基于單片機(jī)的溫濕檢測電路

1、“溫濕度傳感器”作品簡介作品名稱：基于51單片機(jī)的溫濕度檢測電路 目 錄1、 作品名稱······························（3）2、 作品簡介及其功能··········

2、83;···········（3）3、 電路設(shè)計思路及其硬件的選擇············（3）4、 電路的設(shè)計與成型·····················

3、·（3）4.1供電部分·····························（3）4.2微控制器部分················&#

4、183;········（4）4.3測溫部分·····························（4）4.4測濕部分·········

5、····················（5）4.5報警部分····························&#

6、183;（5）4.6鍵盤部分·····························（5）4.7顯示部分·················

7、············（6）4.8整體電路及其PCB板····················（6）5、電路軟件的設(shè)計·············&#

8、183;············（7）5.1溫度部分······························（7）5.2濕度部分····

9、··························（8）5.3液晶顯示部分······················

10、····（9）5.4主程序································（10）6、所思所感···········

11、;·····················（11）7、參考文獻(xiàn)···························&

12、#183;····（11）1、作品名稱：基于單片機(jī)的溫濕度檢測電路2、作品簡介及其功能：隨著工業(yè)自動化的愈趨完善，各種各樣的傳感器被用在了各式各樣的場合。而溫度和濕度這兩個重要的參數(shù)成為了實(shí)現(xiàn)過程控制自動化必不可少的過程。換言之，問題具體化為了選擇怎樣的傳感器及如何去檢測溫濕度的變化，并根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整系統(tǒng)以使之保持在最佳工作狀態(tài)。本電路即是用來檢測環(huán)境溫度及濕度的情況并實(shí)時顯示及作出處理的。雖然原理很簡單卻可靠實(shí)用。下面將給出詳細(xì)描述。 3、電路設(shè)計思路及其硬件的選擇 先說測溫部分。 考慮到測溫方案有很多種，包括電阻式測溫、熱電偶測溫等等。而由于外界諸

13、多因素的變化，由分立元件所搭建的電路會受到各種各樣的干擾而導(dǎo)致測量結(jié)果的偏差，比如電阻會因溫度升高而阻值降低，三極管在發(fā)熱狀態(tài)下基極電流會升高等等。這會帶來測量誤差，從而導(dǎo)致一系列負(fù)面響應(yīng)?？紤]到這些問題，方案最終被定在了集成溫度測量傳感器DS18B20上。 DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的集成溫度傳感器。它將測溫、處理及輸入輸出等模擬+數(shù)字電路集成在一塊形似三極管的三端芯片上，體積小巧、功能強(qiáng)大，且數(shù)據(jù)的輸入輸出只需要一跟端口線，并且可在一根總線上并聯(lián)多個芯片以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。用之與單片機(jī)結(jié)合簡直是溫度檢測的不二選擇。 再說濕度檢測部分。 濕度檢測部分也有許多方案可供選擇，同樣也有集

14、成濕度檢測元件。但考慮到其價格及普遍使用程度，最后放棄了集成元件的方案，改用分立式的電容測濕電路。本電路在工業(yè)上使用普遍且方案成熟，不失為可行方法之一。 控制器方面，自然是使用STC89C52了，實(shí)惠夠用。 輔助部分有鍵盤部分和顯示部分，會在后面有詳細(xì)的介紹。4、電路的設(shè)計與成型:4.1供電部分： 電路圖如圖4.1.1所示。 圖4.1.1 電源電路 考慮到取電源的方便性，電路的電源部分采取了標(biāo)準(zhǔn)9V電源接口引入然后用LM7805集成穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定5V電壓的方案。這種方案最大的好處是節(jié)省電源部分的體積，缺點(diǎn)則是無法透徹理解電源穩(wěn)壓的原理及實(shí)現(xiàn)方法。 4.2微控制器部分：微控制器電路圖如圖4

15、.2.1所示： 圖4.2.1 微控制器電路微控制器為通用的51單片機(jī)系統(tǒng)，簡單明了。4.3測溫部分： 溫度檢測電路如圖4.3.1所示。 如圖所示，集成溫度傳感器的數(shù)據(jù)接口 直接與單片機(jī)的P2.5口相連,且需要加一個10K的上拉電阻。圖 測溫電路4.4測濕部分：測濕電路圖如圖4.4.1所示。由于測濕傳感器是采用的電容式測濕傳感器，故對濕度的測量轉(zhuǎn)變?yōu)榱藢ψ兓娙莸娜葜禉z測。檢測容值的有效方案首選由555芯片組成的多諧振蕩器，如右圖所示。 如圖，當(dāng)電路通電時，電容HS0001被充電。當(dāng)觸發(fā)端2腳的電壓上升到2*VCC5/3 圖4.4.1 測濕電路時，輸出端3變?yōu)榈碗娖?，同時電容通過7腳放電，2腳電

