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基于AT89C52單片機的數(shù)字溫度濕度測量計

賀廉云

（德州學(xué)院機電工程系，山東德州253023）

摘要：對基于AT89C52單片機的數(shù)字式溫度濕度測量計進行了分析設(shè)計，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最小系統(tǒng)、溫度濕度傳感器電路、顯示模塊電路3個部分。文中給出了系統(tǒng)軟件流程圖。利用單片機技術(shù)來實現(xiàn)對溫度濕度測量具有設(shè)備體積小，精度可靠性高等優(yōu)點，因此在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等行業(yè)有著很重要的作用。

關(guān)鍵詞：單片機；溫度濕度傳感器；液晶顯示屏

在某些工業(yè)生產(chǎn)過程中，對環(huán)境的溫濕度有較高的要求，為保障工業(yè)生產(chǎn)有序進行，就要對生產(chǎn)車間內(nèi)環(huán)境的溫濕度進行準(zhǔn)確的檢測。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準(zhǔn)確的測量出工業(yè)生產(chǎn)車間的溫度及濕度變化。

1　設(shè)計方案

一旦環(huán)境中的溫度濕度發(fā)生變化時，溫度和濕度傳感器DHT11就會根據(jù)變化做出相應(yīng)的響應(yīng)，然后由A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳送入AT89C52單片機中。單片機會對采集到的信號進行處理，并在12864液晶上顯示溫濕度值，系統(tǒng)功能可通過硬件電路和軟件程序的設(shè)計來實現(xiàn)。溫度與濕度測量計原理圖框圖如圖1所示。

圖1　溫度與濕度測量計原理圖框圖

2　硬件電路設(shè)計

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

（1）AT89C52單片機最小系統(tǒng)電路。設(shè)計中采用AT89C52單片機。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存儲器，其技術(shù)制造源自于ATMEL公司的非易失性高密度存儲器，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單片機片上的Flash不僅適用于通過ROM在系統(tǒng)可編程的方式，同時也可以通過常規(guī)編程器來完成編程。單片機最小系統(tǒng)電路如圖2所示。

圖2　單片機最小系統(tǒng)

（2）12864液晶顯示電路。帶有中文字庫的12864液晶顯示屏具有并行與串行2種接口方式，因為帶中文字庫所以它的內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形；具有128×64的顯示分辨率，內(nèi)部含有128個大小為16×8點的ASCII字符集和8192個大小為16×16點的漢字。因為該液晶模塊具有接口方式簡單方便、操作指令方便等優(yōu)點，可以很容易構(gòu)成界面為全中文的人機交互圖形。系統(tǒng)顯示模塊采用帶字庫型的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，它在出廠時數(shù)字信號的輸出已被校準(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位單片機相連接的溫濕度傳感器是由電阻式的感濕元件和NTC的測溫元件構(gòu)成的。這些特點使該傳感器具有了性價比高、響應(yīng)快、抗干擾能力強、品質(zhì)卓越等優(yōu)點。本設(shè)計所使用的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)計中僅僅需要將傳感器的數(shù)據(jù)口與單片機的一個端口連接，就可以實現(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單。如圖4所示。

圖4　DHT11　溫度濕度測試電路

（4）總體電路圖。單片機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接按鍵開關(guān)S1，當(dāng)S1按下RST端變?yōu)楦唠娖?，此時AT89C52單片機復(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　溫度濕度檢測系統(tǒng)實物圖（未通電）

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

5%RH。溫度濕度檢測系統(tǒng)實物如圖7所示。

溫度濕度檢測系統(tǒng)在完成初始化后，開始對環(huán)境中的溫濕度進行實時檢測，此時12864液晶顯示屏上會顯示出測試環(huán)境的實時溫度為22度，濕度為35%。溫度濕度傳感器檢測到數(shù)據(jù)如圖8所示。

圖8　溫度濕度傳感器檢測到數(shù)據(jù)

當(dāng)被檢測環(huán)境中的溫度與濕度發(fā)生變化時，溫度濕度檢測系統(tǒng)會做出相應(yīng)的響應(yīng)?？梢杂^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%。溫度濕度檢測系統(tǒng)檢測到數(shù)據(jù)如圖9所示。

圖9　溫度濕度檢測系統(tǒng)檢測到數(shù)據(jù)

參考文獻

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

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

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

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

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

［6］劉寶元，張玉虹，姜旭，段存麗.基于單片機的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計［J］.國外電子測量技術(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：2095-980X（2015）09-0045-02

文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP273.5