温湿度检测系统设计

湖南工程学院

课 程 设 计

课程名称 单片机原理与应用 课题名称 环境温、湿度检测系统设计 专 业 自动化 班 级 1003 学 号 ************ 姓 名 罗金细 指导教师 李晓秀 王迎旭

汪超 林国汉

2013年 7 月 2 日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称单片机原理与应用

课题环境温、湿度检测系统设计

专业班级自动化1003

学生姓名罗金细

学号************

指导老师李晓秀

审批

任务书下达日期2013 年 6 月21 日任务完成日期2013年7 月 2 日

目录

第1章总体方案设计 (1)

1.1 设计内容 (1)

1.2 总体设计 (1)

第2章硬件设计 (2)

2.1 DHT11温度湿度传感器电路设计 (2)

2.2 按键电路模块设计 (2)

2.3 晶振电路和复位电路设计 (3)

2.3 LED数码显示模块设计 (4)

2.4 报警模块设计 (5)

第3章软件设计 (6)

3.1 主程序设计 (6)

3.2 DHT11数据读取子程序设计 (7)

3.3 按键子程序设计 (8)

3.4 LED显示子程序设计 (10)

第4章系统安装与调试 (11)

4.1 系统安装接线图 (11)

4.2 调试与结果 (11)

第 5章总结 (13)

第6章参考文献 (14)

第7章附录 (15)

附录A 系统原路图 (15)

附录B 程序清单 (15)

电气与信息工程系课程设计评分表 (29)

第1章总体方案设计

1.1 设计内容

要求以单片机为核心，采用温湿度传感器 DHT11设计一个对环境温度湿度的检测系统，要求用按键控制系统选择分别对温度或湿度的测试、复位、用四位LED数码管显示实时温度和温度。还可由用户设定温度和湿度的上、下限，设计越限报警功能。

1.2 总体设计

本次设计主要设计了温湿度的测量与显示，硬件方面共分为7个模块，即单片机主控模块、按键模块、晶振电路、复位电路、LED显示模块、报警模块以及DHT11电路模块。数字温湿度传感器DHT11送来数据，经单片机STC90C52RC处理后，并送入LED显示模块，按键电路主要用来完成单片机的启动操作和温湿度初始值的设定，需要4个按键，一个显示温度，一个显示湿度，一个用来设定初始温度和初始湿度的上限值和下限值一个，另外一个负责启动DHT11。报警电路就是用一个蜂鸣器和一个指示灯来实现的，用来判断周围环境的温度或者湿度是否超出设定值了，超出设定值蜂鸣器就会报警。系统总体框图如图1-1。

图1-1 系统总体框图

第2章硬件设计

2.1 DHT11温度湿度传感器电路设计

此次单片机课程设计采用的是DHT11数字温湿度传感器，而且是单总线（双向）结构，所以温湿度检测电路的结构比较简单。此次课程设计温度测量范围：0-50摄氏度；湿度测量范围：20%-90%RH。DHT11只有一根数据线，一根电源线，一根地线，还有一根（NC）悬空。直接将电源线与单片机的电源VCC相连，地线与单片机的GND相连。数据线DATA与单片机的P1.0口相连，外加一个5K的上拉电阻。所需要的温湿度数据便是由DATA引脚通过P1.0送入单片机的，在单片机内做出相应的处理之后得到相应的温湿度数据，原理图如图2-1所示。

DHT11

图2-1温度检测原理图

2.2 按键电路模块设计

此次课程设计采用的按键电路为独立按键电路。按键电路就是四个按键分别与STC90C52RC的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4口相连，分别与S1-S4相连。当有按键按下时单片机收到有效的信号，S1键显示实际所测得的湿度，S2键显示实际所测得的温度和S3键的功能为设置温

湿度的上限值和下限值，S1键为加1，S2键为减1。当S1键和S2键单独使用时用来切换显示温湿度的精确数据，S4为启动DHT11传感器的独立

图2-2 按键原理图

2.3 晶振电路和复位电路设计

STC90C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD 和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。其晶振电路如图2-3所示。

X

12M

T AL1

T AL2

图2-3 晶振电路

复位电路是保证单片机正常运行的关键因素，所以可靠地复位电路设计是必要的。将RST引脚连续输入2个机器周期（即24个时钟振荡期间）以上高电平，即可以完成单片机的初始化操作。本设计采用按钮复位方式，

GND

其复位电路如图2-4所示。

V CC

图2-4 复位电路

2.3 LED数码显示模块设计

此次课程设计采用的共阳极LED动态数码显示，所谓动态显示，是采用动态扫描的方法逐个地循环点亮各位显示器。虽然在任一时刻只有一位显示器被点亮，但由于人眼具有视觉残留效应看起来与全部显示器持续点亮效果是完全一样的。为了实现LED显示器的动态扫描，除了要给显示器提供段码（字形代码）的输入外，还要对显示器进行位控制，这就是通常所说的段控和位控。本次课程设计中段码控制为单片机的P1.0-P1.7分别与LED的A.B.C.D。E.F.G.Dp相连，实现了字符的显示，单片机的P2.4-P2.7分别与四个LED（W1.W2.W3.W4）显示起相连,实现位控制。其显示原理图如图2-5所示。

18

193031

299

12345678

V C C

图2-5 数码显示原理图

2.4 报警模块设计

此次课程设计的报警模块采用一个LED 显示灯、一个10K 的限流电阻和一个扬声器。当实测温度湿度在设定的范围内，LED 灯熄灭，扬声器不会发出警报，工作正常!如果实测温湿度不在设定的范围内，LED 灯亮，

扬声器发出警报，此时系统工作不正常！应根据要求调节温湿度设定的上Q1

GND

图2-6 报警指示原理