单片机与DHT11温湿度检测设计

本次设计是采用STC89C54单片机加上低成本的温湿度模块DHT11构成的温湿度检测系统。设计主要由硬件与软件两部分设计构成。硬件方面包括单片机STC89C54、温湿度模块DHT11、显示模块LCD1602、电池电源、I2C存储器以及控制按键等5个部分。此系统完全基于单片机最小系统并进行一定的改进，系统电路简单，工作稳定，调试方便，可以精确到1，因此具有一定实用性。系统提供3中工作模式，可以分别显示温度、湿度、温湿度报警上下限，超出温湿度限定的范围蜂鸣器实现报警。为了方便实用，系统使用3节1.5v电池作为电源，方便使用。软件部分则是本系统所使用的C语言程序。

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准熟悉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和卓越的长期稳定性。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。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。单片机STC89C54是一款价格便宜，性能高强的CMOS8位单片机。

摘要

前言

1设计的引出

2 设计的意义

3 传感器的发展

4 设计的目的与内容

第一章系统设计

1.1 设计任务

单片机的温湿度检测系统，能够实时监控当前环境的温度、湿度。

1.2 设计要求

第二章总体方案的确定

2.1 设计的总体概略

2.2 设计方案的选定

2.2.1 单片机

2.2.2 温湿度传感器

2.2.3 显示器

2.2.3 温湿度上限储存

第三章系统硬件设计

3.1单片机STC89C54简介

3.1.1主要特性

3.1.2 引脚功能说明

3.2 温湿度传感器DHT11简介和电路图

3.3 显示器LCD1602简介和电路图

3.4 报警系统设计

3.5 键盘设计

3.6 复位电路设计

3.7 晶振电路设计

3.8 AT24C02存储器电路设计

第四章系统软件设计模块

4.1系统流程图

4.2 按键扫描子程序

4.3编程思想

结束语

本设计综合利用单片机技术、传感器技术、数字电子技术和LCD显示等科学知识，完成了单片机控制的温度、湿度和显示装置的设计。比较系统地介绍了硬件的组成及设计方法。利用单片机C语言完成了系统软件的设计。

参考文献

整个系统原理图

前言

1设计的引出

在当前社会中，各个行业的发展都极为迅速。尤其是进入21世纪后，整个中国的社会都发生了巨大的变革，社会成分日益复杂，社会利益重新分配，人民生活急剧变化。物质领域和精神领域的生活、医疗、教育、服务等广泛领域都发生了极大的变化。面对社会变革带来的新情况、新问题，都要求我们去了解、去解决。其中对于环境温湿度的检测也成为了必不可少的一件事。不同人对于温湿度差异所造成的影响都各不相同，对于夏天的中暑，冬天的感冒等等屡见不鲜。为了让人们可以更明确的了解温湿度变化，国家采取了天气预报的方式。但这只是一种大范围性的估计，我们需要研究一种简单的、家庭的装置方便人们根据所显示的数据调整自身环境，以达到最佳的居住环境，这是社会发展中不可或缺的一步。

2 设计的意义

由于时代的进步，人民生活的极大提高，人们对于生活环境的需求日益提高，而由于温湿度差异所造成的影响对人们生活造成了极大的不便。对于生活环境温湿度的检测已经成了一项必不可少的研修方向。当温湿度可以把握的情况下，人们可以根据需要调节室内环境。

研究温湿度的检测很有必要，它可以让人们正确把握自身环境，同时也可以据此预测环境的变化等等。具有比较重要的意义。

3 传感器的发展

传感器是现代信息技术的三大基础之一。随着监控系统的自动化、智能化的发展，要求传感器准确度高、可靠性高、稳定性号，并具备一定的数据处理能力。

传感器本身是一种物理装置，能够探测外界的信号、物理条件（如光、热、湿度等）并将弹指的信息传给其他装置。随着继承化技术的发展，各类混合集成和单片机继承式压力传感器的相继出现，传感器得到快速的发展和推广，并逐步迈向集成化、多功能化、智能化。

其中温湿度传感器也是发展中的重要一员，温湿度传感器从一开始的板子变成至今的集成块，历经很多跨越式的进步，并能够做到对当前所测数据的检测。已经具备了一定的智能化。

随着科技的进步，温湿度传感器同样也要进一步发展，如何能使得其在稳定性、精确性等方面有更大的方面发展显的尤为重要

4 设计的目的与内容

设计的目的是为了满足人们对于家居环境温湿度的不同需求，让人们可以清楚的了解自身所处环境的不同状况并作出适当调整。

设计的内容主要是温湿度的检测。设计中采取了数字化的温度检测，当环境温度发生改变时，湿度传感器和温度传感器也将同时发生变化、主要是其中的感应电阻会发生阻值的变化，并通过电路将之转化为电压型号，再由A/D转换器变为数字信号送入单片机中，通过单片机进行数据的过滤处理，再由单片机将信号传出通过外部显示设备显示该温湿度。该系统设置按键可以分3种模式显示温湿度，并采用简单的干电池作为电源，方便实用。

第一章系统设计

1.1 设计任务单片机的温湿度检测系统，能够实时监控当前环境的温度、湿度。1.2 设计要求

1、上电显示环境温湿度值。带温湿度报警、显示功能，可超过报警范围(报警上限值和下限值)，相应的LED灯亮。

2、支持串口通信，把温度值、湿度值发送串口调试助手。

第二章总体方案的确定

2.1 设计的总体概略

本设计总体思路为：信息采集→信息处理→信息显示/报警。它的主要模块为单片机模块，温湿度采集模块，显示模块，键盘模块，LED报警模块，电源模块，阈值设置模块，设计方块图如下：

设计方案模型图

2.2 设计方案的选定2.2.1 单片机

采用STC89C54单片机作为硬件核心。具有8K 在系统可编程Flash 存储器，可以用3V的比较低压工作，其能与MCS-51系列单片机完全兼容，AT89C51的功能完全具有，当在对电路进行调试时，由于对程序的错误修改或程序的新增功能需要烧入程序时，也不必要对芯片重复拔插，所以很大程度上对芯片造成损坏基本没有。

2.2.2 温湿度传感器

目前传感器应用非常广泛，传感器的品种繁多，本次设计选择DHT11

DHT11：

湿度测量范围：20～95%RH；

温度度测量范围：0 ~ 50℃；

湿度测量精度：± 5%RH

温度测量精度：±2℃

DHT11完成能满足我们日常生活检测的需求，故本次设计选择DHT11作为设计温湿度传感器。其实物图如下：

2.2.3 显示器

LCD1602液晶显示，具有字符发生器ROM，可显示192种字符（32个5x10点阵字符和160个5x7点阵字符和），具有64个字节的自定义字符RAM，可以自定义4个5x11点阵字符或8个5x8点阵字符。具有80个字节的RAM，标准的接口特性，适配m6800系列mpu的操作时序。模块结构轻巧、紧凑、装配容易，像素分辨率高,尺寸小。

对于本次设计，只要同时能直观地显示温度湿度出来就可以了，选择LCD1602能够把温湿度很直观的显示出来，而且不占用资源，在设定阈值时更能简洁明了，1602能显示两行字符，恰好对应分配给温度和湿度，本次设计选择LCD1602为显示元件。1602实物图如下：