基于DHT11的溫度檢測

1、西安郵電大學(xué)溫度測控與報警系統(tǒng)課程設(shè)計報告書系部名稱：自動化學(xué)院學(xué)生姓名：專業(yè)名稱：測控技術(shù)與儀器班級：1001班時間：2013年4月8日至2013年4月19日溫濕度測控與報警系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計要求：以DHT11作為溫度傳感器，進行環(huán)境溫濕度測試。將結(jié)果顯示在數(shù)碼管或液晶屏上。同時，設(shè)定溫度上下限，當(dāng)溫度越限即報警。二、設(shè)計方案分析1、方案設(shè)計：顯示部分控制部分溫度收集部分報警部分2、背景知識介紹：（1）控制部分控制部分是采納單片機STC89C52。STC89C52簡介STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃耀可編程可檫除只讀儲存器的低電壓，高性能COMOS8的微辦理器，俗稱單片機。該器件采納ATME

2、L搞密度非易失儲存器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。單片機總控制電路以以下圖復(fù)位操作復(fù)位操作有上電自動復(fù)位相按鍵手動復(fù)位兩種方式。上電自動復(fù)位是經(jīng)過外面復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖所示。這佯，只要電源Vcc的上升時間不超出1ms，即能夠?qū)崿F(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。此中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的，其電路如圖（b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的，其電路以以下圖所示：（a）上電復(fù)位（b）按鍵電平復(fù)位（c）按鍵脈沖復(fù)位上述電路圖中的電阻、電

3、容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號高電平連續(xù)時間大于2個機器周期。本系統(tǒng)的復(fù)位電路采納上電復(fù)位方式。（2）丈量部分丈量部分我們采納DHT11溫度傳感器。1歸納：DHT11是廣州奧松有限公司生產(chǎn)的一款濕溫度一體化的數(shù)字傳感器。該傳感器包含一個電阻式測濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。經(jīng)過單片機等微辦理器簡單的電路連接即能夠及時的收集當(dāng)?shù)貪穸群蜏囟?。DHT11與單片機之間能采納簡單的單總線進行通信，不過需要一個I/O口。傳感器內(nèi)部濕度和溫度數(shù)據(jù)40Bit的數(shù)據(jù)一次性傳給單片機，數(shù)據(jù)采納校驗和方式進行校驗，有效的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。DHT11功耗很低，5V電源電壓下

4、，工作平均最大電流0.5mA。性能指標(biāo)和特征以下：工作電壓范圍：工作電流：均勻0.5mA濕度丈量范圍：2090RH溫度丈量范圍：050濕度分辨率：1RH8位溫度分辨率：18位采樣周期：1S單總線結(jié)構(gòu)與TTL兼容（5V）2管腳擺列以下：3應(yīng)用電路連接說明DHT11數(shù)字濕溫度傳感器連接方法極為簡單。第一腳接電源正，第四腳接電源地端。數(shù)據(jù)端為第二腳。可直接接主機（單片機）的I/O口。為提升穩(wěn)固性，建議在數(shù)據(jù)端和電源正之間接一只4.7K的上拉電阻。第三腳為空腳，此管腳懸空不用。引腳說明：Vcc正電源Dout輸出NC空腳GND地4DHT11數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DHT11數(shù)字濕溫度傳感器采納單總線數(shù)據(jù)格式。即，單個數(shù)

5、據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）構(gòu)成。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下邊說明。一次完好的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和校驗和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加。傳感器數(shù)據(jù)輸出的是未編碼的二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)(濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù))之間應(yīng)該分創(chuàng)辦理。假如，某次從傳感器中讀取以下5Byte數(shù)據(jù)：byte4byte3byte2byte1byte00010110100000000000111000000000001001001整數(shù)小數(shù)整數(shù)小數(shù)校驗和濕度溫度校驗和由以

