室内温湿度检测器设计与实现 摘要摘要 温度 湿度和人类的生产 生活有着密切的关系 同时也是工农业生产中最常见最基本 的工艺参数 随着人们生活水平的提高 人们对自己的生存环境越来越关注 而空气中温湿度 的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的关系 所以对温度 湿度的检测就非常有必要了 本 设计中的温湿度检测器与传统的温湿度计相比 具有读数方便 测量范围广 测量相对准确等 优点 其输出温度采用数字显示 该设计配用全数字型温湿度传感器 DHT11 温度测量范围 0 50 湿度测量范围 20 RH 95 RH 可以满足一般需要 若要求更宽测量范围 只需更 换温湿度传感器型号 硬件电路及软件程序全兼容 温湿度测量响应时间快 长期稳定性好 采用先进的专用微处理器芯片 STC89C52 可靠性高 抗干扰能力强 配用 EEPROM 芯片 AT24C04 使存储的温度上限和湿度上限断电后不丢失 可以通过四个按键方便地实现温湿度 上限的调整 当温度或湿度超限后 报警信号点亮相应报警灯 关键词关键词 STC89C52 单片机 温湿度检测器 LCD 显示 Design and Implementation on Indoor Detector of Humiture Student majoring in Electronic information engineering Tutor AbstractAbstract Temperature and humidity is not only having close relationship with human production and life but also playing the most common and basic role as process parameters in industrial and agricultural production With the improvement of people s living standards people increasingly pay attention to their own living environment While changes in air temperature and humidity made a direct impact on human feelings of comfort and emotion the detection of temperature and humidity becomes seriously necessary The design of temperature and humidity detector in compared with the traditional its to be convenient in reading the temperature measuring range and its date to be accurate and so on The design shows outputs in a digital display The design with all digital temperature and humidity sensor DHT11 temperature measuring range is between zero degrees Celsius and five degrees Celsius humidity measuring range is 20 RH to 95 RH can meet the general needs If it required expanding the scope of measurement simply by changing the models of temperature and humidity sensor to make its hardware electric and the software procedure entirely compatible The measurement of humiture with fast response time and long term stability used advanced special purpose microprocessor chip STC89C52 What s more it has the character of highly reliability and strongly anti jamming ability With EEPROM chip AT24C04 it to make the upper and lower storage temperature and humidity in the upper and lower permanent preservation be saved in the case of power outages In addition through four pressed keys to realize the humiture bound adjustment conveniently the alarm lightens the corresponding newspaper warning light when the temperature or the humidity over the ultra limit KeyKey wordswords STC89C52 Single chip machine Temperature and humidity detector LCD display 目录 1 绪论 5 1 1 选题的背景及意义 5 1 2 温湿度检测的发展状况以及存在的问题 5 1 3 本文的主要内容和结构安排 6 2 主要硬件的对比选择 