温湿度控制器(液晶输出)设计报告

温湿度控制器设计报告一、功能与特点●配用全数字型温湿度传感器DHT11，温度测量范围0℃--50℃，湿度测量范围20%RH—90%RH，可以满足一般需要。

若要求更宽测量范围，只需更换温湿度传感器型号，硬件电路及软件程序全兼容。

●温湿度测量响应时间快、长期稳定性好。

●采用先进的专用微处理器芯片STC89C52，可靠性高，抗干扰能力强。

●配用EEPROM芯片AT24C04，使存储的温度上下限和湿度上下限可以掉电永久保存。

●可以通过四个按键方便地实现温湿度上下限的调整。

●当温度或湿度超限后，报警信号点亮相应报警灯。

如果配用三极管和继电器，该信号也可以驱动继电器打开或切断风机、加热器等外部设备。

二、硬件设计1、设计框图本研究设计的温湿度控制器框图如图1所示。

图1 温湿度控制器方框图图中STC89C52单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。

液晶屏上同时显示温湿度上限值，该上限值保存外外部EEPROM存储器中，掉电不失，并且可以通过四只按键上调或下调。

当温度或湿度值超过上限值时，报警信号点亮相应报警灯。

该报警信号可以通过三极管驱动继电器，以控制外部风机或加热器。

继电器电路套件中不标配，如果需要请另外说明。

2、温湿度传感器器及检测电路图2 DHT11温湿度传感器外型及管脚DHT11温湿度传感器外型及管脚如图2所示。

其中电源引脚的供电电压为3.5--5.5V。

传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间不要发送任何指令。

电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。

DHT11典型应用电路如图3所示，其连接电路简单，只需要占用控制器一个I/O 口即可完成上下位的连接。

建议连接线长度短于20时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻，图3 DHT11典型应用电路DHT11数字湿温度传感器采用单总线数据格式，即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。

其数据包由5Byte（40Bit）组成。

一次通讯时间最大3ms,数据分小数部分和整数部分。

一次完整的数据传输为40bit，高位先出。

数据格式如表一：表1 DHT11数据格式3、单片机电路本设计选用宏晶公司高性能单片机STC89C52，其管脚如图4所示。

图4 STC89C52单片机管脚图该芯片为52内核8位单片机，兼容Intel等52内核单片机，支持ISP下载，适用于常用检测控制电路。

由STC89C52组成的单片机系统原理图如图5所示。

图中DATA引脚为温湿度传感器单总线引脚，K1、K2、K3、K4为四只调节按键，用以调整温湿度上限值。

L3、L4、L5为三只报警灯，其中L3为超温报警，L4为超湿报警，L5保留给用户定义。

图5 单片机系统原理图4、显示电路显示部分采用SMC 1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数为：表2 液晶屏技术指标表3 液晶屏接口信号说明与单片机接口电路如图6所示。

图6 LCD与单片机接口电路5、温湿度上限存储温湿度阈值存储在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通过K1—K4按键调节并保存，其中K1为温度上限增加，K2为温度上限减小，K3为湿度上限增加，K4为湿度上限减小。

