基于DHT11的溫濕度監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)

1、題目：基于DHT11的溫濕度監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)基于DHT11的溫濕度監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)是采用MSC-51系列單片機(jī)中的AT89S51和DHT11構(gòu)成的低成本的溫濕度的檢測(cè)控制系統(tǒng)。單片機(jī)AT89S51是一款低消耗、高性能的CMOS8位單片機(jī)，由于它強(qiáng)大的功能和低價(jià)位，因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。DHT11溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，傳感器包括一個(gè)電阻式感濕原件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括單片機(jī)、溫濕度傳感器、顯示模塊、報(bào)警器以及控制設(shè)備等五部分。其中由

2、DHT11溫濕度傳感器及LCD1602字符型液晶模塊構(gòu)成系統(tǒng)顯示模塊；測(cè)溫濕度控制電路由溫濕度傳感器和預(yù)設(shè)溫度值比較報(bào)警電路組成；用戶根據(jù)需要預(yù)先輸入預(yù)設(shè)值，當(dāng)實(shí)際測(cè)量的溫濕度不符合預(yù)設(shè)的溫濕度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)（蜂鳴器蜂鳴）。軟件部分包括了主程序、顯示子程序、測(cè)溫濕度子程序。關(guān)鍵詞：AT89S51;DHT11;溫濕度監(jiān)測(cè)DHT11TemperatureandHumiditymonitoringcircuitdesignABSTRACTAT89S51isalowconsumption,highperformanceCMOS8bitmicrocontroller.Becauseofitspow

3、erfulfeaturesandlowprice,itisusedinmanyareas.DHT11temperatureandhumiditysensorisatemperatureandhumiditycombinedsensorcontainingacalibrateddigitaloutput,thesensorconsistsofaresistorintheoriginalsenseofwetandaNTCtemperaturemeasurementdevices.Theproducthasmanyadvantages,suchasexcellentquality,fastrespo

4、nse,stronganti-jammingcapability.ThisdesignisfromedbytheAT89S51inMSC-51SeriesandDHT11constitutewhichisalow-costtemperatureandhumiditymeasurementandcontrolsystem.Thedesignincludesthedesignofhardwarecircuitdesignandsystemsoftware.ThehardwarehasFivemodules.Theyareamicrocontroller,temperatureandhumidity

5、sensors,displaymodule,alarmandcontrolequipment.TheLCD1602-characterLCDmoduleconstitutethesystemdisplaymodule.Thetemperatureandhumiditycontrolcircuitbythetemperatureandhumiditysensorsandpresettemperaturealarmcircuit.Accordingtotheneedofpre-enterthedefaultvalue,whentheactualmeasurementofthetemperature

6、humiditydoesnotconformthepresettemperatureandhumiditystandards,sendthealarmsignal(buzzerwillbeep).Thesoftwarepartincludesthemainprogram,thedisplayroutines,temperatureandhumiditysubroutine.Keywords：AT89S51;DHT11；Temperatureandhumiditymonitoring.1 前言11.1 本文研究的背景及意義11.2 研究任務(wù)和主要內(nèi)容11.2.1 本系統(tǒng)要完成任務(wù)11.2.2 主

7、要內(nèi)容12 設(shè)計(jì)任務(wù)要求分析22.1 設(shè)計(jì)要求22.2 系統(tǒng)組成22.3 本章小結(jié)23 硬件設(shè)計(jì)33.1 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)33.1.1 AT89S51單片機(jī)33.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)43.1.3 復(fù)位電路43.1.4 時(shí)鐘電路53.1.5 溫濕度設(shè)置（按鍵）電路63.2 顯示電路63.3 傳感器電路83.4 電源指示燈電路103.5 系統(tǒng)的蜂鳴器電路103.6 本章小結(jié)114 軟件設(shè)計(jì)124.1 溫濕度采集模塊144.2 顯示模塊154.3 蜂鳴器報(bào)警模塊154.4 PROTUES行結(jié)果164.5 本章小結(jié)17結(jié)論18參考文獻(xiàn)19致謝201前言1.1.2 本文研究的背景及意義在日常生活中，溫濕

