基于STC89C52智能溫濕度控制器的設計

摘 要：智能溫濕度控制器以單片機STC89C52為控制芯片，可靠性高，抗干擾能力強。存儲芯片選用EEPROM芯片AT24C04，保證存儲的溫濕度閾值可以掉電不丟失。傳感器選用全數字型溫濕度傳感器DHT11，溫濕度測量響應速度快、穩定性好。系統主要由溫濕度檢測電路、單片機最小系統、按鍵輸入、顯示電路、溫濕度上限存儲EEPROM、供電及程序下載電路、繼電器驅動電路組成。

關鍵詞：STC89C52；LCD顯示；溫濕度控制；DHT11

隨著社會的發展，人們在工業、農業生產及重要的糧倉、溫室、電力柜、實驗室等場所，對溫度和濕度都有著嚴格的要求。人們用來控制溫濕度的傳統方法主要是：用溫度計、濕度計來測量場所的溫度和濕度，之后通過人工來加熱或者制冷、增濕或者除濕來控制場所的溫濕度。傳統的方法不但浪費了人力和物力，而且控制效果不好，控制速度也很慢。本文設計了一種基于單片機的智能化溫濕度控制器，能在無人操作的情況下，對重要場所的溫濕度進行及時而又準確的控制。

1 系統整體設計

智能溫濕度控制器的系統框圖如圖1所示，主要由濕度檢測電路、單片機最小系統、按鍵輸入、顯示電路、溫濕度上限存儲EEPROM、供電及程序下載電路、繼電器驅動電路組成。

其中，單片機STC89C52和時鐘復位電路組成單片機最小系統；供電及程序下載電路用來供電和提供計算機與單片機的通信接口；溫濕度傳感器采集環境溫度和濕度值送單片機進行處理；LCD顯示部分主要功能是對采集到的溫濕度進行顯示；按鍵部分用于輸入溫度和濕度的閾值；EEPROM對輸入的溫濕度閾值進行存儲、掉電不丟失；繼電器電路主要用于控制降溫等執行電路。

2 主要硬件部分設計

2.1 溫濕度檢測電路

DHT11與單片機的連接如圖2所示，硬件連接電路簡單，僅占用單片機的一個I/O口（DATA）即可完成溫濕度的采集與傳送。

DHT11采用單總線數據格式，即單個數據引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸，半雙工方式。其數據由5Byte即40bit組成。一次通訊時間最大為3ms，數據分小數和整數兩個部分。一次完整的數據傳輸為40bit，高位先出低位后出。

2.2 單片機電路

單片機電路包括單片機最小系統、按鍵兩個部分，如圖3所示。圖中，DATA引腳為溫濕度傳感器單總線引腳，K1-K4為四只調節按鍵，用于設置溫濕度上限閾值。K2為溫度加，K3為溫度減，K4為濕度加，K5為濕度減。L3-L5為報警燈，當溫度高于上限閾值時L3亮，當濕度高于上限閾值時L4亮。

2.3 顯示電路

本系統使用的液晶顯示屏為LCD1602，其與單片機的接口如圖4所示。1602顯示容量為16*2字符，芯片工作電壓為4.5—5.5V。

2.4 繼電器驅動部分

繼電器驅動電路如圖5所示。當溫度超上限時，KJ1吸合，驅動降溫執行設備工作，當濕度超上限時，KJ2吸合，驅動除濕設備工作。

3 軟件設計

軟件程序主要由定時器0中斷、存入設定值、載入設定值、24C04控制、鍵盤處理、溫濕度采集、1602控制等子程序以及主函數組成。定時器0中斷子函數主要用來定時，每2秒鐘啟動一次溫濕度轉換；存入設定值子函數主要功能為將設定的閾值寫入EEprom中；載入設定值子函數主要功能為從EEprom中讀出閾值；24C04控制子函數主要完成對Eeprom的初始化、寫入、讀出的控制；鍵盤處理程序提供人機信息交換接口，負責設定溫濕度的閾值信息的設定；溫濕度采集完成對SHT11的數據的定時采樣和處理；1602控制子函數完成對溫濕度的LCD顯示控制。主函數主程序完成系統自檢、初始化和子函數的調用功能。

4 結論

本設計采用AT89C52單片機作為核心控制芯片，溫度傳感器選用SHT11，并增加EEPROM模塊，具有可靠性高，反應速度快，成本低廉等特點。

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