AT24C04是IIC芯片，其电路如图7所示。

图7 EEPROM存储电路6、供电及程序下载电路本设计采用USB接口供电，电源电压5V。

同时，USB接口通过内含PL2303芯片的转换电路对单片机进行程序编写。

其电路原理如图8所示。

图8 供电及程序下载电路三、软件编程1、软件流程图本设计软件主程序流程图如图9所示。

图9 主程序流程图2、主程序下面介绍main.c主程序编写，其他程序略。

(1) 头文件和一些宏定义#include <reg52.h>#include "1602.h"#include "dht.h"#include "2402.h"(2) 管脚定义sbit Led_qushi=P1^6; //去湿灯sbit Led_jiangwen=P1^5; //降温灯sbit Led_shengwen=P1^4; //升温灯sbit Key_TH1 = P3^2;sbit Key_TH2 = P3^3;sbit Key_HH1 = P3^4;sbit Key_HH2 = P3^5;(3) 常量、变量定义//定义标识volatile bit FlagStartRH = 0; //开始温湿度转换标志volatile bit FlagKeyPress = 0; //有键按下//定义温湿度传感器用外部变量extern U8 U8FLAG,k;extern U8 U8count,U8temp;extern U8 U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;extern U8 U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp; extern U8 U8checkdata_temp;extern U8 U8comdata;extern U8 count, count_r;U16 temp;S16 temperature, humidity;S16 idata TH, HH; //温度上限和湿度上限char * pSave;U8 keyvalue, keyTH1, keyTH2, keyHH1, keyHH2;U16 RHCounter;(4) 各子程序//数据初始化void Data_Init(){RHCounter = 0;Led_qushi = 1;Led_jiangwen = 1;Led_shengwen = 1;TH = 40;HH = 85;keyvalue = 0;keyTH1 = 1;keyTH2 = 1;keyHH1 = 1;keyHH2 = 1;}//定时器0初始化void Timer0_Init(){ET0 = 1; //允许定时器0中断TMOD = 1; //定时器工作方式选择TL0 = 0x06;TH0 = 0xf8; //定时器赋予初值TR0 = 1; //启动定时器}//定时器0中断void Timer0_ISR (void) interrupt 1 using 0{TL0 = 0x06;TH0 = 0xf8; //定时器赋予初值//每2秒钟启动一次温湿度转换RHCounter ++;if (RHCounter >= 1000){FlagStartRH = 1;RHCounter = 0;}}//存入设定值、void Save_Setting(){pSave = (char *)&TH; //地址低位对应低8位，高位对应高8位wrteeprom(0, *pSave); //存温度上限值TH低8位DELAY(500);pSave ++;wrteeprom(1, *pSave); //存温度上限值TH高8位DELAY(500);pSave = (char *)&HH;wrteeprom(2, *pSave); //存湿度上限值RH低8位DELAY(500);pSave ++;wrteeprom(3, *pSave); //存湿度上限值RH高8位DELAY(500);}//载入设定值、void Load_Setting(){pSave = (char *)&TH;*pSave++ = rdeeprom(0);*pSave = rdeeprom(1);pSave = (char *)&HH;*pSave++ = rdeeprom(2);*pSave = rdeeprom(3);if ((TH>99)||(TH<0)) TH = 40;if ((HH>99)||(HH<0)) HH = 85;}void KeyProcess(uint num){switch (num){case 1:if (TH<99) TH++;L1602_char(1, 15, TH/10+48);L1602_char(1, 16, TH%10+48);break;case 2:if (TH>1) TH--;L1602_char(1, 15, TH/10+48);L1602_char(1, 16, TH%10+48);break;case 3:if (HH<99) HH++;L1602_char(2, 15, HH/10+48);L1602_char(2, 16, HH%10+48);break;case 4:if (HH>1) HH--;L1602_char(2, 15, HH/10+48);L1602_char(2, 16, HH%10+48);break;default:break;}Save_Setting();}(5) main()函数void main(){U16 i, j, testnum;EA = 0;Timer0_Init(); //定时器0初始化Data_Init();EA = 1;L1602_init();L1602_string(1,1," Welcome to T&H ");L1602_string(2,1," Control System! ");//延时for (i=0;i<1000;i++)for (j=0;j<1000;j++){;}//清屏L1602_string(1,1," ");L1602_string(2,1," ");L1602_string(1,1,"Tem: C TH:");L1602_string(2,1,"Hum: % HH:");//载入温度上限和湿度上限设定值Load_Setting();L1602_char(1, 15, TH/10+48);L1602_char(1, 16, TH%10+48);L1602_char(2, 15, HH/10+48);L1602_char(2, 16, HH%10+48);while(1){//温湿度转换标志检查if (FlagStartRH == 1){TR0 = 0;testnum = RH();FlagStartRH = 0;TR0 = 1;//读出温湿度，只取整数部分humidity = U8RH_data_H;temperature = U8T_data_H;//显示温湿度L1602_int(1,5,temperature);L1602_int(2,5,humidity);}//温湿度控制if (temperature > TH) Led_jiangwen = 0;else Led_jiangwen = 1; //降温if (humidity > HH) Led_qushi = 0;else Led_qushi = 1; //去湿//键盘查询，在弹起时响应if ((Key_TH1)&&(keyTH1==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 1;}else if ((Key_TH2)&&(keyTH2==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 2;}else if ((Key_HH1)&&(keyHH1==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 3;}else if ((Key_HH2)&&(keyHH2==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 4;}if (FlagKeyPress == 1){KeyProcess(keyvalue);FlagKeyPress = 0;}if (!Key_TH1) keyTH1 = 0;else keyTH1 = 1;if (!Key_TH2) keyTH2 = 0;else keyTH2 = 1;if (!Key_HH1) keyHH1 = 0;else keyHH1 = 1;if (!Key_HH2) keyHH2 = 0;else keyHH2 = 1;}}四、下载与调试提供例程在uVision4环境下编译，如果是其他版本uVision，只需将所有.c 和.h 文件拷贝至新建项目，重新编译即可。