温湿度测试仪设计

温湿度测试仪设计

【摘要】本文利用DHT11采集温湿度，采用现在市场上主流的80c52单片机为控制器，组成一个室内温湿度模拟采集和控制系统。电路主要分为以下几大部分：基于80C52最小系统组成、LCD显示电路、按键控制、PT2262/2272无线遥控、以及PWM调制加温电路和降温电路组成。本设计电路简单，具有创新性和实际的市场价值。

【关键词】DHT11；80c52单片机；PWM调制；

PT2262/2272

一、引言

据研究，室内温度过高时，会影响人的体温调节功能，由于散热不良而引起体温升高、血管舒张、心率加速等问题。冬季，如果室内温度经常保持在25℃以上，人就会感到神疲力乏、头晕脑涨、思维迟钝、记忆力差等各种不适。同时，由于室内外温差悬殊，人体难以适应，易患伤风感冒。但如果室内温度过低，则也会使人体代谢功能下降，皮下血管收缩，呼吸道粘膜的抵抗力减弱，容易诱发呼吸道等等问题。

在注意室内温度调节的同时，还应注意室内的湿度。室内湿度过大时，夏天会抑制人体散热，使人感到十分闷热、烦躁；冬天则会加速热传导，使人觉得阴冷、抑郁。室内湿

度过低时，因上呼吸道粘膜的水分大量散失，人会感到口干、舌燥，甚至鼻出血等。

然而，人的体感并不单纯受气温或气湿两种因素的影响，而是两者综合作用的结果。通过实验测定，在装有空调的室内，最宜人的室内温湿度：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18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷，工作效率高。

据此，现在室内大都有空调，也会有空气加湿器，但是怎样利用好空调和空气加湿器，让大家都能在舒适的环境中工作呢？本文设计的这款温度测试仪。可以让大家知道什么时候打开空调或空气加湿器才合适，而不至于在空调房里感觉不适，不能好好工作。

二、温湿度测试仪的硬件设计

（一）系统总体方案介绍

我们设计的这款温度测试仪是一个基于80c51系列单片机的温湿度控制系统。该系统利用DHT11采集温湿度值，并将采集到的温湿度信号送至单片机，由单片机控制LCD

显示。并通过按键或者遥控部分设置室内合适的温湿度，采用风扇转速模拟加热环境，蜂鸣器响声模拟降温环境，利用PWM送给后级的加热或降温系统，从而达到一个恒温或者恒湿的适合人们工作生活的环境。该仪器具有测量精度较

高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。系统组成框图如图2.1所示，实物电路图如附录2所示。

电路基本部分功能为：

1）电路的基本功能是采集温湿并显示当前值。

2）通过按键可以增加或减少温室显示设定值。

3）通过无线遥控可增加或减少温室。

4）通过PWM调试，加热或者降温室内温度。

（二）LCD显示电路设计与原理

采用标准型1602液晶显示字符模块（背光/蓝屏/+5V），更直观的显示出数值，而且还可以减少利用多位数码管而造成I/O的不够用的情况。

1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。

（三）PT2262/PT2272设计与工作原理

PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编/解码电路。它最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚，任意组合可提供531441个地

址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。

编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一串完整的码字。解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平。与此同时相应的数据脚也输出高电平，若发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没按键按下时，PT2262也就不接通电源，其17脚为低电平，315MHz的高频发射电路不工作。当有按键按下时，PT2262接通电源开始工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号。所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制），相当于调制度为100%的调幅。

考虑到采用手工复试板会有很多环境影响频率，

PT2262/PT2272在市场上的电路已经很成熟，本电路采用现成的模块。如图2-3 所示。

（四）DHT11传感器

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号

输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。每个DHT11

传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。该产品具有响应快、抗干扰能力强、性价比极高，体积小、功耗低，信号传输距离可达20米以上等优点。使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。该产品为 4 针单排引脚封装，如图2-4所示。

（五）PWM调制

随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM 法、线电压控制PWM等。镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM 波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压。采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化，可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。通过软件设置，固定周期不变的情况，分别改变高电平时间，从而达到PWM调制，输出电压为。利用这个原理，我们可以在温差较大的情况，快速的加热或者降温，在接近设置值时，缓慢进行，从而有利于资源的节约。

三、温湿度测试仪的软件设计

软件设计部分，先初始化DHT11传感器，利用52单片