8、度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用很廣泛，例如：機(jī)房、檔案館、材料加工場(chǎng)等場(chǎng)所，都必須嚴(yán)格控制環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度，使其保持在一定的范圍。使用DHT11可以靈活的監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫濕度，由用戶設(shè)定一定的閾值，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示，并且可以根據(jù)用戶要求設(shè)定報(bào)警裝置，當(dāng)溫濕度超過一定的范圍時(shí)，立即報(bào)警?；诖?，我設(shè)計(jì)了一款用51單片機(jī)控制的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，使用方便。1.2.2 研究任務(wù)及主要內(nèi)容1 本系統(tǒng)要完成的任務(wù)(1)人性化的設(shè)計(jì)。界限溫度值及濕度值能夠由用戶根據(jù)不同地域和不同的需求輸入并通過顯示器顯示，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。(2)通過采集溫度及濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差異，看是否符合

9、標(biāo)準(zhǔn)值，及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警裝置(包括警報(bào)燈的提示功能以及蜂鳴等)進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)控制溫濕度的方案。1 主要內(nèi)容(1)溫濕度的監(jiān)測(cè)我們研究的主要內(nèi)容。數(shù)字化傳感器將采集到的信號(hào)送入單片機(jī)，之后單片機(jī)通過顯示模塊顯示該溫濕度值。(2)該系統(tǒng)通過按鈕設(shè)定最適宜的溫度和濕度，傳感器向中央控制系統(tǒng)輸送監(jiān)測(cè)信號(hào)，超過預(yù)設(shè)值范圍的話，蜂鳴器就會(huì)報(bào)警提醒。(3)功能拓展：控制設(shè)備根據(jù)各種不同的需求自動(dòng)對(duì)溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用電熱、火力增溫，水冷、風(fēng)扇降溫都比較方便；采用噴霧、灑水增加濕度，采用烘干技術(shù)，加快水分流失，保持環(huán)境干燥。設(shè)計(jì)任務(wù)要求分析本章詳細(xì)介紹了本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，即實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前環(huán)境的溫濕度，并且

10、允許用戶設(shè)定溫濕度標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)環(huán)境溫濕度超過或低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以蜂鳴器鳴響的方式進(jìn)行報(bào)警提示，待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，蜂鳴器停止鳴響，控制設(shè)備停止運(yùn)行，系統(tǒng)正常工作,工作指示燈亮。(1)溫度(temperature)監(jiān)控：對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控并反映在顯示器上。(2)濕度(humid計(jì)y)監(jiān)控：對(duì)濕度進(jìn)行監(jiān)控并反映在顯示器上。(3)顯示：LCD顯示此時(shí)此刻溫濕度值，擺放在現(xiàn)場(chǎng)用于顯示當(dāng)前的溫濕度。設(shè)計(jì)要求一個(gè)以單片機(jī)為核心的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，需要實(shí)現(xiàn)的功能為：(1)能夠準(zhǔn)確的顯示當(dāng)前的溫度以及濕度。溫度檢測(cè)的范圍0c-60C,測(cè)溫精度:±2C；濕度檢測(cè)范圍20%-100%RH測(cè)濕精度：±5

