控制电路的设计······················82.3.2温湿度检电路的设计·····················92.3.3LCD1602液晶显示电路的设计················11第3章系统的软件设计·························123.1系统软件主程序流程·······················123.2DHT11数据采集流程·······················13结论··································15参考文献································16附录1·································17附录2·································18项目特色与创新·····························24致谢··································25..第1章绪论1.1课程设计背景概述进入21世纪后，各行各业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升很多企业对温湿度的测控手段很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用湿球湿度计，采用人工观测人工调节阀门、风机的方法，很少有人使用温湿度传感器。随着科技的发展进步，工业及电器行业对温湿度的要求的提高，温湿度传感器的应用范围也越来越加广泛。1.2本课程设计的内容在本次课程设计中，为实现对温湿度的检测与显示，主要利用以AT89C51为核心构架硬件电路，DHT11温湿度传感器采集环境温度及湿度信息，(温度检测范围：-30℃至+55℃。测量精度：2℃.；湿度检测范围：20%-90%RH。检测精度：5%RH)。LCD1602显示器直接显示温度和湿度(显示方式：温度：四位显示；湿度：四位显示)；同时利用C语言编程实现温湿度信息的显示功能。1.3本课程设计的意义最近几年来，随着科技的飞速发展，单片机领域正在不断的走向社会各个角落，还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。“单片机原理及应用课程设计”是电子类专业的学科基础科，它是继“汇编语言程序设计”，“接口技术”等课程之后开出的实践环节课程。现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，例如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度为23至28℃，湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内，室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。所以，本课程设计就是通过单片机驱动LCD1602，液晶显示温湿度，通过此设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为其他有关设计的基础。..第2章系统设计方案及硬件设计2.1系统设计方案本方案使用AT89C51作为控制核心，一直能温湿度传感器DHT11作为温湿度测量元件，显示电路采用LCD1602模块显示，采用单片机最小系统。系统硬件电路设计框图如下图2-1。图2-1系统硬件电路设计框图2.2系统硬件介绍2.2.1AT89C51介绍AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），可灵活应用于各种控制领域。由于器件采用了静态设计，可提供很宽的操作频率范围，频率可降至0。可实现两个由软件选择的节电模式，空闲模式和掉电模式，空闲模式冻结CPU但RAM定时器，串口和中断系统仍然工作，掉电模式保存RAM的内容，但是冻结振荡器导致所有其它的片内功能停止工作。由于设计是静态的时钟可停止而不会丢失用户数据，运行可从时钟停止处恢复。AT89C51的制作工艺为CMOS，采用40管脚双列直插DIP封装，引脚说明如下：VCC：供电电压。AT89C51单片机LCD1602液晶显示DHT11温湿度传感器数据采集时钟复位电路..GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0RXD（串行输入口）；P3.1TXD（串行输出口）；P3.2/INT0（外部中断0）；P3.3/INT1（外部中断1）；P3.4T0（记时器0外部输入）；P3.5T1（记时器1外部输入）；P3.6/WR（外部数据存储器写选通）；P3.7/RD（外部数据存储器读选通）；P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE..才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程