DHT11溫濕度傳感器

1、基于單片機的DHT1溫濕度傳感器設計姓名：史延林指導老師：黃智偉學院：電氣工程學院學號：20094470321摘要：溫濕度是生活生產中的重要的參數。本設計為基于單片機的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設計。用新型的智能溫濕度傳感器DHT1位要實現對溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉換成數字信號，再運用單片機STC89C5進行數據的分析和處理，為顯示和報警電路提供信號，實現對溫濕度的控制報警。報警系統(tǒng)根據設定報警的上下限值實現報警功能，顯示部分采用LCD160腋晶顯示所測溫濕度值。系統(tǒng)電路簡單、集成度高、工作穩(wěn)定、調試方便、檢測精度高，具有一定的實用價值。關鍵詞

2、：單片機；DHT1溫濕度傳感器；LCD1602a示第一章：課程構思1.1課題背景溫濕度的檢測與控制是工業(yè)生產過程中比較典型的應用之一，隨著傳感器在生產和生活中的更加廣泛的應用。在生產中，溫濕度的高低對產品的質量影響很大。由于溫濕度的檢測控制不當，可能使我們導致無法估計的經濟損失。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強生產車間內溫度與濕度的監(jiān)測工作，但傳統(tǒng)的方法過于粗糙，通過人工進行檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進行通風、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機性大。目前，在低溫條件下（通常指100c以下），溫濕度的測量已經相對成熟。利用新型單總線

3、式數字溫度傳感器實現對溫度的測試與控制得到更快的開發(fā)。但人們對它的要求越來越高，要為現代人工作、科研、學習、生活提供更好的更方便的設施就需要從數字單片機技術入手，一切向著數字化，智能化控制方向發(fā)展。對于國內外對溫濕度檢測的研究，從復雜模擬量檢測到現在的數字智能化檢測越發(fā)的成熟，隨著科技的進步，現在的對于溫濕度研究，檢測系統(tǒng)向著智能化、小型化、低功耗的方向發(fā)展。在發(fā)展過程中，以單片機為核心的溫濕度控制系統(tǒng)發(fā)展為體積小、操作簡單、量程寬、性能穩(wěn)定、測量精度高，等諸多優(yōu)點在生產生活的各個方面實現著至關重要的作用。溫濕度傳感器除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用

4、感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率）、光強型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。1.2主要內容本文設計的是基于單片機STC89C52溫濕度檢測和控制系統(tǒng)，主要以廣泛應用的DHT1作為溫度和濕度的檢測，該儀器具有測量精度較高、硬件電路簡單、并能很好的進行顯示，可測試不同環(huán)境溫濕度的特點。另外和控制電路相連，可以進行加濕電路和除濕電路的控制，使溫度和濕度參數在預先設定的范圍內，不需要人的直接參與。單片機是系統(tǒng)的控制核心，所以單片機的性能關系到整個系統(tǒng)的好壞。因此單片機的選擇，對所設計系統(tǒng)

5、的實現以及功能的擴展有著很大的影響。本設計中，最終選用的集成溫度傳感器DHT11采集到的溫濕度信號送至單片機，實現溫濕度的顯示與控制。系統(tǒng)主要由以上元器件組成，通過硬件電路和軟件程序的設計，實現系統(tǒng)的基本功能1.3系統(tǒng)總體方案設計用新型的智能集成溫溫度傳感器DHT1任要實現檢測溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉換成數字信號,再運用單片機STC89C52行數據的分析和處理，并在LCD1602L顯示當前溫濕度。1、DHT1儼品概述DHT1數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與

6、卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTCffl溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT1傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數以程序的形式儲存在OT衲存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產品為4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據用戶需求而提供。2、引腳說明引腳號引腳名稱引腳說明1VCC電源正電源輸入，3V-5.5VDC

7、2Dout輸出單總線，數據輸入/輸出引腳3NC空空腳，擴展未用4GND地電源地3、電源引腳DHT1的供電電壓為DHT11傳感器實物圖35.5V。傳感器上電后，要等待1s以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDDGND之間可增加一個100nF的電容，用以去耦濾波。4、串行接口（單線雙向）DATA用于微處理器與DHT1優(yōu)間的通訊和同步，采用單總線數據格式，一次通訊時間4ms左右，用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT1伙低功耗模式轉換到高速模式，等待主機開始信號結束后，DHT11發(fā)送響應信號，送出40bit的數據，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分數據.從模式下，DHT11接收到

8、開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號，DHT1體會主動進行溫濕度采集.采集數據后轉換到低速模式。1.4單片機STC89C52STC89C理一種低功耗、高性能CMO&位微控制器，具有8心系統(tǒng)可編程Flash存儲器，使用ATME公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51T品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許ROME系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CP莊口在系統(tǒng)可編程Flash，使其為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供靈活的解決方案。1、主要特性如下：1 .增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼

9、容傳統(tǒng)80512 .工作電壓：5.5V3.3V（5VI片機）/3.8V2.0V（3VI片機）3 .工作頻率范圍：040MHz相當于普通8051的080MHz實際工作頻率可達48MHz4 .用戶應用程序空間為8行節(jié)5 .片上集成512字節(jié)RAM6 .通用I/O口（32個），復位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O用時，需加上拉電阻7 .ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過用口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數秒即可完成8 .具有EEPROM能9

10、.具有看門狗功能10 .共3個16位定時器/計數器。即定時器T0、T1、T211 .外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown奠式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12 .通用異步用行口（UART,還可用定時器軟件實現多個UART13 .工作溫度范圍：-40+85C（工業(yè)級）/075c（商業(yè)級）14 .PDIPM裝2、 STC89C52RCI片機的工作模式掉電模式：典型功耗0.16,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設備VCCP1.0/T2POO/AD

11、OP1.1T2EXPCIADIP1.2PO.2.AD2P13P03/AD3P1.4P0.4/AD4P1.5PO.5/AD5P16P0.6.AD6P1.7P0.7/AD7RSTP3OlixDEA'TPJTFTP3,TxDP必INTOP"IVT1.Mii.rPSENP34ToPS5FPJ.6WP2.7/A15P3.7KDP2.6/A14P2.5AA13P2.4,A12XTAL2XTAL1P2.3<AUP2.2,'A1OP21A?VSSP20AS913_.19/如圖芯片引腳圖40Vcc：電源Vss：地P啾口（P0.0P0.7,3932引腳）：P0口是一個漏極開路的8位

12、雙向I/O口。作為輸出端口，每個引腳能驅動8個TTL負載，對端口P0W入1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數據存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數據的復用總線。此時，P0口內部上拉電阻有效。在FlashRO褊程時，P啾口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0P1.7,18引腳）：P1口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅動（吸收或者輸出電流方式）4個TTLt入。對端口寫入1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時，因為有內部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個

13、電流。止匕外，P1.0和P1.1還可以作為定時器/計數器2的外部技術輸入（P1.0/T2）和定時器/計數器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。P淵口（P2.0P2.7,2128弓I腳）：P2口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTLft入。對端口寫入1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。P2作為輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVXDPTR令）時，P2S出高8位地址。在訪問8位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVXR

14、1指令）時，P2口引腳上的內容（就是專用寄存器（SFR區(qū)中的P2寄存器的內容），在整個訪問期間不會改變。在對FlashROM®程和程序校驗期間，P池接收高位地址和一些控制信號。P端口（P3.0P3.7,1017引腳）：P3是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTLt入。對端口寫入1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3做輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。在對FlashROM®程或程序校驗時，P3還接收一些控制信號。RST（9引腳）：復位輸入。當輸入連續(xù)兩個

15、機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機的復位初始化操作?？撮T狗計時完成后，RSEI腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR地址8EH上的DISRTO&可以使此功能無效。DISRT跳認狀態(tài)下，復位高電平有效。ALE/PROG（30引腳）：地址鎖存控制信號（ALE是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時，此引腳也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALEZ晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時，ALE&沖將會跳過。如果需要，通過將地址位8EHJSFR勺第0位置1"，AL

16、EB作將無效。這一位置1”，ALER在執(zhí)行MOVXMOV令時有效。否則，ALE等被微弱拉高。這個ALEJ8能標志位（地址位8EHJSFR勺第0位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN（29引腳）：外部程序存儲器選通信號是外部程序存儲器選通信號。當AT89C51RC外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而訪問外部數據存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP（31弓I腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000FBUFFFFH勺外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND注意加密方式1時，EA將內部鎖定位RESET為了執(zhí)行內部程序指令，EA應該接VCC在F

17、lash編程期間，EA也接收12伏VPPfe壓。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。第2章系統(tǒng)的硬件設計和連接2.1、 時鐘電路STC89C52部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXDDTXS別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生。如下:C3Cap30pF2.2、 復位電路RS書I腳是單片機復位端，高電頻有效。在引腳端輸入至少連續(xù)兩個單片機周期的高電頻，單片機復位。使用時，在引腳與VSSgl腳之間接一個10KQ的下拉電阻，與VCCSI腳之間接一個約10曠的電解電容，即可保證