6、上數(shù)據(jù)即可獲取濕度和溫度的值，計算方法：humi(濕度)=byte4.byte3=45.0(RH)temp(溫度)=byte2.byte1=28.0()jiaoyan(校驗)=byte4+byte3+byte2+byte1=73(=humi+temp)(校驗正確)注意：DHT11一次通信時間最大3ms，主機連續(xù)采樣間隔建議不小于100ms。5DHT11的傳輸時序5.1DHT11開始發(fā)送數(shù)據(jù)流程主機發(fā)送開始信號后,延時等候20us-40us后讀取DH11T的回應(yīng)信號，讀取總線為低電平,說明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線拉高,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù),每一bit數(shù)據(jù)都以低電平開始,

7、格式見下邊圖示。假如讀取響應(yīng)信號為高電平,則DHT11沒有響應(yīng),請檢查線路能否連接正常。5.2主機復(fù)位信號和DHT11響應(yīng)信號5.3數(shù)字0信號表示方法5.4數(shù)字1信號表示方法（3）顯示部分1602采納標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，此中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時能夠經(jīng)過一個10K的電位器調(diào)整對比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平常選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平常選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平常進行讀操作，低電平常進行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平常能夠?qū)懭胫?/p>

8、令也許顯示位置，當(dāng)RS為低電平RW為高電平常能夠讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平常能夠?qū)懭霐?shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變?yōu)榈碗娖匠?，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第1516腳：空腳1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生儲存器（CGROM)已經(jīng)儲存了160個不一樣的點陣字符圖形，如表1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比方大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把位置41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制

9、指令，如表2所示它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是經(jīng)過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到位置00H位置指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到位置00H指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/D：光標(biāo)挪動方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字能否左移也許右移。高電平表示有效，低電平則無效指令4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)B：控制光標(biāo)能否閃耀，高電平閃耀，低電平不閃耀指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C：高電平常挪動顯示的文字，低電平常挪動光標(biāo)指令6：功能設(shè)置

10、命令DL：高電平常為4位總線，低電平常為8位總線N：低電平常為單行顯示，高電平常雙行顯示F:低電平常顯示5x7的點陣字符，高電平常顯示5x10的點陣字符指令7：字符發(fā)生器RAM位置設(shè)置指令8：DDRAM位置設(shè)置指令9：讀忙信號和光標(biāo)位置BF：為忙標(biāo)記位，高電平表示忙，此時模塊不能夠接收命令也許數(shù)據(jù)，假如為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)指令11：讀數(shù)據(jù)三、硬件設(shè)計：四、軟件設(shè)計：（見附錄）五、測試數(shù)據(jù)及設(shè)計結(jié)果：六、調(diào)試中出現(xiàn)的錯誤及解決方法：用Proteus仿真軟件仿真的時候里面的器件符號里找不到DHT11，只好用DS18B20取代。在電路調(diào)試方面，我們組四個人先把每一個外頭電路的工作原理弄

11、懂，對它的工作電壓電流核實，而后我們在實驗板上把實質(zhì)的電路連接起來，加上實質(zhì)的電源，一個一個的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)它的確能夠正常工作時在做下一步。：本次設(shè)計我主若是做軟件部分，采納的是STC89C52單片機，該單片機的穩(wěn)固性比較好，編程簡單，功能易實現(xiàn)。在本次設(shè)計的過程中，發(fā)現(xiàn)很多的問題，單片機課程設(shè)計要點就在于軟件算法的設(shè)計，需要有很奇妙的程序算法，固然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序其實不是一件簡單的事。：經(jīng)過此次對數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作，讓我認(rèn)識了設(shè)計電路的程序，也讓我認(rèn)識了關(guān)于數(shù)字溫度計的原理與設(shè)計理念。要設(shè)計一個電路總要先用仿真，仿真成功以后才實質(zhì)接線的。但是最后的成品卻不必定與仿真時完