11、%RH(2)能夠自主調(diào)節(jié)當(dāng)前需要溫度以及濕度的預(yù)設(shè)溫濕度值，在系統(tǒng)上面有調(diào)節(jié)按鈕,可隨時(shí)根據(jù)需要增加或者減少預(yù)設(shè)值。(3)一旦發(fā)現(xiàn)超過了預(yù)設(shè)值，蜂鳴器蜂鳴報(bào)警，報(bào)警方式為三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警。(4)本設(shè)計(jì)采用LCD顯示。2.2系統(tǒng)組成依據(jù)功能設(shè)定，本系統(tǒng)主要分為以下三個(gè)模塊：(1)溫濕度采集模塊：DHT11溫濕度傳感器作為本設(shè)計(jì)中的溫濕度采集模塊，使用單總線方式，接口方式簡(jiǎn)單，分辨率為8bit,能夠完全滿足日常環(huán)境溫濕度的監(jiān)測(cè)要求。(2)數(shù)據(jù)處理模塊：數(shù)據(jù)處理模塊采用AT89S51單片機(jī)，由其完成對(duì)溫濕度采集、運(yùn)算、邏輯控制的功能。(3)用戶交互模塊：用戶交互模塊主要由按鍵、LCD1602點(diǎn)

12、陣液晶、蜂鳴器和控制器構(gòu)成。其中按鍵用于用戶設(shè)定溫濕度準(zhǔn)確值，LCD1602用于數(shù)據(jù)顯示，蜂鳴器用于提示用戶，控制器用于調(diào)節(jié)控制不符合要求的溫、濕度。2.3本章小結(jié)本章節(jié)主要有兩部分，第一部分主要介紹了溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)要求，第二部分主要介紹了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組成，并加以簡(jiǎn)要的解釋。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞，它控制外圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能硬件實(shí)現(xiàn)上采用模塊化設(shè)計(jì)，每一模塊只實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定功能，最后再將各個(gè)模塊連接在一起，這種設(shè)計(jì)方法可以降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，本系統(tǒng)主要硬件設(shè)計(jì)包括電源電路、蜂鳴器電路、晶振電路，LCD顯示電路以及溫濕度傳感器電路皿。按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能所要求的，溫濕度監(jiān)控

13、系統(tǒng)框圖如下圖3-1所示：圖3-1溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)框圖單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的中樞單元，連接著包括溫濕度傳感器模塊，LCD顯示模塊，蜂鳴器報(bào)警模塊，鍵盤模塊等所有部分。其依賴于傳感器對(duì)原始信號(hào)的準(zhǔn)確捕捉和轉(zhuǎn)換，在此基礎(chǔ)上對(duì)輸入單片機(jī)的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析處理，并向蜂鳴器報(bào)警模塊發(fā)出相應(yīng)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。AT89S51單片機(jī)AT89S51是一款低功耗、高性能CMOS勺8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K的可編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATME公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）,也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行

14、編程及通用8位微處理器于單片機(jī)芯片中，低價(jià)位AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制的領(lǐng)域。AT89S51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器，128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，32個(gè)I/O口，1個(gè)串行通信口，1個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，另外，AT89S51還可以進(jìn)行0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式，閑散方式停止中央處理器的工作，可允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位，在AT89C5升新增力口白功能使AT

15、89S51性能有了較大提升，它的價(jià)格甚至更低，它的工作頻率可達(dá)33MHz比AT89C51的工作頻率更高，ISP在線編程功能的優(yōu)越性在于它不必要將芯片從工作狀態(tài)下分離，特別是在改寫存儲(chǔ)器內(nèi)的程序，這是一個(gè)相當(dāng)方便簡(jiǎn)單的功能，它不需要像AT89C51那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路，由于它內(nèi)部具有雙工UAR伸行通道內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，它具有全新的加密算法，大大加強(qiáng)的程序的保密性，有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯，它完全兼容51全部字系列產(chǎn)品網(wǎng)。Pl.OCP1J匚PL"P13CPl4C(M0S1)P1.5C(SCK)P17tRSTt：(RXD)P30E(INTO)P12C(fNT1)P33C(TO

