基于单片机温湿度测量电路的设计
片采用学校统一制作的STC89C52单片机学习板。STC单片机执行指令的速度很快,对工作环境的要求比较低;传感器模块我选择了DHT11数字温湿度传感器。告别了以前的单独测量温度以及湿度的方式,更简洁,更方便。连接好外围电路。通过DHT11准确的检测出当前环境下的温湿度,并且将所测数据交给STC单片机进行分析和处理。再将所得数据有单片机发送给HJ1602A液晶屏。成功完成显示。控制模块采用蜂鸣器报警方式。预先设置好所需温度和湿度的限值(一个上限一个下限),将蜂鸣器接入电路。通过温度和湿度的上下限值控制蜂鸣器的报警。若逾越限值,实现蜂鸣器鸣响。但是需要注意的是温度超标和湿度超标需设置两种不同的鸣响方式,用来加以区别(温度越限以及湿度越限蜂鸣器的领翔方式必须不一样)。提醒工作人员此时温度湿度数据出现异常、需及时调整,及时启用升温器、加湿器、降温风扇以及喷雾器来有效的调整实验室内温湿度。从而简单实现了控制。总体来说,本次设计主要涉及了温湿度的测量以及实现简单控制。硬件方面有四个模块,即传感器模块、STC89C52单片机主控模块、LCD1602液晶显示模块以及报警模块,从硬件制作方面。也相对简便。原理清晰、连线方便,不需要额外的焊接等技术。给硬件的制作带来了极大的方便。
2.3 设计思路
电路总体上分为温湿度采集部分、中央处理器、显示模块以及报警模块部分。以STC89C52单片机最小系统作为核心控制电路,控制DHT11传感器采集的温湿度的转换,控制1602液晶屏的显示,以及蜂鸣器的报警。具体显示内容及方式由软件来完成。采集温湿度方面由DHT11传感器来完成,它是一个数字温湿度传感器、内置模数转换,可以直接与单片机相连接。而1602液晶屏是插针式,也可以直接与单片机相连接。因此不需要手动焊接等复杂的过程。具体步骤是:按照原理图将传感器、1602液晶显示屏分别接入单片机。通过DHT11传感器采集当前的温湿度值、再经单片机,将处理后的数据传送到液晶屏上显示出来。并且接入蜂鸣器。设置温度的上下限值。实现越限报警。
本次设计硬件的核心就是STC89C52,其他的外围电路都是围绕它所设计的。数字温湿度传感器的DHT11的DATA口连接单片机STC89S51的P3.0口。显示电路就是把LCD1602和单片机的P0口分别相连,当温度或湿度高于预设值的时候
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蜂鸣器蜂鸣报警,增加单片机的输出能力,增加单片机的输出电流,故使用电阻排来完成。本系统采用的是上电复位,充电之后,RST被拉至高电平,单片机进入工作状态。
STC89C52中有一个用于构成内部正当其的放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器构成自激振荡器,他们与电容C1,C2接在放大器的反馈电路中构成并联震荡电路,虽然电容没有一个严格的要求,但是电容的大小会轻微影响振荡频率的高低、温度稳定性以及振荡器工作的稳定性。
2.4 总体设计框图
按照系统功能的具体要求,在保证实现其功能的然础上,尽可能降低系统成本。总体设计方案围绕上述思想,初步确定系统的方案如图3.1所示。
温湿度传感LCD温湿度显示 单片机 蜂鸣器 键盘 图2.1 系统框图
从图中可以看出,系统有微处理器模块、1602字符液晶显示模块、DHT11传感器模块和报警模块组成。在方案设计中,遵循简洁至上的原则,因此所有的外围模块采用串行方式与微处理器模块接口。该设计以STC89C52系列单片机为控制核心,实现温湿度采集及显示的基本功能。在设计系统时,为了更好地采用模块化设计法,分步的设计各个单元功能模块,系统的硬件部分可以分为传感器的使用、单片机控制、1602液晶显示和实现报警四大部分。
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2.5 软件流程
根据温湿度监控系统功能,系统软件流程图如图3.2所示.
图2.2 系统软件流程图
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主程序流程图 2.3
开始 初始化 判断温度 延时 温度 温湿度测量 低于26℃ 高于30℃ 1602显示数据 蜂鸣器铃响 蜂鸣器铃响 结束 图2.3 主程序流程图.
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3 设计所需原件
3.1 单片机
STC89C52是STC公司生产的低功耗、高性能CMOS 的8位单片机,片内含4K的可编程的Flash只读程序存储器,器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚,它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP),也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片机芯片中,STC公司的功能强大,低价位STC89C52单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制的领域。引脚图如下图2.1所示:
图3.1 STC89C52引脚图
STC89C52提供以下的功能标准:4K字节闪烁存储器,128字节随机存取数据存储器,2个16位定时/计数器,32个I/O口, 1个串行通信口,1个5向量两级中断结构,另外,STC89C52还可以进行0HZ的静态逻辑操作,并支持两种软件的节电模式,闲散方式停止中央处理器的工作,可允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存随机存取数
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