INTRODUCTION
Temperature and humidity measurement application range is very wide, the research on temperature and humidity measurement system has the profound meaning, aiming at domestic and foreign to the temperature and humidity measurement system research and development situation, analyzes the main problems existing in current temperature and humidity measuring system, the design of a temperature and humidity measuring system with single chip microcomputer based on the monitoring, some special requirements for temperature and humidity to achieve long-term, stable, real-time situations, automatic. Mainly by the design of hardware circuit and software circuit composed of two parts, the system through the temperature and humidity detection circuit, the acquisition of signal to the microcontroller, through the microcontroller to handle the signal collected and displayed through the LCD, if the temperature and humidity is too high or too low, alarm circuit will automatically alarm. It takes AT89C52 microcontroller as the core, adopts SHT11 integrated temperature and humidity sensor to achieve an intelligent, fast, convenient temperature and humidity measuring system, the whole system consists of temperature and humidity detection circuit, clock circuit, LCD display circuit, keyboard circuit, alarm circuit and MCU etc.. The system design of the structure is simple and compact, low power consumption, strong anti-interference ability, better overall performance, in line with the intelligent instrument miniaturization trend, has laid the good foundation for the future development of temperature and humidity measuring instrument of high performance and commercialization.
KEYWORDS: Single Chip Microcompute; Temperature and humidity; Liquid crystal
II
第1章 绪论
1.1 概述
温湿度测量是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量，提高产品产量，节约资源和安全生产方面起着非常重要的作用。因此，能够确保快速、准确的测量温湿度的技术及其装置受到各国的重视。随着信息产业的发展及其工业化的进步，温度和湿度不仅仅表现在以上几个方面直接或间接影响人类基本生活条件，还表现在对生物用品、医药卫生、科学研究、国防建设等方面的影响。针对以上情况，实现对温湿度的准确可靠测量显的尤其重要。近年来，利用智能化数字式温湿度传感器以及实现温湿度信息的在线检测已成为温湿度检测技术的一种发展趋势。
本设计以STC89C52为核心控制芯片，采集DHT11温湿度一体传感器，利用单片机读取传感器的温湿度后送到1602液晶进行显示。并且可以通过按键对温度、湿度的报警范围进行设置，一旦超出范围，蜂鸣器鸣叫，对应的指示灯点亮。
1.2 国内外发展现状 1.2.1 国外研究现状
国外对温湿度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温湿度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
1.2.2 国内研究现状
我国对于温湿度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温湿度测控技术的基础上，才掌握了温湿度室内微机控制技术，该技术仅限于对温湿度的单项环境因子的控制。我国温湿度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温湿度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。
第2章 系统总体方案设计 2.1 设计要求
1）可同时进行温度和湿度的测量。
2）采用1602液晶显示温湿度数据。
3）可通过按键设置温度和湿度的报警范围，并实现报警值的断电保存。 4）一旦超出报警范围，蜂鸣器鸣叫。
5）有相应的指示灯指示是哪个数据超出范围。
2.2 方案选择 2.2.1 传感器的选择
方案一：选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器。DS18B20是一线式数字温度传感器，具有独特的单线式接口方式，测量温度范围在-55℃—125℃，-10℃—85℃，误差为±0.5%。最高精度可达0.0625℃。HS1101是电容式湿度传感器，可测相对湿度范围在0%—100%RH，误差为±2%RH。
方案二：选用DHT11作为温湿度检测模块。DHT11是一款数字输出的复合传感器，包含一个电阻式干事元件和NTC式温度检测元件，可测20—90%RH湿度，误差为±5%RH，0—50℃，误差范围±2℃。
综上所述，虽然方案一具有较高的测试范围和精度，但由于本设计所测试的是一般的环境温度和湿度，选取方案二的DHT11温湿度传感器已经能够满足设计的要求，并且，DHT11复合了温湿度传感器，且价格便宜，故本模块采用方案二。
2.2.2 单片机的选择
方案一：采用DSP作为系统控制器。DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。DSP具有对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小，容易实现集成，可分时复用，共享处理器，方便调整处理器的系数实现自适应，可用于频率非常低的信号等优点。但DSP硬件电路比较复杂，且价格昂贵，数字系统由耗电的有源器件构成，没有无源设备可靠。
方案二：采用单片机作为系统控制器。单片机具有可靠性强、性价比搞、电压低、功耗低等优点得到迅猛发展和大范围推广，单片机算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种逻辑功能，本身带有定时器、计数
器，可以用来定时和计数，并且其功耗低，体积小，计数成熟和成本低等优点。
基于以上分析，拟定方案二，用STC89C52单片机作为控制器。
第3章 系统硬件设计 3.1 整体方案设计 3.1.1 系统概述
整个系统以STC89C52单片机为核心器件，配合电阻电容晶振等器件，构成单片机的最小系统。其它个模块围绕着单片机最小系统展开。其中包括，传感器输采用DHT11温湿度一体的传感器，负责采集温度和湿度的数据后发给单片机。按键部分使用市面上常见的轻触按键作为系统的输入设置模块。输出则采用蜂鸣器+LED的形式。电源供电则采用USB 5V供电。
3.1.2 系统框图
DHT11温湿度一体传感器 按键设置输入
1602液晶显示 蜂鸣器 LED指示灯
单片机 最小系统
3-1 系统框图
3.2 最小系统模块 3.2.1 STC89C52简介
（1）概述
STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线。STC89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 （2）主要功能特性
? ?◆兼容MCS51指令系统；
? ?◆8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM； ? ?◆32个双向I/O口；
?◆256x8bit内部RAM ；
? ?◆3个16位可编程定时/计数器中断；
?◆时钟频率0-24MHz； ? ?◆2个串行中断；
? ?◆可编程UART串行通道； ? ?◆2个外部中断源； ? ?◆共8个中断源； ? ?◆2个读写中断口线； ? ?◆3级加密位；
? ?◆低功耗空闲和掉电模式；
?◆软件设置睡眠和唤醒功能； （3）8051单片机的引脚功能
MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双列直插式封装，用HMOS工艺
制造，其外部引脚排列如图3-2所示。其中，各引脚的功能为:
?图3-2 STC89C52引脚图
① 主电源引脚
VCC（40脚），接＋5V电源正端； GND（20脚），接＋5V电源地端； ② 外接晶体或外部振荡器引脚
XTAL1（19脚），接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器 的输入端。当采用外部振荡器时，此引脚应接 地。
XTAL2（18脚），接外部晶振的另一个引脚。在片内接至反相放大器的输出端和 内部时钟电路的输入端。当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。 ③ 控制信号线