16、)P3.4E(T1)P3.5C麗)P36匚(XD)P3r?CXTAL2CXTAL1CGNDC1234567g91011121314151617181920mLO/zg二8681<4039383736353433323130292827262524232221VCCP0I(AD1)P0.3(AD3)PQ,4(AD4)P06(AD6)P0.7(AD7)ALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P24(A12)3P2.1(A9)P2,0(A8)圖3-2AT89S51引腳圖單片機(jī)最小系統(tǒng)所謂單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指使單片機(jī)能運(yùn)行程序、正常工作的最簡(jiǎn)單電路系統(tǒng)，是保證單片正常啟動(dòng)、開

17、始工作的必須電路，缺一不可。單片機(jī)最小系統(tǒng)一般由單片機(jī)、程序存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成。對(duì)于AT89S51單片機(jī)，由于片內(nèi)有4K的程序存儲(chǔ)器，所以其最小系統(tǒng)除了單片機(jī)本身外，只需外接時(shí)鐘電路與復(fù)位電路即可。復(fù)位電路本次設(shè)計(jì)采用的是上電復(fù)位，當(dāng)RST引腳上出現(xiàn)了兩個(gè)周期以上的高電平就會(huì)觸發(fā)內(nèi)部復(fù)位，這里的EA端與復(fù)位電路無關(guān)，由于數(shù)據(jù)都放在了內(nèi)部存儲(chǔ)器，所以需要對(duì)EA端置高電平1。0J1仁2圖3-3復(fù)位電路時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)的基本時(shí)鐘信號(hào)，是用來配合外部晶體實(shí)現(xiàn)振蕩的電路，這樣可以為單片機(jī)提供運(yùn)行時(shí)鐘。MCS-51的時(shí)鐘信號(hào)可以由兩種方式：一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，

18、產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)：另一種為外部方式，時(shí)鐘信號(hào)由外部引入。如果沒有時(shí)鐘電路來產(chǎn)生時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單片機(jī)，單片機(jī)是無法工作的12。AT89S51的時(shí)鐘信號(hào)可由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生，也可由外部電路直接提供。內(nèi)部振蕩器的輸入和輸出腳分別為XTAL1和XATL2由XTAL2給單片機(jī)內(nèi)部電路提供時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)由外部電路提供時(shí)，外部時(shí)鐘弓I入XTAL2而XTAL1腳接地。溫濕度設(shè)置(按鍵)電路按鍵說明：左起第一個(gè)是功能鍵，按一次進(jìn)入報(bào)警溫度設(shè)置此時(shí)出現(xiàn)H40,進(jìn)行上限溫度設(shè)置，此時(shí)設(shè)置H高溫報(bào)警溫度并閃爍顯示；按第二次，進(jìn)行下限溫度設(shè)置此時(shí)出現(xiàn)L03,此時(shí)設(shè)置L低溫報(bào)警溫度并閃爍顯示；再按一次即第三次，則恢復(fù)正常的溫度

19、顯示界面。第二個(gè)按鍵是增加鍵，可以對(duì)上限溫度或下限溫度進(jìn)行增大調(diào)整第三個(gè)按鍵是減小鍵，可以對(duì)下限溫度或下限溫度進(jìn)行減小調(diào)整；濕度同理。這樣便可設(shè)置好溫、濕度的上、下限。圖3-5按鍵實(shí)物顯示電路顯示模塊選用LCD1602?符型液晶模塊，它是目前工控系統(tǒng)中使用最廣泛的液晶屏之一，LCD1602?符型液晶模塊是點(diǎn)陣型液晶，驅(qū)動(dòng)方便，經(jīng)過編程后顯示內(nèi)容多樣化。工作電壓一般為4.5-5.5V,本設(shè)計(jì)中采用4.5V電源，工作電流2mA容量16*2個(gè)字符(1)整體電路設(shè)計(jì)實(shí)物及LCD正常工作顯示如圖3-7所示。圖3-7正常工作LCD1602顯示(2)LCD1602#弓I腳接口說明如表3-1所示表3-1LCD

