基于AT89C52單片機(jī)的數(shù)字溫度濕度測(cè)量計(jì)

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基于AT89C52單片機(jī)的數(shù)字溫度濕度測(cè)量計(jì)

賀廉云

（德州學(xué)院機(jī)電工程系，山東德州253023）

摘要：對(duì)基于AT89C52單片機(jī)的數(shù)字式溫度濕度測(cè)量計(jì)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，由硬件電路和軟件程序兩部分組成。硬件電路主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度濕度傳感器電路、顯示模塊電路3個(gè)部分。文中給出了系統(tǒng)軟件流程圖。利用單片機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度濕度測(cè)量具有設(shè)備體積小，精度可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等行業(yè)有著很重要的作用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度濕度傳感器；液晶顯示屏

在某些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)環(huán)境的溫濕度有較高的要求，為保障工業(yè)生產(chǎn)有序進(jìn)行，就要對(duì)生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)。本文研究的主要內(nèi)容是如何利用數(shù)字式溫度濕度傳感器適時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量出工業(yè)生產(chǎn)車(chē)間的溫度及濕度變化。

1　設(shè)計(jì)方案

一旦環(huán)境中的溫度濕度發(fā)生變化時(shí)，溫度和濕度傳感器DHT11就會(huì)根據(jù)變化做出相應(yīng)的響應(yīng)，然后由A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳送入AT89C52單片機(jī)中。單片機(jī)會(huì)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，并在12864液晶上顯示溫濕度值，系統(tǒng)功能可通過(guò)硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。溫度與濕度測(cè)量計(jì)原理圖框圖如圖1所示。

圖1　溫度與濕度測(cè)量計(jì)原理圖框圖

2　硬件電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、液晶顯示電路和溫度濕度測(cè)試電路。

（1）AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路。設(shè)計(jì)中采用AT89C52單片機(jī)。AT89C52是一種低功耗、高性能的八位CMOS微型控制器，該控制器具有容量達(dá)8KB的可編程Flash存儲(chǔ)器，其技術(shù)制造源自于ATMEL公司的非易失性高密度存儲(chǔ)器，它和目前工業(yè)生產(chǎn)中使用的80C51產(chǎn)品指令內(nèi)容和引腳排列完全相兼容。AT89C52單片機(jī)片上的Flash不僅適用于通過(guò)ROM在系統(tǒng)可編程的方式，同時(shí)也可以通過(guò)常規(guī)編程器來(lái)完成編程。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖2所示。

圖2　單片機(jī)最小系統(tǒng)

（2）12864液晶顯示電路。帶有中文字庫(kù)的12864液晶顯示屏具有并行與串行2種接口方式，因?yàn)閹е形淖謳?kù)所以它的內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形；具有128×64的顯示分辨率，內(nèi)部含有128個(gè)大小為16×8點(diǎn)的ASCII字符集和8192個(gè)大小為16×16點(diǎn)的漢字。因?yàn)樵撘壕K具有接口方式簡(jiǎn)單方便、操作指令方便等優(yōu)點(diǎn)，可以很容易構(gòu)成界面為全中文的人機(jī)交互圖形。系統(tǒng)顯示模塊采用帶字庫(kù)型的12864液晶顯示屏，數(shù)據(jù)使用并行傳輸方式。系統(tǒng)顯示電路如圖3所示。

圖3　12864　液晶顯示電路

（3）DHT11溫濕度測(cè)試電。DHT11數(shù)字式單總線溫度濕度傳感器是一款復(fù)合傳感器，它在出廠時(shí)數(shù)字信號(hào)的輸出已被校準(zhǔn)。為了保證傳感器具有充分的可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，DHT11數(shù)字式單總線溫度濕度傳感器使用了比較特殊的溫濕度傳感技術(shù)和數(shù)字模塊采集技術(shù)。與高性能8位單片機(jī)相連接的溫濕度傳感器是由電阻式的感濕元件和NTC的測(cè)溫元件構(gòu)成的。這些特點(diǎn)使該傳感器具有了性價(jià)比高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、品質(zhì)卓越等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)所使用的DHT11溫度濕度傳感器是數(shù)字型的，可直接把采集到的環(huán)境中的溫度濕度數(shù)據(jù)以數(shù)字的方式發(fā)送到單片機(jī)中，傳感器使用的通信方式是單總線通信，即在硬件電路的設(shè)計(jì)中僅僅需要將傳感器的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)的一個(gè)端口連接，就可以實(shí)現(xiàn)溫度濕度數(shù)據(jù)的采集和傳送。與其他電路相比比較簡(jiǎn)單。如圖4所示。