16、平下降；當(dāng)2腳電平下降到VCC5/3時，輸出端3腳轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖健ｋ娙軭S0001放電所需時間為：Td=RH4*CHS0001*2 當(dāng)放電結(jié)束時，VCC5將通過RH3、RH4向電容HS0001充電。2腳電壓由VCC5/3上升到2*VCC5/3所需的時間為：Tu=(RH4+RH3)*CHS0001*2 當(dāng)3腳上升到2*VCC5/3時，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，就在電路的輸出端3腳得到一個周期性的矩形波，通過單片機(jī)的外部中斷口可以檢測這個矩形波并得到其頻率，頻率的計算公式如下：f=1/(Td+Tu)=1/(2*RH4+RH3)* CHS0001*2 進(jìn)而得到電容值的計算公式：CHS0001=

17、1/(2*RH4+RH3)*f*2 這樣就能得到測濕電容CHS0001的電容值并與濕度一一對應(yīng)起來了。4.5報警部分：報警部分如圖4.5.1所示。當(dāng)溫度或者濕度超過設(shè)定值時，單片機(jī)會控制蜂鳴器發(fā)聲報警。電路中的三極管9012當(dāng)做開關(guān)管使用，給低電平就導(dǎo)通。 圖 圖 報警電路4.6鍵盤部分：鍵盤部分如圖4.6.1所示。由于整體電路不需要很多按鍵，所以用不到矩陣鍵盤的方案。單片機(jī)只需要檢測哪個按鍵有了低電平，即可確定哪個按鍵被按下了。圖圖4.6.1 按鍵電路4.7顯示部分：顯示部分如圖4.7.1所示。本電路采用了1602液晶顯示，接口簡單，控制方便。由于本電路占用單片機(jī)的I/O口并不多，所以采用了

18、并行接口方式。圖 液晶顯示電路4.8整體電路及其PCB板：整體電路如圖4.8.1所示：圖 整體電路PCB圖如圖4.8.2所示：圖4.8.2 PCB印制板圖5、電路軟件的設(shè)計：5.1溫度部分：用單片機(jī)控制DS18B20非常方便。先對之進(jìn)行初始化，之后就能從其中讀出數(shù)據(jù)了。以下是程序。/初始化程序段void init_18B20(void) reset_18B20();/總線復(fù)位 wbyte_18B20(0xcc);/忽略檢查ROM匹配操作 wbyte_18B20(0x4e);/設(shè)置寫模式（寫暫存器） /*wbyte_18B20(0x21);/設(shè)置溫度上限為33【設(shè)置則精度只能是0.5】 wbyt

19、e_18B20(0x1c);/設(shè)置最低溫度為28*/ wbyte_18B20(0x1f);/寫溫度計配置寄存器/數(shù)據(jù)提取程序段uint getdat_18B20()float c;uint temp;uchar h,l;conv_18B20();reset_18B20();delay_18B20(1);/稍作延時wbyte_18B20(0xcc);wbyte_18B20(0xbe);/發(fā)送讀取溫度數(shù)據(jù)的命令l=rbyte_18B20();/讀取低8位h=rbyte_18B20();/讀取高8位flag_18B20=h&0x80;if(flag_18B20) /最高位為1，溫度為負(fù)tem

20、p=h;temp=temp<<8;/讀取的高8位數(shù)據(jù)裝在temp高8位temp=temp|l;temp=temp+1;c=temp*0.0625;temp=c*100+0.5;elsetemp=h;temp=temp<<8;temp=temp|l;c=temp*0.0625;temp=c*100+0.5;return(temp); /溫度整數(shù)部分2位，小數(shù)部分2位5.2濕度部分：由于需要檢測的信號是一定頻率的方波，所以最佳檢測方案莫過于用單片機(jī)的計數(shù)器在一定時間內(nèi)進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而計算出其頻率。其函數(shù)如下所示。/初始化程序段,用于對外部中斷0和定時器0進(jìn)行初始化設(shè)置void

21、 init_freq()TMOD=0x02;TH0=56;TL0=56;/定時器0,計時中斷一次為200usEA=1; ET0=1;EX0=1;/開外部中斷0 IT0=1;/跳變沿觸發(fā)方式 （“0”為低電平觸發(fā)方式）TR0=1;/中斷程序段void EX0_int()interrupt 0 num+;void T0_timer0()interrupt 1 time+; if(time=500)/200us*500=100ms，此乃100ms的定時 EX0=0;/先把外部中斷關(guān)掉TR0=0;/再把定時器關(guān)掉time=0;/記得復(fù)位，很重要display_freq();num=0;/同時把中斷計數(shù)

22、清零TR0=1;/開啟定時EX0=1;/開啟外部中斷5.3液晶顯示部分：液晶顯示部分已經(jīng)是固化程序了，程序如下：/初始化void init_1602()en_1602=0;wcom_1602(0x38);/數(shù)據(jù)總線8位，顯示兩行5*7點(diǎn)陣/字wcom_1602(0x0c);/開顯示功能，且光標(biāo)不顯示，不閃爍wcom_1602(0x06);/寫入一個字后光標(biāo)后移，且屏幕不移動/顯示程序void wcom_1602(uchar c)rw_1602=0;rs_1602=0;P0=c;en_1602=0;delay_1602(2);en_1602=1;delay_1602(2);en_1602=0;void wdat_1602(uchar d)rw_1602=0;rs_1602=1;P0=d;en_1602=0;delay_1602(2);en_1602=1;delay_1602(2);en_1602=0;void wsingle_160