DHT11溫濕度傳感器

1、基于單片機(jī)的DHT1溫濕度傳感器設(shè)計(jì)姓名：史延林指導(dǎo)老師：黃智偉學(xué)院：電氣工程學(xué)院學(xué)號：20094470321摘要：溫濕度是生活生產(chǎn)中的重要的參數(shù)。本設(shè)計(jì)為基于單片機(jī)的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。用新型的智能溫濕度傳感器DHT1位要實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再運(yùn)用單片機(jī)STC89C5進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報(bào)警電路提供信號，實(shí)現(xiàn)對溫濕度的控制報(bào)警。報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，顯示部分采用LCD160腋晶顯示所測溫濕度值。系統(tǒng)電路簡單、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、檢測精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞

2、：單片機(jī)；DHT1溫濕度傳感器；LCD1602a示第一章：課程構(gòu)思1.1課題背景溫濕度的檢測與控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中比較典型的應(yīng)用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)中，溫濕度的高低對產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大。由于溫濕度的檢測控制不當(dāng)，可能使我們導(dǎo)致無法估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問題是加強(qiáng)生產(chǎn)車間內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作，但傳統(tǒng)的方法過于粗糙，通過人工進(jìn)行檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費(fèi)時費(fèi)力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。目前，在低溫條件下（通常指100c以下），溫濕度的測量已經(jīng)相對成熟。利用新型單總線

3、式數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對溫度的測試與控制得到更快的開發(fā)。但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、學(xué)習(xí)、生活提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化，智能化控制方向發(fā)展。對于國內(nèi)外對溫濕度檢測的研究，從復(fù)雜模擬量檢測到現(xiàn)在的數(shù)字智能化檢測越發(fā)的成熟，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)在的對于溫濕度研究，檢測系統(tǒng)向著智能化、小型化、低功耗的方向發(fā)展。在發(fā)展過程中，以單片機(jī)為核心的溫濕度控制系統(tǒng)發(fā)展為體積小、操作簡單、量程寬、性能穩(wěn)定、測量精度高，等諸多優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)生活的各個方面實(shí)現(xiàn)著至關(guān)重要的作用。溫濕度傳感器除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用

4、感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率）、光強(qiáng)型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。1.2主要內(nèi)容本文設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)STC89C52溫濕度檢測和控制系統(tǒng)，主要以廣泛應(yīng)用的DHT1作為溫度和濕度的檢測，該儀器具有測量精度較高、硬件電路簡單、并能很好的進(jìn)行顯示，可測試不同環(huán)境溫濕度的特點(diǎn)。另外和控制電路相連，可以進(jìn)行加濕電路和除濕電路的控制，使溫度和濕度參數(shù)在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，不需要人的直接參與。單片機(jī)是系統(tǒng)的控制核心，所以單片機(jī)的性能關(guān)系到整個系統(tǒng)的好壞。因此單片機(jī)的選擇，對所設(shè)計(jì)系統(tǒng)

5、的實(shí)現(xiàn)以及功能的擴(kuò)展有著很大的影響。本設(shè)計(jì)中，最終選用的集成溫度傳感器DHT11采集到的溫濕度信號送至單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)溫濕度的顯示與控制。系統(tǒng)主要由以上元器件組成，通過硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能1.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)用新型的智能集成溫溫度傳感器DHT1任要實(shí)現(xiàn)檢測溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再運(yùn)用單片機(jī)STC89C52行數(shù)據(jù)的分析和處理，并在LCD1602L顯示當(dāng)前溫濕度。1、DHT1儼品概述DHT1數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與

6、卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTCffl溫元件，并與一個高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(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)。每個DHT1傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OT衲存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。2、引腳說明引腳號引腳名稱引腳說明1VCC電源正電源輸入，3V-5.5VDC

7、2Dout輸出單總線，數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳3NC空空腳，擴(kuò)展未用4GND地電源地3、電源引腳DHT1的供電電壓為DHT11傳感器實(shí)物圖35.5V。傳感器上電后，要等待1s以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDDGND之間可增加一個100nF的電容，用以去耦濾波。4、串行接口（單線雙向）DATA用于微處理器與DHT1優(yōu)間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊時間4ms左右，用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT1伙低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開始信號結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下，DHT11接收到

8、開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號，DHT1體會主動進(jìn)行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。1.4單片機(jī)STC89C52STC89C理一種低功耗、高性能CMO&位微控制器，具有8心系統(tǒng)可編程Flash存儲器，使用ATME公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51T品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許ROME系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CP莊口在系統(tǒng)可編程Flash，使其為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活的解決方案。1、主要特性如下：1 .增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時鐘/機(jī)器周期和12時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼

9、容傳統(tǒng)80512 .工作電壓：5.5V3.3V（5VI片機(jī)）/3.8V2.0V（3VI片機(jī)）3 .工作頻率范圍：040MHz相當(dāng)于普通8051的080MHz實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz4 .用戶應(yīng)用程序空間為8行節(jié)5 .片上集成512字節(jié)RAM6 .通用I/O口（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為I/O用時，需加上拉電阻7 .ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過用口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成8 .具有EEPROM能9

10、.具有看門狗功能10 .共3個16位定時器/計(jì)數(shù)器。即定時器T0、T1、T211 .外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown奠式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12 .通用異步用行口（UART,還可用定時器軟件實(shí)現(xiàn)多個UART13 .工作溫度范圍：-40+85C（工業(yè)級）/075c（商業(yè)級）14 .PDIPM裝2、 STC89C52RCI片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗0.16,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備VCCP1.0/T2POO/AD

11、OP1.1T2EXPCIADIP1.2PO.2.AD2P13P03/AD3P1.4P0.4/AD4P1.5PO.5/AD5P16P0.6.AD6P1.7P0.7/AD7RSTP3OlixDEA'TPJTFTP3,TxDP必INTOP"IVT1.Mii.rPSENP34ToPS5FPJ.6WP2.7/A15P3.7KDP2.6/A14P2.5AA13P2.4,A12XTAL2XTAL1P2.3<AUP2.2,'A1OP21A?VSSP20AS913_.19/如圖芯片引腳圖40Vcc：電源Vss：地P啾口（P0.0P0.7,3932引腳）：P0口是一個漏極開路的8位

12、雙向I/O口。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動8個TTL負(fù)載，對端口P0W入1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在FlashRO褊程時，P啾口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時，要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0P1.7,18引腳）：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式）4個TTLt入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個

13、電流。止匕外，P1.0和P1.1還可以作為定時器/計(jì)數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。P淵口（P2.0P2.7,2128弓I腳）：P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTLft入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。P2作為輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXDPTR令）時，P2S出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXR

14、1指令）時，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR區(qū)中的P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。在對FlashROM®程和程序校驗(yàn)期間，P池接收高位地址和一些控制信號。P端口（P3.0P3.7,1017引腳）：P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTLt入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3做輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。在對FlashROM®程或程序校驗(yàn)時，P3還接收一些控制信號。RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個

15、機(jī)器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。看門狗計(jì)時完成后，RSEI腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR地址8EH上的DISRTO&可以使此功能無效。DISRT跳認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG（30引腳）：地址鎖存控制信號（ALE是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時，此引腳也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALEZ晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE&沖將會跳過。如果需要，通過將地址位8EHJSFR勺第0位置1"，AL

16、EB作將無效。這一位置1”，ALER在執(zhí)行MOVXMOV令時有效。否則，ALE等被微弱拉高。這個ALEJ8能標(biāo)志位（地址位8EHJSFR勺第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN（29引腳）：外部程序存儲器選通信號是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)AT89C51RC外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機(jī)器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP（31弓I腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000FBUFFFFH勺外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND注意加密方式1時，EA將內(nèi)部鎖定位RESET為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC在F

17、lash編程期間，EA也接收12伏VPPfe壓。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。第2章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和連接2.1、 時鐘電路STC89C52部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXDDTXS別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。如下:C3Cap30pF2.2、 復(fù)位電路RS書I腳是單片機(jī)復(fù)位端，高電頻有效。在引腳端輸入至少連續(xù)兩個單片機(jī)周期的高電頻，單片機(jī)復(fù)位。使用時，在引腳與VSSgl腳之間接一個10KQ的下拉電阻，與VCCSI腳之間接一個約10曠的電解電容，即可保證

18、上電自動復(fù)位。如下：2.3、 顯示模塊POO7RW5F6Rps一K-GNDP0310P04HP07I4GND:5VCOMRSR/WEDODID2D3D4D5D6D7BLA+BLA-GND引腳號引腳名電平輸入/輸出作用1Uss電源地2Ucc電源L5U）3Uee對比調(diào)整電壓4RS0/1|輸入1端入數(shù)塘5R/W0/1|輸入加向LB寫入揖令或數(shù)據(jù)1=從LC啾取卷意6E1,一（1輸入使能信號時津用信息.，1沆下薛沿就行指令1DBG0/1輸入懵出數(shù)據(jù)總線llrw。（最低位）eDbi0/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線1如59DB20/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線1立醴10DB30/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line311DB40/

