智能温湿度器设计报告

杭州电子科技大学

智能温湿度计

题目：智能温湿度计设计

课程名称：单片机

学院：自动化

专业：电气工程与自动化

年级： 3 学号：

学生姓名：

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。

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

#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);