20、引腳接口說明LCD1602各引腳接口說明如表(編號(hào))符號(hào)引腳說明1VDD正極2VSS地3VL液顯偏壓4RS寄存器選擇5R/W讀/寫選擇6EN使能信號(hào)7D0數(shù)據(jù)8D1數(shù)據(jù)9D2數(shù)據(jù)10D3數(shù)據(jù)11D4數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)113D6數(shù)據(jù)14D7數(shù)據(jù)15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極(3)引腳功能說明VCC:電源電壓輸入端。GND:電源地。P1口(AT89S51):P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入”1后，被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入。P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口

21、作為第八位地址接收。專門為用戶使用的I/O口，是準(zhǔn)雙向口，P1口為8位準(zhǔn)雙向口，每一位均可單獨(dú)定義為輸入或輸出口。在編程校驗(yàn)期間，用做輸入低位字節(jié)地址。P1口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。傳感器電路DHT1做字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的溫濕度傳感和數(shù)字模塊采集技術(shù)，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，DHT11傳感器內(nèi)含一個(gè)NTCW溫和一個(gè)電阻式感濕元件，并與一個(gè)8位的高性能單片機(jī)相連接，在精確的濕度校驗(yàn)室中DHT11傳感器進(jìn)行過校準(zhǔn)，以程序的形式校準(zhǔn)系數(shù)儲(chǔ)存在0TP內(nèi)存中，檢測(cè)信號(hào)的時(shí)候，在處理過程中傳感器內(nèi)部要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)，采用單線制的用行接口13,使系統(tǒng)

22、集成可以有較低的功耗，而且更加簡(jiǎn)單快速，信號(hào)傳輸距離超過20米，作為一個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器DHT11具有響應(yīng)快速、抗干擾強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，它的性能指標(biāo)如下：濕度測(cè)量范圍為20%90%RH濕度測(cè)量精度為±5%RH溫度測(cè)量范圍為050C,溫度測(cè)量精度為±2C,工作電壓3.05.5V,響應(yīng)時(shí)間5S,DHT1I采用4針單排引腳封裝，傳感器通電后，需要等待1s,這是因?yàn)橐竭^不穩(wěn)定的狀態(tài)，在此期間不需發(fā)送指令,電源引腳（VDDGND之間可增加一個(gè)100nF的電容，用以去耦濾波7。圖3-9DHT11實(shí)物圖四條引角中有兩條是電源引腳，有兩條是輸出數(shù)據(jù)的引腳，你只需要給他供上額定電壓，然后

23、再他的輸出引腳采集信號(hào)就可以了。DHT11是數(shù)字型溫濕度傳感器，可直接以數(shù)字方式傳輸所采集的當(dāng)前環(huán)境溫濕度，DHT11采用的是單總線通信，因此只需將單片機(jī)的一個(gè)I/O端口與DHT11的通信接口連接就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳送，相對(duì)于其他電路來說比較簡(jiǎn)單。電源指示燈電路普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時(shí)需用接合適的限流電阻。發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮一般需要3mA-10mA勺電流，在本設(shè)計(jì)中選擇5mAVCC=4.5VR=1K系統(tǒng)的蜂鳴器電路微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全起見，對(duì)

24、于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)，都設(shè)定有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便于提醒操作人員注意，或者采取緊急措施，本設(shè)計(jì)采用把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、標(biāo)度變換、數(shù)字濾波之后，與該參數(shù)上下限與設(shè)定值進(jìn)行比較，不符合標(biāo)準(zhǔn)值則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示120本設(shè)計(jì)采用蜂鳴音報(bào)警電路。蜂鳴器額定電流030Ma,而對(duì)于AT89S51單片機(jī)，P3口的灌電流為15mA,由此可見，僅靠單片機(jī)的P3口電流是不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的，必須使用晶體管放大電路，為了使單片機(jī)的功率更小，所以使用PNP型晶體管，當(dāng)外部環(huán)境的溫度或者濕度超過預(yù)設(shè)值的時(shí)候，基級(jí)變?yōu)榈碗娖剑澍Q器導(dǎo)通鳴叫11。本章節(jié)主要介紹了硬件設(shè)計(jì)的總思路及其各部