12、好相同。由于，再實質(zhì)接線中有著各類各類的條件限制著。并且，在仿真中沒法成功的電路接法。在實質(zhì)中由于芯片自己的特征而能夠成功。因此，在設(shè)計時應(yīng)試慮二者的差異，從中找出最合適的設(shè)計方法。經(jīng)過此次學(xué)習(xí)，讓我對各類電路都有了大概的認(rèn)識，因此說，坐而言不如立而行，關(guān)于這些電路還是應(yīng)該自己著手實質(zhì)操作才會有深刻理解。：我做的焊接的工作，從此次的課程設(shè)計中，我真真切正的意識到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實質(zhì)，把我們所學(xué)的理論知識用到實質(zhì)中間，學(xué)習(xí)單機片機更是這樣，程序只有在常常的寫與讀的過程中才能提升，在焊接晶振電路時，沒有注意兩個電容的大小，以致程序燒進去卻不工作，此后自己的檢查后發(fā)現(xiàn)錯誤的根源，換了電容

13、，數(shù)碼管立馬顯示數(shù)據(jù)。那刻真的很快樂。附程序：#ifndef_TOU_H_#define_TOU_H_#include#include#include#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar/1602宏定義#defineLCD_SCREEN_ON0 x0C/顯示開#defineLCD_SCREEN_OFF0 x08/顯示關(guān)#defineLCD_CURSOR_ON0 x0A/顯示光標(biāo)#defineLCD_CURSOR_OFF0 x0c/無光標(biāo)#defineLCD_C_FLASH_ON0 x0f/有光標(biāo)，光標(biāo)閃耀#

14、defineLCD_C_FLASH_OFF0 x0e/有光標(biāo)，光標(biāo)不閃耀進入模式設(shè)置指令#defineLCD_AC_UP0 x06/新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移#defineLCD_AC_DOWN0 x04/新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移#defineLCD_S_MOVE_ON0 x05/畫面可平移#defineLCD_S_MOVE_OFF0 x04/畫面不行平移/設(shè)定顯示屏或光標(biāo)挪動方向指令#defineLCD_C_LEFT0 x10/光標(biāo)左移1格，且AC值減1#defineLCD_C_RIGHT0 x11/光標(biāo)右移1格，且AC值加1#defineLCD_CHAR_LEFT0 x18/顯示器上字符所有左移一格，但光標(biāo)

15、不動#defineLCD_CHAR_RIGHT0 x1C/顯示器上字符所有右移一格，但光標(biāo)不動*/#defineLCD_DATAP0/*1602端口定義/sbitBF=P07;/忙碌標(biāo)記位，將BF位定義為P0.7引腳/sbitRS=P24;/sbitRW=P23;/sbitEN=P22;sbitRS=P26;sbitRW=P24;sbitEN=P20;/*DHT11端口定義/sbitDHT11=P34;/sbitDHT11=P21;/sbitBUZZ=P17;sbitBUZZ=P23;/全局變量申明*/externfloatF16T,F16RH;/LCD函數(shù)申明*/voidInit_Lcd(v

16、oid);voidLCD_write_str(ucharX,ucharY,uchar*s);voidLCD_set_xy(ucharx,uchary);voidLCD_en_write(void);voidLCD_write_char(ucharcd,ucharab);voidLCD_byte(ucharabc);intLCD_value(ucharx,uchary,floatf);voidDelay_ms(uintn);voidDelay_us(ucharn);/DHT11函數(shù)申明/voidgetDHT11(void);#endif#includeucharU8T_data_H,U8T_da

17、ta_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;floatF16T,F16RH;/floatF16T,F16RH;用于最后讀取的溫濕度數(shù)據(jù)/以下為延時函數(shù)voidDelay_ms(uintn)ucharj;while(n-)for(j=0;j125;j+);voidDelay_us(ucharn)/Nus延時函數(shù)精度4usn=n/2;while(-n);/讀取數(shù)據(jù)charCOM(void)chari,U8temp,U8comdata;for(i=0;i8;i+)while(!DHT11);/表示讀取的高電位延時大于20多us則讀取的是1不然讀取的是0Delay