19、1輸入隔出核聘line.120B50/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線1如的|15DBA0/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線lines|14DB70/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線15仃（最高位）15A+VccLCD背光電源止極16K接地LCD背光電源負(fù)極2.3、傳感器模塊第3章總結(jié)回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在接近二星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為

20、社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問題。首先，說說焊接的美觀程度,這是我所驕傲的，我焊接的很美觀、明了。但在設(shè)計(jì)的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深，把硬件焊接出來后，由于編程不熟，導(dǎo)致推遲了對硬件功能的檢測，最終在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)下完成所有功能檢測，兩位老師的耐心指導(dǎo)，使我意識到專業(yè)知識的重要性，以后會更加努力！第4章程序:/*依1602.仁*/U8codetable2="wendushidu"U8codetable3="."sbitRS=

21、P2A6;sbitRW=P2A5;sbitE=P2A7;voidwrite_com(U8com)(E=0;RS=0;RW=0;Delay(5);E=1;P0=com;E=0;)voidwrite_date(U8date)(E=0;RS=1;RW=0;Delay(5);E=1;P0=date;E=0;P0=0;)voidinit()(U8num;Delay(15);write_com(0x38);write_com(0x38);write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);for(num=0;num<15;n

22、um+)(write_date(table2num);Delay(1);)write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<15;num+)write_date(table3num);Delay(1);)voidwrite_dht11(U8add,U8date)U8shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);)/*吊11廳*/typedefunsignedcharU8;typedefunsignedintU16;sbitP

23、1_0=P2A0;U8U8FLAG,k;U8U8temp;U8U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;U8U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;U8U8comdata;voidDelay(U16z)(U8x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);voiddelay_10us()(U8i;i-;i-;i-;i-;i-;i-;voidCOM(void)/

24、數(shù)據(jù)01確認(rèn)(U8i;for(i=0;i<8;i+)(U8FLAG=2;while(!P1_0)&&U8FLAG+);/1bit是否結(jié)束delay_10us();delay_10us();delay_10us();U8temp=0;/26us28us表示為0if(P1_0)U8temp=1;/超過28us依然為高電平表示為1U8FLAG=2;while(P1_0)&&U8FLAG+);if(U8FLAG=1)break;/U8FLAG溢出超時則跳出for循環(huán)/判斷數(shù)據(jù)位是0還是1/如果高電平高過預(yù)定0高電平值則數(shù)據(jù)位為1U8comdata<<=

25、1;U8comdata|=U8temp;voidRH(void)/濕溫度讀取子程序(P1_0=0;Delay(34);/主機(jī)拉低高于18msP1_0=1;/總線由上拉電阻拉高主機(jī)延時20usdelay_10us();delay_10us();delay_10us();delay_10us();P1_0=1;/主機(jī)設(shè)為輸入判斷從機(jī)響應(yīng)信號if(!P1_0)/判斷從機(jī)是否有低電平響應(yīng)信號如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運(yùn)行(U8FLAG=2;while(!P1_0)&&U8FLAG+);判斷從機(jī)是否發(fā)出80us的低電平響應(yīng)信號是否結(jié)束U8FLAG=2;while(P1_0)&&a

26、mp;U8FLAG+);/判斷從機(jī)是否發(fā)出80us的高電平，如發(fā)出則進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)COM();/數(shù)據(jù)接收狀態(tài)U8RH_data_H_temp=U8comdata;/濕度整數(shù)8位COM();U8RH_data_L_temp=U8comdata;/濕度小數(shù)8位COM();U8T_data_H_temp=U8comdata;/溫度整數(shù)8位COM();U8T_data_L_temp=U8comdata;/溫度小數(shù)8位COM();U8checkdata_temp=U8comdata;/校驗(yàn)位P1_0=1；U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data

27、_H_temp+U8RH_data_L_temP)；if(U8temp=U8checkdata_temp)/數(shù)據(jù)校驗(yàn)正確執(zhí)行(U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp;U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp;U8T_data_H=U8T_data_H_temp;U8T_data_L=U8T_data_L_temp;U8checkdata=U8checkdata_temp;/*mahc*/#include<reg52.h>#include<LCD1602.h>U16a,b,t;U8flag,i;voidmain()(RW=1;t=0;flag=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;init();P1_0=1;P2=0xff;Delay(40);while(1)RH();write_dht11(0,U8T_data_H);w