圖4　DHT11　溫度濕度測(cè)試電路

（4）總體電路圖。單片機(jī)與各模塊之間的連接關(guān)系如圖12所示。其中P0口連接12864液晶顯示模塊；P3.5連接溫濕度傳感器；P3.2接按鍵開(kāi)關(guān)S1，當(dāng)S1按下RST端變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)AT89C52單片機(jī)復(fù)位。

圖5　總體電路圖

3　系統(tǒng)軟件流程圖

根據(jù)溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)軟件流程圖如圖6所示。

圖6　系統(tǒng)流程圖

4　系統(tǒng)調(diào)試

圖7　溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)物圖（未通電）

在系統(tǒng)的硬件電路與軟件設(shè)計(jì)完成后，需要對(duì)設(shè)備通電進(jìn)行調(diào)試，要求能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的顯示當(dāng)前環(huán)境的溫度以及濕度。環(huán)境溫度的檢測(cè)范圍要求為0~50℃，精度要求為上下幅度不超過(guò)2℃；環(huán)境濕度檢測(cè)范圍要求為20% ~90%RH；精度要求為上下幅度不超過(guò)

5%RH。溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)物如圖7所示。

溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)在完成初始化后，開(kāi)始對(duì)環(huán)境中的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，此時(shí)12864液晶顯示屏上會(huì)顯示出測(cè)試環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度為22度，濕度為35%。溫度濕度傳感器檢測(cè)到數(shù)據(jù)如圖8所示。

圖8　溫度濕度傳感器檢測(cè)到數(shù)據(jù)

當(dāng)被檢測(cè)環(huán)境中的溫度與濕度發(fā)生變化時(shí)，溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)的響應(yīng)。可以觀察到12864液晶顯示屏上溫度由22度變?yōu)?6度，濕度由35%變?yōu)?9%。溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)如圖9所示。

圖9　溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)

參考文獻(xiàn)

［1］李建民.單片機(jī)在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．江漢大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，（3）.

［2］張冬林，李鑫，戴梅.基于DHT11的低成本蠶室溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010，（6）.

［3］陳汝全.實(shí)用微機(jī)與單片機(jī)控制技術(shù)［M］．北京：電子科技大學(xué)出版. 2005.

［4］薛玲，孫曼，張志會(huì)，夏莉麗，魏希文.基于單片機(jī)AT89S51的溫濕度控制儀［J］.化工自動(dòng)化及儀表，2010，（7）.

［5］郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2009.

［6］劉寶元，張玉虹，姜旭，段存麗.基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2011，（9）.

A Digital Temperature and Humidity Meter Based on Single Chip Microcomputer AT89C52

HE Lian-yun

（Mechanical and Electronic Engineering Department Dezhou University，Dezhou，Shandong 253023，China）

Abstract：This paper made analysis on the design of digital temperature and humidity meter based on AT89C52 single chip microcomputer，it consists of two parts，including hardware circuit and software program.Hardware circuit mainly includes single chip microcomputer minimum system，temperature and humidity sensor circuit and the circuit of display module.The flow chart of system software are also given out in this paper.To measure temperature and humidity with single chip microcomputer technology would be accurate and reliable，and the equipment is small in siz，thus it is of great importance in industry，agriculture，national defenseandotherindustries.

Key words:single chip microcomputer；temperature and humidity sensor；Liquid crystal display

作者簡(jiǎn)介：賀廉云（1966-），女，教授，主要從事模糊控制系統(tǒng)與非線性控制系統(tǒng)研究工作。

收稿日期：2015-08-07

文章編號(hào)：2095-980X（2015）09-0045-02

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273.5