25、分電路的主要設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)的給出了各個(gè)模塊（蜂鳴器，晶振電路，顯示電路，按鍵電路，傳感器電路，復(fù)位電路，電源指示燈電路）的電路設(shè)計(jì)。初步連接構(gòu)造硬件，并且設(shè)計(jì)了控制部分，較細(xì)致的介紹了硬件運(yùn)行。軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)，貫穿了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本次設(shè)計(jì)能夠完成的最重要的環(huán)節(jié)之一。根據(jù)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)功能，系統(tǒng)軟件流程圖如圖4-1所示:圖4-1系統(tǒng)軟件流程圖溫濕度采集模塊DHT11傳感器內(nèi)含一個(gè)NTCW溫和一個(gè)電阻式感濕元件，并與一個(gè)8位的高性能單片機(jī)相連接，在精確的濕度校驗(yàn)室中DHT11傳感器進(jìn)行過校準(zhǔn)，以程序的形式校準(zhǔn)系數(shù)儲(chǔ)存在0TP內(nèi)存中，檢測(cè)信號(hào)的時(shí)候，在處理過程中傳感器內(nèi)

26、部要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)，采用單線制的串行接口。首先將DHT11數(shù)據(jù)端口置低電平，發(fā)送開始信號(hào)，延時(shí)20毫秒，釋放數(shù)據(jù)線，用于檢測(cè)低電平應(yīng)答信號(hào)。若無應(yīng)答信號(hào)，則EA為高電平，返回；有應(yīng)答信號(hào)，等待應(yīng)答信號(hào)結(jié)束，若超出檢測(cè)范圍，則讀數(shù)據(jù)出錯(cuò)，退出函數(shù)；應(yīng)答信號(hào)后有80us高電平,等待高電平結(jié)束后，讀出溫濕度值。unsignedcharDHT11_ReadTempAndHumi(void)(unsignedchari=0,check_value=0,count=0;EA=0;dht11=0;/拉低數(shù)據(jù)線大于18ms發(fā)送開始信號(hào)Delay_1ms(20);/扃大于18毫秒dht11=1;/釋放數(shù)據(jù)線，

27、用于檢測(cè)低電平的應(yīng)答信號(hào)/延時(shí)20-40us,等待一段時(shí)間后檢測(cè)應(yīng)答信號(hào)，應(yīng)答信號(hào)是從機(jī)拉低數(shù)據(jù)線80usDHT11_Delay_10us();DHT11_Delay_10us();DHT11_Delay_10us();DHT11_Delay_10us();if(dht11!=0)/檢測(cè)應(yīng)答信號(hào)，應(yīng)答信號(hào)是低電平(/沒應(yīng)答信號(hào)EA=1;returnERROR;else(/有應(yīng)答信號(hào)while(dht11=0&&count+<NUMBER);/等待應(yīng)答信號(hào)結(jié)束if(count>=NUMBER)/檢測(cè)計(jì)數(shù)器是否超過了設(shè)定的范圍(dht11=1;EA=1;returnER

28、ROR;/讀數(shù)據(jù)出錯(cuò)，退出函數(shù)count=0;dht11=1;/釋放數(shù)據(jù)線/應(yīng)答信號(hào)后會(huì)有一個(gè)80us的高電平，等待高電平結(jié)束while(dht11!=0&&count+<NUMBER);if(count>=NUMBER)dht11=1;EA=1;returnERROR;退出函數(shù)/讀出濕溫度值for(i=0;i<SIZE;i+)value_arrayi=DHT11_ReadValue();if(status=ERROR)/調(diào)用ReadValue(讀數(shù)據(jù)出錯(cuò)會(huì)設(shè)定status為ERRORdht11=1;EA=1;returnERROR;/讀出的最后一個(gè)值是校驗(yàn)值

