基于单片机的数字温湿度计设计及实现PPT课件
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本科毕业论文答辩
欢迎老师点评指导
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1
基于51单片机的数字温湿度计 设计及实现
——姓名： 指导老师：
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2
主要内容
1 设计内容 2 主要器件选择 3 硬件电路总体设计 4 软件程序设计
.
3
1 设计内容
实现温度、湿度的采集、显示； 设计温度、湿度采集、显示电路； 调试电路，实现对数字温湿度计的设计。
它是一款含有已校准数 字信号输出的温湿度复合 传感器,传感器包括一个 电阻式感湿元件和一个 NTC 测 温 元 件 ， 具 有 品 质卓越、超快响应、抗干 扰能力强、性价比极高等 优点。
.
6
DHT11典型应用
引脚说明： 1、VDD 供电3.5-5.5V DC 2、DATA 串行数据，单总线 3、NC 空脚 4、GND 接地，电源负极
内含splc780控制器的点阵字符液晶显示 模块HS1602，它是一种低功耗CMOS技 术实现的字符LCD显示模块，有8位微处 理器接口，通过内部的80×8位映射 DDRAM实现2行×16个字符的显示 1602液晶模块内部的 字符发生存储器已经 存储了160个不同的点 阵字符图形。
.
10
LCD显示字符原理
用LCD显示一个字符时比较复杂，因为 一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到 和 显 示 屏 幕 上 某 几 个 位 置 对 应 的 显 示 RAM 区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”， 其它它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的 不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内 带字符发生器的控制器来说，显示字符就比 较简单了，可以让控制器工作在文本方式， 根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列 数找出显示RAM对应的地址，设立光标， 在此送上该字符对应的代码即可。
开始 液晶模块初始化
延时 While（1） DHT11初始化 DHT11温湿度转化 读取温湿度值 温湿度处理 温湿度值显示
.
结束
14
结论
本次基于51单片机 的数字温湿度计的设 计，结构简单，使用 方便，测量精确，可 以满足一般性要求。 测量结果分两行显示 温湿度值，如右图所 示。
.
15
.
16
谢谢观看！
17 16 15 14 13 12 11 10
P3.7/RD P3.6/WR P3.5/T1 P3.4/T0 P3.3/INT1 P3.2/INT0 P3.1/TXD P3.0/RXD
RS RW
E
28 27 26 25 24 23 22 21
P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8
32 33 34 35 36 37 38 39
P0.7/AD7 P0.6/AD6 P0.5/AD5 P0.4/AD4 P0.3/AD3 P0.2/AD2 P0.1/AD1 P0.0/AD0
89C51
1
2
3
4
5
6
7
8
9
.
RP1
RESPACK-8
VCC
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1/T2EX P1.0/T2
.
4
2 主要器件的选择
1）主控制器芯片AT89C51
AT89C51是美国ATMEL公司生产 的低电压，高性能CMOS8位单片 机，片内含4k bytes的可反复擦写 的只读程序存储器（EPROM）和 128 bytes的随机存取数据存储器 （RAM），可灵活应用于各种控制 领域。
.
5
2）温湿度传感器DHT11
8 7 6 5 4 3 2 1
EA ALE PSEN
31 30 29
VCC
R3
10k
VCC
R2
10K
C3
10u
RST 9
XTAL2 18
XTAL1 19
X1
CRYSTAL
C2
C1
30pF
30pF
13
4 软件程序设计
主程序设计流程图
主程序里主要的一部分是 数据采集和显示的循环部分， 其中DHT11有严格的时序要 求，程序一定要遵守按照其 与主机通信的步骤。
.
7
DHT11串行通信说明
DHT11器件采用简化的单总线通信。单总线通常要求 外接一个约 5.1kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时， 其状态为高电平。由于它们是主从结极，只有主机呼叫 从机时，从机才能应答，因此主机访问器件都必须严格 遵循单总线序列，如果出现序列混乱，器件将不响应主 机。DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采 用单总线数据格式，一次传送40位数据，高位先出。
.
11
3 硬件电路总体设计
硬件电路总体设计框图
DHT11 温湿度传
单
感器数据采集
片
机
时钟复位电路
LCD1602 液晶显示
本方案使用AT89C51作为控制核心，以智能温湿度 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。
.
12
硬件设计电路图
R1 U2 5k1
> 80.0 27.0
%RH 癈
VCC
DHT11
LCD1602
DATA SCK
2 3
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
14 13 12 11 10 9 8 7
E RW RS
6 5 4
E RW RS
VEE VDD VSS
3 2 1
LM016L
VCC
U1
.