8 2 1 单片机的选择 8 2 2 温湿度传感器的选择 8 2 3 输出显示设备的选择 9 3 温湿度检测器的硬件设计 10 3 1 单片机电路 10 3 2 温湿度检测电路 12 3 3 显示电路 14 3 4 温度上限存储电路 15 3 5 报警电路 16 3 6 供电及程序下载电路 16 4 软件编程 17 4 1 软件流程图 17 4 2 主程序的相关内容 18 4 2 1 程序的相关定义 18 4 2 2 main 函数 19 5 下载与调试 22 5 1 USB 转串口驱动安装 22 5 2 下载程序与运行 22 总结 24 致谢 25 参考文献 26 1 绪论 1 1 选题的背景及意义 随着科学技术的快速发展 人类社会已取得了巨大进步 在居家生活 工农业 生产 环保 气象 国防 科研 航天等部门 经常需要对环境中的湿度和温度进 行测量及控制 传统的方法是用温度表 毛发湿度表 双金属式测量计和湿度试纸 等测试器材 通过人工进行检测 对不符合温度和湿度要求的场所进行换气 降温 和去湿等工作 这种人工测试方法费时费力 效率低 且测试的温度及湿度误差大 随机性相对较大 随着生产的发展急需一个含有微型计算机或微处理器的测量仪器 由于它拥有对数据存储 运算逻辑判断及自动化的功能 有着智能作用等优点 一 个低成本和具有较高精度的温度湿度检测器将在许多领域代替人工操作 自动不间 断检测环境温度和湿度 目前市场上普遍存在的温湿度检测仪器大都是单点测量 而且温湿度信息传递不及时 精度达不到要求 不利于控制者根据温度 湿度变化 及时做出决定 为此 本设计开发了一种能够同时测量多点 并实时性高 精度高 通过显示器显示温湿度信息 并能进行温湿度超限报警的测控产品 本文设计的是基于单片机的室内温湿度检测与报警系统 运用温湿度传感器进 行温度和湿度的检测 该仪器具有测量精度较高 硬件电路简单 并能很好的进行 显示 可测试一定范围室内环境温湿度的特点 省去了人工检测的繁琐 耗时的过 程 随时通过检测器的显示器进行读数 既方便 又快捷 1 2 温湿度检测的发展状况以及存在的问题 测量温度的方法主要分为接触式测温法和非接触式测温法两大类 接触式测 温法的特点是测温元件直接与被测对象接触 两者之间进行充分的热交换 最后达 到热平衡 这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值 非 接触式测温法是一种比较新式的测量方法 它的特点是感温元件不与被测对象相接 触 而是通过辐射进行热交换 故可以较远距离对被测对象进行测温 具有较高的 测温上限 1 湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一 一个看似简单的量值 深究 起来 涉及相当复杂的物理及化学理论分析和计算 现代湿度测量方法最主要的有 两种 干湿球测量法 电子式湿度传感器测量法 早在 18 世纪人类就发明了干湿球湿度计 干湿球湿度计的准确度取决于干球 湿球两支温度计本身的精度 湿度计必须处于通风状态 只有纱布水套 水质 风 速都满足一定要求时 才能达到规定的准确度 干湿球湿度计的准确度只有 5 一 7 RH 测量过程比较繁琐和复杂 而且读数的过程会产生人为的误差 电子式湿度传感器产品及湿度测量属于 90 年代兴起的行业 经过几十年的发 展 国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步 湿敏传感器正从简单的湿敏元 件向集成化 智能化 多参数检测的方向迅速发展 为开发新一代湿度测控系统创 造了有利条件 也将湿度测量技术提高到新的水平 电子式湿度传感器生产厂在产 品出厂前采用标准湿度发生器来逐支标定 电子式湿度传感器的准确度可以达到 2 一 3 RH 精确度较高 1 近年来 随着智能检测系统的飞速发展 基于单片机的温湿度检测系统将多传 感器系统结合在一起 如何把多传感器集中于一个检测控制系统 综合利用来自多 传感器的信息 获得对被测对象的可靠了解和解释 以利于系统做出正确的响应 决策和控制 是智能检测控制系统中需要解决的首要问题 在温湿度要求严格的场 合 利用多传感技术可以提高系统的可靠性和精度 亦可以提高系统的时间空间的 覆盖范围 1 3 本文的主要内容和结构安排 本文将介绍以单片机为核心的温湿度检测器来对多点温湿度进行实时巡检 温 湿度检测器包含的主要部分为控制电路 显示电路 温度和湿度采集电路 键盘电 路 报警电路 要求各检测单元能独立完成各自功能 同时能根据控制电路的指令 对温湿度进行不间断采集 并将采集来的信息通过显示器清晰的呈现给用户 如果 采集的信息超出了预设范围 闪烁灯将给出报警示意用户 以便使用者根据需要及 时作出决定 本文结构安排如下 第 1 章 绪论 介绍了温湿度对人们生活 生产 工作的影响 传统的温湿度 测量方法的诸多缺点 本文设计的温湿度检测器的目的和意义 以及温湿度检测的 发展状况以及存在的问题 第 2 章 主要硬件的对比选择 介绍了单片机 温湿度传感器 输出显示设备 的不同型号硬件之间优缺点的对比 通过性能 价格等方面选择本次设计所需硬件 第 3 章 温湿度检测器的硬件设计 介绍了各部分电路的原理及设计电路等 第 4 章 软件编程 介绍了软件编程的主流程图以及相关的程序设计信息 第 5 章 下载与调试 介绍了 USB 转串口驱动的安装 程序的烧录 以及设备 的调试 2 主要硬件的对比选择 温湿度检测器各主要部件的选择不仅要考虑性能稳定性 还要考虑价格 实现 条件及使用要求等 2 1 单片机的选择 在单片机的选择上硬件的初步有两个选择芯片 1 采用 AT89C51 芯片作为硬件核心 采用 Flash ROM 内部具有 4KB ROM 存储空间 能于 3V 的超低压工作 而且与 MCS 51 系列单片机完全兼容 2 STC89C52 是一种低功耗 高性能 CMOS 八位微控制器 具有 8K 在系统可 编程 Flash 存储器 使用 ATMEL 公司高密度非易失性存储器技术制造 与工业 80C51 产