18、上電自動復位。如下：2.3、 顯示模塊POO7RW5F6Rps一K-GNDP0310P04HP07I4GND:5VCOMRSR/WEDODID2D3D4D5D6D7BLA+BLA-GND引腳號引腳名電平輸入/輸出作用1Uss電源地2Ucc電源L5U）3Uee對比調整電壓4RS0/1|輸入1端入數塘5R/W0/1|輸入加向LB寫入揖令或數據1=從LC啾取卷意6E1,一（1輸入使能信號時津用信息.，1沆下薛沿就行指令1DBG0/1輸入懵出數據總線llrw。（最低位）eDbi0/1輸入/輸出數據總線1如59DB20/1輸入/輸出數據總線1立醴10DB30/1輸入/輸出數據總線line311DB40/

19、1輸入隔出核聘line.120B50/1輸入/輸出數據總線1如的|15DBA0/1輸入/輸出數據總線lines|14DB70/1輸入/輸出數據總線15仃（最高位）15A+VccLCD背光電源止極16K接地LCD背光電源負極2.3、傳感器模塊第3章總結回顧起此次單片機課程設計，我仍感慨頗多，從理論到實踐，在接近二星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為

20、社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問題。首先，說說焊接的美觀程度,這是我所驕傲的，我焊接的很美觀、明了。但在設計的過程中也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深，把硬件焊接出來后，由于編程不熟，導致推遲了對硬件功能的檢測，最終在指導老師的耐心指導下完成所有功能檢測，兩位老師的耐心指導，使我意識到專業(yè)知識的重要性，以后會更加努力！第4章程序:/*依1602.仁*/U8codetable2="wendushidu"U8codetable3="."sbitRS=

21、P2A6;sbitRW=P2A5;sbitE=P2A7;voidwrite_com(U8com)(E=0;RS=0;RW=0;Delay(5);E=1;P0=com;E=0;)voidwrite_date(U8date)(E=0;RS=1;RW=0;Delay(5);E=1;P0=date;E=0;P0=0;)voidinit()(U8num;Delay(15);write_com(0x38);write_com(0x38);write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);for(num=0;num<15;n

22、um+)(write_date(table2num);Delay(1);)write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<15;num+)write_date(table3num);Delay(1);)voidwrite_dht11(U8add,U8date)U8shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);)/*吊11廳*/typedefunsignedcharU8;typedefunsignedintU16;sbitP

23、1_0=P2A0;U8U8FLAG,k;U8U8temp;U8U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;U8U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;U8U8comdata;voidDelay(U16z)(U8x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);voiddelay_10us()(U8i;i-;i-;i-;i-;i-;i-;voidCOM(void)/

24、數據01確認(U8i;for(i=0;i<8;i+)(U8FLAG=2;while(!P1_0)&&U8FLAG+);/1bit是否結束delay_10us();delay_10us();delay_10us();U8temp=0;/26us28us表示為0if(P1_0)U8temp=1;/超過28us依然為高電平表示為1U8FLAG=2;while(P1_0)&&U8FLAG+);if(U8FLAG=1)break;/U8FLAG溢出超時則跳出for循環(huán)/判斷數據位是0還是1/如果高電平高過預定0高電平值則數據位為1U8comdata<<=

25、1;U8comdata|=U8temp;voidRH(void)/濕溫度讀取子程序(P1_0=0;Delay(34);/主機拉低高于18msP1_0=1;/總線由上拉電阻拉高主機延時20usdelay_10us();delay_10us();delay_10us();delay_10us();P1_0=1;/主機設為輸入判斷從機響應信號if(!P1_0)/判斷從機是否有低電平響應信號如不響應則跳出，響應則向下運行(U8FLAG=2;while(!P1_0)&&U8FLAG+);判斷從機是否發(fā)出80us的低電平響應信號是否結束U8FLAG=2;while(P1_0)&&a

26、mp;U8FLAG+);/判斷從機是否發(fā)出80us的高電平，如發(fā)出則進入數據接收狀態(tài)COM();/數據接收狀態(tài)U8RH_data_H_temp=U8comdata;/濕度整數8位COM();U8RH_data_L_temp=U8comdata;/濕度小數8位COM();U8T_data_H_temp=U8comdata;/溫度整數8位COM();U8T_data_L_temp=U8comdata;/溫度小數8位COM();U8checkdata_temp=U8comdata;/校驗位P1_0=1；U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data

27、_H_temp+U8RH_data_L_temP)；if(U8temp=U8checkdata_temp)/數據校驗正確執(zhí)行(U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp;U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp;U8T_data_H=U8T_data_H_temp;U8T_data_L=U8T_data_L_temp;U8checkdata=U8checkdata_temp;/*mahc*/#include<reg52.h>#include<LCD1602.h>U16a,b,t;U8flag,i;voidmain()(RW=1;t=0;flag=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;init();P1_0=1;P2=0xff;Delay(40);while(1)RH();write_dht11(0,U8T_data_H);w