基于單片機溫濕度測試儀設計

邵陽學院信息工程系 林 歡 許建明 陳炯明

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基于單片機溫濕度測試儀設計

邵陽學院信息工程系 林 歡 許建明 陳炯明

【摘要】本文采用DHT11傳感器作為核心檢測器件，用微控制器AT89S51作為處理芯片、選用1602液晶顯示屏對測試結果進行顯示。利用單片機的程序控制，將DHT11數字傳感器采集到的溫度、濕度的數據發送單片機，經單片機內部處理將被測溫度和濕度數值顯示在LCD上。對溫度和濕度設定上下限值，當實測值超過測量范圍可以自己進行報警，實現自動化的測試。經實驗測定具有測試結果準確、適應環境廣泛，成本低等特點。

【關鍵詞】溫濕度測試儀；單片機；傳感器

1　系統工作原理

系統由單片機處理器模塊、溫濕度傳感器模塊、顯示模塊、報警模塊等4個部分組成。整個系統的正常運行由AT89S51單片機來控制，根據數字溫濕度傳感器檢測到的溫度和濕度信息在單片機里面進行處理，外部鍵盤主要是對溫濕度的初值進行設定，根據設置的初值和檢測到的被測值進行對比，可以判斷是否要正確顯示還是報警。由于單片機的實時處理強，檢測的結果基本符合一般場合的溫濕度測試儀要求。

圖1　系統方框圖

2　系統硬件設計

2.1主控單片機模塊

本設計采用AT89S51作為主控模塊，它具有性能好、能耗低、且采用CMOS工藝的處理器芯片，芯片內部包含有8Kb的Flash。這個芯片采用ATMEL的不易丟失性存儲器、高密度等技術，和標準的80C51芯片具有相同的指令系統。芯片中的Flash可以在線、反復編程，也可以采用通用型的Flash進行編程；通用的八位的主板與Flash可以用一塊芯片，AT89S51性能比以前普通的會更好，使用更加方便；具有價格低、性能好等優點，在嵌入式控制系統中有著非常大的應用前景。本系統采用AT89S51作為控制核心，完全能夠達到設計要求。

2.2溫濕度傳感器模塊

DHT11傳感器是一種集溫度和濕度為一體的數字式傳感器，屬于復合傳感器。內部包含有一個感溫的元件和一個感濕的元件，以及自帶內部串行A/D電路，在使用時直接可以連接8位的單片機系統，具有較高的可靠性和穩定性。因此該器件具有卓越的品質、響應非常快、抗干擾能力特別強、性價比很高等優點。每個DHT11傳感器在出廠前都進行了精確的校準，具有較高的標準性，在OTP內存中以程序的形式存放著校準系數，檢測被測濕度信息時要調用這些標準系數，來確保數據的準確性。采用單總線跟微控制器連接，使系統集成變得非常容易實現。器件體積小、功耗極低等，使這種傳感器成為溫濕度測試或檢測應用中最佳的選擇。DHT11傳感器模塊只有四個腳，1腳為電源腳直接接5V電源，4腳為接地腳，2腳為串行數據輸出腳，外接5K的上拉電阻跟單片機相連，3腳懸空。電路原理圖如圖2所示。

圖2　溫濕度傳感器原理電路

2.3報警模塊

采用三極管控制蜂鳴器或喇叭進行發聲報警，PNP型三極管基極受到單片機的控制實現開關的功能，當單片機檢測到被測溫度或濕度超過設定范圍，I/O口輸出低電平，三極管導通讓蜂鳴器啟動，三極管提供足夠的驅動電流，使蜂鳴器或喇叭發出聲音。若被檢測溫度和濕度都在測量范圍內，I/O口輸出為高電平，則三極管截止，蜂鳴器沒有電流不會發出聲音。采用此電路實現報警電路簡單實用。

3　程序設計

本系統包含主程序和子程序模塊兩部分。主程序模塊進行一些初始化及外界環境溫度和濕度的讀取，根據實測值在子程序中進行處理，判斷是否需報警。而LCD1602進行溫度的顯示是通過顯示子程序去完成。根據被測溫度和濕度大小及時在LCD上顯示相應的數值。

4　結束語

本設計是采用單片機控制器實現了對被測溫度和濕度的采集和顯示，從而完成了溫濕度測儀的基本功能，電路簡單可行，實現了智能化的溫濕度測試，具有一有較好的實用價值。

參考文獻

［1］江世明，許建明，朱群峰，申壽云.單片機原理及應用［M］.上海：上海交通大學出版社，2013.

［2］郁有文，常健等.傳感器原理及工程應用（第三版）［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2009.

［3］程德福等.智能儀器［M］.北京：機械工業出版社，2008.

作者簡介：

林歡（1994—），男，四川三臺人，大學本科，現就讀于邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業。

通信作者：

許建明（1977—），男，湖南武岡人，碩士，副教授，主要從事電子技術研究。