【摘要】随着科学技术的发展，温湿度测量仪的应用越来越广泛。最关键的是温湿度控制方法，传统的温湿度控制方法完全是人工的，不仅费时费力，而且效率很低。该设计是一款家用温湿度测量仪的设计。主要由单片机、数字温湿度传感器DHT11、液晶显示LCD1602组成。采用温湿度传感器DHT11来测量温湿度，它的精确度高，而且DHT11直接是输出数字信号，可直接与单片机相连。采集温湿度并显示在1602显示屏上，系统的核心是单片机STC89C52，接收传感器所测的数据并处理。
【关键词】单片机；温湿度传感器；显示模块
1.硬件电路设计
本系统利用单片机设计一款能够帮助居民检测温度、湿度信息的温湿度检测仪。本系统电路结构简单，实现容易，价格便宜。
温湿度测量仪系统结构如图1-1所示，电路包括：DHT11传感器、中央处理器CPU、时钟及复位电路、液晶显示。
图1-1 系统结构框图
1.1 单片机最小系统设计
单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、电源电路、复位电路和晶振电路，如图1-2所示。这里电源采用计算机USB供电，复位电路采用上电复位，晶振电路采用12MHz晶振。
图1-2 单片机最小系统图
1.2 温湿度检测电路设计
这里温湿度测量，采用DHT11数字温湿度传感器，其电路如图1-4所示。
表2-1 DHT11引脚表
引脚号引脚名称类型引脚说明
1VCC电源正电源输入（3-5.5v）
2Dout输出数据输入/输出引脚
3NC空空脚
4GND地电源地
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。
如图1-2所示，是温、湿度传感器DHT11管脚分布图，表2-1是它的功能情况。
图1-3 DHT11管脚分布图
图1-4 温湿度检测电路
图1-5 LCD1602引脚图
图1-6 系统电路图
1.3 显示电路设计
该设计显示由1602液晶显示屏完成，实时显示温湿度数据，方便用户。
图2-1 主程序流程图
图2-2 T0中断显示流程图
图2-3 温度测量流程图
电路如图1-5所示，1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
（下转第197页）（上接第195页）
1.4 系统电路设计
图2-4 显示温度流程图
各电路模块设计完成，组合起来就形成系统电路，电路工作原理如下：温湿度检测电路，检测到温湿度信号，这里采用的DHT11数字温湿度传感器输出的是已校准数字信号，可以直接从单片机的P3.0输入，经单片机处理后，直接由液晶显示器LCD1602显示出来。系统电路如图1-6所示。
2.软件设计
系统的主要功能是根据当前的温度及湿度，利用温湿度传感器把当前的温湿度传递给显示器。系统软件可分为两个功能模块：
（1）温湿度检测：检测当前温度传感器的温度和湿度。
（2）显示：显示当前温度、湿度，采用定时器中断进行时显示。
2.1 主程序
系统主程序由主函数流程和T0中断显示流程组成，如图2-1所示和2-2所示。
图3-1 电路实物图
2.2 温度测量程序
温度测量程序模块流程图如图2-3所示。
2.3 湿度显示程序
温度测量程序模块流程图如图2-4所示。
3.电路系统的制作与调试
本电路制作简单，只要焊接没有问题，端口连接没有错误，很快就能完成。完成后的电路实物如图3-1所示。
通电前再次检查电路，检查无误后开启电源，用万用表检查单片机和1602液晶显示器、温湿度传感器DHT11各引脚电压正常后，观察1602液晶显示器实时显示的数据，在当前温湿度环境中，用手触摸DHT11传感器或用口对着传感器一定位置哈气，再观察1602液晶显示数据发生变化。经测试电路工作正常，能实现设计功能。
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