18、_us(35);/經(jīng)過U8FLAG可判斷bit11顯示數(shù)據(jù)的脈長U8temp=0;if(DHT11)U8temp=1;while(DHT11);U8comdata=1;U8comdata|=U8temp;returnU8comdata;/-以下變量均為全局變量-/-溫度高8位=U8T_data_H-/-溫度低8位=U8T_data_L-/-濕度高8位=U8RH_data_H-/-濕度低8位=U8RH_data_L-/-校驗8位=U8checkdata-voidgetDHT11(void)GO1:DHT11=0;Delay_ms(20);/主機拉低18msDHT11=1;/總線由上拉電阻拉高主機

19、延時20usDelay_us(60);/主機設(shè)為輸入判斷從機響應(yīng)信號if(!DHT11)/判斷從機能否有低電平響應(yīng)信號如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運轉(zhuǎn)/T!while(!DHT11);/waitDHTgotohighwhile(DHT11);/數(shù)據(jù)接收狀態(tài)U8RH_data_H=COM();U8RH_data_L=COM();U8T_data_H=COM();U8T_data_L=COM();U8checkdata=COM();DHT11=1;/數(shù)據(jù)校驗if(U8T_data_H+U8T_data_L+U8RH_data_H+U8RH_data_L)!=U8checkdata)gotoGO1;F

20、16T=U8T_data_H+(float)U8T_data_L)/256;F16RH=U8RH_data_H+(float)U8RH_data_L)/256;/F16T=33;/F16=(U8T_data_H*10+(float)U8T_data_L*10/256)/10;#include/*名稱：LCD_write_char(ucharcd,ucharab）*功能：寫指令或數(shù)據(jù)當(dāng)寫ab時應(yīng)使cd=0當(dāng)cd不為0則寫cd且ab的賦值無效進口參數(shù)：cd:指令內(nèi)容ab:數(shù)據(jù)內(nèi)容指令常量已在上邊定義但一般不用出口參數(shù)：無*模范:LCD_write_char(0,f）*CD_set_xy*/void

21、LCD_write_char(ucharcd,ucharab)Delay_us(20);if(cd=0)RS=1;/RS=1,寫顯示內(nèi)容LCD_byte(ab);elseRS=0;/RS=0，寫命令LCD_byte(cd);/*名稱：Init_Lcd()主函數(shù)調(diào)用功能：Lcd初始化進口參數(shù)：無出口參數(shù)：無模范:在主函數(shù)中直接調(diào)用/voidInit_Lcd()LCD_write_char(0 x38,0);Delay_ms(1);LCD_write_char(0 x38,0);Delay_ms(1);LCD_write_char(0 x38,0);Delay_ms(1);LCD_write_ch

22、ar(0 x0c,0);Delay_ms(1);LCD_write_char(0 x06,0);Delay_ms(1);LCD_write_char(0 x0c,0);Delay_ms(1);LCD_write_char(0 x01,0);Delay_ms(1);/*名稱：LCD_write_str(ucharX,ucharY,uchar*s)主函數(shù)調(diào)用*功能：在指定位置寫一個字符串eg:Y=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.15。X=0,1。進口參數(shù)：X:橫坐標(biāo)Y：縱坐標(biāo)*s：字符串首位置出口參數(shù)：無模范:LCD_write_str(1,1,uchar*s)/voidLCD_write_str(ucharX,ucharY,uchar*s)LCD_write_char(0,);LCD_set_xy(X,Y);while(*s)/寫位置寫顯示字符LCD_write_char(0,*s);s+;/*名稱：LCD_set_xy(ucharx,uchary)/寫位置函數(shù)功能：指定一個位置進口參數(shù)：X:橫坐標(biāo)Y：縱坐標(biāo)出口參數(shù)：無模范:LCD_set_x