29、不需加上去if(i!=SIZE-1)/讀出的五字節(jié)數(shù)據(jù)中的前四字節(jié)數(shù)據(jù)和等于第五字節(jié)數(shù)據(jù)表示成功check_value+=value_arrayi;/endfor/在沒用發(fā)生函數(shù)調(diào)用失敗時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)if(check_value=value_arraySIZE-1)/將溫濕度擴(kuò)大10倍方便分離出每一位humi_value=value_array0*10;temp_value=value_array2*10;dht11=1;EA=1;returnOK;正確的讀出dht11輸出的數(shù)據(jù)else/校驗(yàn)數(shù)據(jù)出錯(cuò)EA=1;returnERROR;)顯示模塊LCD1602夜晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是

30、通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。首先將LCD1602的各個(gè)引腳定義，然后算出指令碼，將溫度顯示和濕度顯示的子程序分別定義，以備調(diào)用。voiddisplayfun1()(display_temp();)voiddisplayfun2()(display_temp1();)voiddisplay()(if(!disp_mode)displayfun1();顯示正常elsedisplayfun2();設(shè)置界面)蜂鳴器報(bào)警模塊微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全起見，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)，都設(shè)定有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便于提醒操作人員注意，或者采取緊急措施，本設(shè)計(jì)采用把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、標(biāo)度變換、數(shù)字濾

31、波之后，與該參數(shù)上下限與設(shè)定值進(jìn)行比較，不符合標(biāo)準(zhǔn)值則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示120本設(shè)計(jì)采用蜂鳴音報(bào)警電路。蜂鳴器額定電流030Ma,而對(duì)于AT89S51單片機(jī)，P3口的電流為15mA,由此可見，僅靠單片機(jī)的P3口電流是不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的，必須使用晶體管放大電路，為了使單片機(jī)的功率更小，所以使用PNP型晶體管，當(dāng)外部環(huán)境的溫度或者濕度超過預(yù)設(shè)值的時(shí)候，基級(jí)變?yōu)榈碗娖?，蜂鳴器導(dǎo)通鳴叫11。voiddisplay()(if(temp_value/10)%100)<templ)|(humi_value/10)%100)<huil)beep=0;red=0;/溫度低于下限

32、值，報(bào)警elseif(temp_value/10)%100)>=temph|(humi_value/10)%100)>=huih)beep=0;blue=0;/溫度高于或等于上限值，報(bào)警elsebeep=1;red=1;blue=1;Protues運(yùn)行結(jié)果運(yùn)用protues7.5軟件繪制仿真圖并運(yùn)行：（由于protues版本問題，采用AT89C51代替AT89S51進(jìn)行仿真，不影響仿真結(jié)果）C2X1U2甘CRYSTALR1C3李usiDHT11X.J.工耳儂"-卜卜LCD1Lliai6LPDHADQPD.1AD1即她我PD加gPOL血I即融加pnxoeNlTADTI2IW

33、I2.WP22A1DP23A11P24A12P2JaR13P2JaM4除TfM$P30mPP'1.限即NTD第3而T風(fēng)tra月肛£PJJ&M罔力而工由月T3Sdi-0nnEF中三，RP1牌生P相盛圖4-2系統(tǒng)仿真圖DHT11LCD1ip.inia1國oX1L_ORVSTAlRH-SETU45IBH：目觀TEHF=00L12RESP配向口Lmerg91=1口口0口口口口專聆|R聊丁£35IHLIHUkW*JU叩加2XTAC叩加甲mPHWPD5.05叩杯,ASTPUJXfiBTP1DMR2.1MPJ2103SERP23ftl1ALEP24JM2exUrsulaP21&fiUP27JM5P1DP3B/RXDflJPUFJ1/L.Ul?314fiTDP1JP33ANT1P1fP15paja/ri口16fillP*何1gFdi、l&quo