基于stc89c52和温度传感器DS18B20及湿度传感器HS1101的温湿度测量系统

摘要

此温湿度测量系统是基于单线式温度传感器DS18B20、电容式湿度传感器单片机STC89C52 对温度湿度分别测量并通过液晶显示屏1602经行显示。温度传感器DS18B20是单线式，体积超小，硬件开消超低，抗干扰能力强，精度高，附加功能强的理想单片机温度传感器，可实时根据指令给出温度数据，可读性高。HS1101是电容式空气湿度传感器，在不同的湿度环境下呈现出不同的电容值，0%～100%RH湿度范围内，电容从162PF变化到200PF，误差误差为2%RH。可见其精度非常高，为了反映出其电容的变化，本系统采用555多谐震荡电路产生不同的频率，用于检测湿度。单片机采集到两个传感器给出的数据进行处理与计算，得出当前的温度与湿度并送给液晶屏显示。本系统具有可读性高，稳定性高，反应速度快，测量值准确的特点。

关键词：温湿度测量系统精度高速度快体积小

Abstract: The temperature and humidity measurement system is based on singleline type temperature sensor DS18B20, capacitive moisture sensorSCM STC89C52 for temperature humidity measurement and respectively by LCD display. The line 1602 Temperature sensor DS18B20 is singleline type, volume super-small, hardware KaiXiao ultra-low, strong anti-jamming capability, high precision, additional features strong ideal single-chip microcomputer temperature sensor, real-time temperature data, depending on the directive given readable. HS1101 is capacitive sensor, air humidity in different humidity presents different capacitance, 0% ~ 100% RH humidity, within the scope of capacitance change to 200PF, from 162PF error for 2% RH error. e can see its precision is very high, in order to reflect the capacitance change, the system USES the 555 more harmonic concussion circuits produce different frequency, which is used to detect humidity. SCM acquisition to two sensor gives data processing and calculated, the current temperature and humidity and give the display on the LCD panel. This system has a readable, high stability, reaction speed, measured values exact characteristic.

Keywords: temperature and humidity measurement system high precision speed small volume

目录

1.设计要求 (3)

2. 方案设计及论证 (3)

2.1 总体方案设计 (3)

2.2系统主要单元的选择与论证 (3)

2.2.1单片机控制模块的选择论证 (3)

2.2.2温度湿度检测模块的选择与论证 (3)

2.2.3显示模块的选择与论证 (3)

2.3 系统组成 (4)

3. 理论分析及计算 (4)

3.1 (4)

3.2............................................................................................ 错误!未定义书签。

4. 系统电路设计 (4)

4.1单片机主控电路设计 (4)

4.2 DS18B20温度检测模块和HS1101湿度检测模块电路设计 (5)

4.2.1 HS1101湿度检测传感器工作原理 (7)

4.2.2 DS18B20温度检测传感器工作原理 (7)

4.4.3蜂鸣器电路原理 (8)

4.3 1602液晶显示模块电路设计 (8)

5. 系统软件设计 (9)

5.1 软件设计流程图 (9)

5.2 软件设计分析 (10)

6. 系统测试 (10)

6.1主要指标测试 (10)

6.2测试结果分析 (11)

7. 结论 (11)

参考文献 (11)

附录 (13)

附录一：系统的总原理图 (13)

附录二：系统的PCB元件分布图 (14)

附录三：程序清单 (17)

附录五：元器件清单 (28)

1.设计要求

（1）设计制作一个温湿度计，温度测量范围为-10-50℃，湿度为0-100%；

（2）温度测量误差为0.1℃，湿度测量误差为3%；

（3）具有量程自动转换功能；

（4）其他创新性设计，如低功耗等。

2.2. 方案设计及论证

2.1 总体方案设计

部分，一个是由温湿度传感器

组成的检测部分，另一个是由

单片机和1602液晶组成的主控

与显示部分。如图所示DS18B20

和HS1101湿度检测电路将检测到

的数送到单片机，单片机对接收

到的数据进行处理并送到1602显示，

5V稳压电源给各个部分供电。

图2.1 系统组成框图

2.2 系统主要单元的选择与论证

2.2.1单片机控制模块的选择论证

方案一：采用XC9000系列的FPGA。该类器件具有并行处理能力，能快速的响应外部的各种数字信号，但在数据处理方面过于复杂，而且芯片价格较昂贵。

方案二：采用单片机作为控制核心，单片机数学运算功能较强。在程序相互调用方面，处理方便灵活，性能稳定，适合实际应用。且单片机技术发展较为成熟，价格便宜。

基于以上分析，采用单片机控制可更为简便灵活地实现系统功能，故拟采用方案二。

2.2.2温度湿度检测模块的选择与论证

方案一：选用DHT11作为温湿度检测模块。DHT11是一款数字输出的复合传感器，包含一个电阻式感湿元件和NTC式温度检测元件，可测20~90%RH湿度，误差5%RH，0~50摄氏度，误差2摄氏度。

方案二：选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器。ＤＳ１８Ｂ２０是一线式数字温度传感器，具有独特的单线式接口方式，测量范围在－５５℃～１２５℃，－１０℃～８５℃，误差为-\+0.5℃。最高精度可达0.0625℃。

HS1101是电容式湿度传感器，可测相对湿度范围在0%~100%RH，误差为-\+2%RH。方案选择，有上述数据可知，根据设计要求（温度测量范围为-10-50℃，湿度为0-100%；温度测量误差为0.1℃，湿度测量误差为3%；），从设计要求的精度来看，本方案更优。

综上所述，虽然方案一具有综合作用，但是方案二的测试范围和精度都由于方案一，故本模块采用方案二。

2.2.3显示模块的选择与论证