8
数据格式：
8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据+8bit校验位。
校Βιβλιοθήκη Baidu位数据定义：
“8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据”8bit校验位等 于所得结果的末8位。
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9
3）液晶显示LCD1602
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基于51单片机的数字温湿度计 设计及实现
——姓名： 指导老师：
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主要内容
1 设计内容 2 主要器件选择 3 硬件电路总体设计 4 软件程序设计
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3
1 设计内容
实现温度、湿度的采集、显示； 设计温度、湿度采集、显示电路； 调试电路，实现对数字温湿度计的设计。
它是一款含有已校准数 字信号输出的温湿度复合 传感器,传感器包括一个 电阻式感湿元件和一个 NTC 测 温 元 件 ， 具 有 品 质卓越、超快响应、抗干 扰能力强、性价比极高等 优点。
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DHT11典型应用
引脚说明： 1、VDD 供电3.5-5.5V DC 2、DATA 串行数据，单总线 3、NC 空脚 4、GND 接地，电源负极
内含splc780控制器的点阵字符液晶显示 模块HS1602，它是一种低功耗CMOS技 术实现的字符LCD显示模块，有8位微处 理器接口，通过内部的80×8位映射 DDRAM实现2行×16个字符的显示 1602液晶模块内部的 字符发生存储器已经 存储了160个不同的点 阵字符图形。
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LCD显示字符原理
用LCD显示一个字符时比较复杂，因为 一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到 和 显 示 屏 幕 上 某 几 个 位 置 对 应 的 显 示 RAM 区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”， 其它它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的 不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内 带字符发生器的控制器来说，显示字符就比 较简单了，可以让控制器工作在文本方式， 根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列 数找出显示RAM对应的地址，设立光标， 在此送上该字符对应的代码即可。
开始 液晶模块初始化
延时 While（1） DHT11初始化 DHT11温湿度转化 读取温湿度值 温湿度处理 温湿度值显示
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结束
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结论
本次基于51单片机 的数字温湿度计的设 计，结构简单，使用 方便，测量精确，可 以满足一般性要求。 测量结果分两行显示 温湿度值，如右图所 示。
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谢谢观看！
17 16 15 14 13 12 11 10
P3.7/RD P3.6/WR P3.5/T1 P3.4/T0 P3.3/INT1 P3.2/INT0 P3.1/TXD P3.0/RXD
RS RW
E
28 27 26 25 24 23 22 21
P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8
32 33 34 35 36 37 38 39
P0.7/AD7 P0.6/AD6 P0.5/AD5 P0.4/AD4 P0.3/AD3 P0.2/AD2 P0.1/AD1 P0.0/AD0
89C51
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RESPACK-8
VCC
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1/T2EX P1.0/T2
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2 主要器件的选择
1）主控制器芯片AT89C51
AT89C51是美国ATMEL公司生产 的低电压，高性能CMOS8位单片 机，片内含4k bytes的可反复擦写 的只读程序存储器（EPROM）和 128 bytes的随机存取数据存储器 （RAM），可灵活应用于各种控制 领域。
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5
2）温湿度传感器DHT11
8 7 6 5 4 3 2 1
EA ALE PSEN
31 30 29
VCC
R3
10k
VCC
R2
10K
C3
10u
RST 9
XTAL2 18
XTAL1 19
X1
CRYSTAL
C2
C1
30pF
30pF
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4 软件程序设计
主程序设计流程图
主程序里主要的一部分是 数据采集和显示的循环部分， 其中DHT11有严格的时序要 求，程序一定要遵守按照其 与主机通信的步骤。
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DHT11串行通信说明
DHT11器件采用简化的单总线通信。单总线通常要求 外接一个约 5.1kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时， 其状态为高电平。由于它们是主从结极，只有主机呼叫 从机时，从机才能应答，因此主机访问器件都必须严格 遵循单总线序列，如果出现序列混乱，器件将不响应主 机。DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采 用单总线数据格式，一次传送40位数据，高位先出。
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3 硬件电路总体设计
硬件电路总体设计框图
DHT11 温湿度传
单
感器数据采集
片
机
时钟复位电路
LCD1602 液晶显示
本方案使用AT89C51作为控制核心，以智能温湿度 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。
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12
硬件设计电路图
R1 U2 5k1
> 80.0 27.0
%RH 癈
VCC
DHT11
LCD1602
DATA SCK
2 3
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
14 13 12 11 10 9 8 7
E RW RS
6 5 4
E RW RS
VEE VDD VSS
3 2 1
LM016L
VCC
U1
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8
数据格式：
8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据+8bit校验位。
校Βιβλιοθήκη Baidu位数据定义：
“8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据”8bit校验位等 于所得结果的末8位。
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3）液晶显示LCD1602