基于51單片機(jī)的溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)在日常生活工作中和工農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)中，工作人員需要不間斷的了解室內(nèi)或大的農(nóng)作物或者大型機(jī)房內(nèi)的溫濕度檢測等。這些都需要時(shí)刻了解每個(gè)時(shí)刻內(nèi)的溫長，而本次設(shè)計(jì)中，采用了AT89C51作為系統(tǒng)為主控系統(tǒng)，硬件包括C51單片機(jī)為核心、LCD液晶顯示器、DHT11溫濕度傳感器、蜂鳴報(bào)警器等元器件，連接電路后通過給傳感器溫濕度的變化，通過LCDY液晶顯示屏顯示出來，如果溫濕度目錄一、引言11.1課題開發(fā)的目的和意義 1 22.1整體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 32.2系統(tǒng)方案介紹 4三、應(yīng)用器件簡介53.1AT89C51單片機(jī)簡介和設(shè)計(jì)圖 63.1.1單片機(jī)簡介 73.1.2單片機(jī)原理圖 83.1.3單片機(jī)系統(tǒng)完成的必要條件 83.2DHT11傳感器簡介 93.2.1傳感器的介紹 93.2.2傳感器的原理圖 3.3LCD顯示器 3.3.1LCD示器簡介 13.3.2LCD顯示器的原理圖 3.4蜂鳴器簡介 3.4.1蜂鳴器的介紹 四、軟件設(shè)計(jì)144.1系統(tǒng)運(yùn)行圖 4.2按鍵運(yùn)行圖 4.4整體電路圖和部分電路圖 22附件26溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中十分重要，本次實(shí)驗(yàn)論證的重要內(nèi)容是關(guān)于室內(nèi)外溫濕度的監(jiān)測和報(bào)警功能通過改變室內(nèi)外溫濕度，實(shí)施對溫濕度的監(jiān)測和顯示。科技的發(fā)展非常迅速，各種各樣的性能高的智能設(shè)備越來越多，在未來的幾年里智能設(shè)備會(huì)在每個(gè)家庭中出現(xiàn)并使用。長期以來，人們在溫濕度測量中，大部分使用常規(guī)的測量方法進(jìn)行測量。而且在現(xiàn)代化生活中處處都有溫濕度監(jiān)測裝置，溫濕度監(jiān)測應(yīng)用在家庭電器中、種植大棚中、重工業(yè)、汽車行業(yè)、食品生產(chǎn)等行業(yè)中并且溫濕度是一個(gè)十分重要的參數(shù)，它決定著一個(gè)行業(yè)的發(fā)展、安全程度。過去的幾年里溫濕度的數(shù)值監(jiān)測是需要人工去監(jiān)測，而每天的不同時(shí)段中溫濕度的數(shù)值是在隨時(shí)間變化而變化的，這樣的話利用人工去監(jiān)測費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且還提高了人力的成本，但是溫濕度傳感器智能監(jiān)測系統(tǒng)可以解決一些人工上的缺點(diǎn)和不足，它的工作方式如下：傳感器感應(yīng)外界的溫濕度，單片機(jī)去判斷是否在控制的溫度范圍內(nèi)，如果溫濕度異常，則進(jìn)行報(bào)警。這樣對溫濕度的監(jiān)測的效率大大提高?，F(xiàn)在看來世界上的溫濕度傳感器開始從數(shù)字和集成話以及網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。溫濕度傳感器也可以分為兩類：一.接觸式二.非接觸式。如果想要被監(jiān)測問題的數(shù)值精度高必須要讓被測物體和溫濕度傳感器充分接觸，如果被測物體離傳感器距離較遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致測量的數(shù)值由很大的誤差，而非接觸式是通過熱輻射相互交換來進(jìn)行不接觸方式測量，但是外界的溫濕度對非接觸方式測量的影響大，會(huì)使測量不準(zhǔn)人們現(xiàn)在一般使用簡易的溫度計(jì)測量，而簡易的溫濕度傳感器所測量的數(shù)值并不準(zhǔn)確，而且很容易受到外界環(huán)境的干擾。反而溫濕度在某些行業(yè)中要求極高，在一些大型電力企業(yè)中，溫度過高會(huì)引發(fā)漏電事故，在這些情況下通常會(huì)對工作人員的安全造成危害，所以我們對溫濕度傳感器的需求非常重要。最近幾年的發(fā)展中，越來越多的智能設(shè)備應(yīng)用到我們的日常生活中，而這些智能設(shè)備都離不開溫濕度傳感器。而且我國現(xiàn)在也在大力發(fā)展研究溫濕度傳感器，傳感器也逐漸運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，并且不同的行業(yè)都為了讓自己增大生產(chǎn)、提高生前途不容小覷。每個(gè)行業(yè)自己的領(lǐng)域?qū)貪穸葌鞲衅鞯囊蠖疾煌?，溫濕度傳感器在每個(gè)行業(yè)也發(fā)揮著自己的作用例如：食品加工生產(chǎn)：食品的儲(chǔ)存對溫濕度需要極高的要求，如果溫濕度達(dá)不到要求會(huì)導(dǎo)致食品變質(zhì)，脹包，軟化等，會(huì)給生產(chǎn)商負(fù)面影響和麻煩，如果顧客使用可能還會(huì)給顧客造成身體上的疾病。大型檔案室：檔案室一般存放著重要的紙資文件，如果溫濕度不在準(zhǔn)確的范圍內(nèi)會(huì)造成紙質(zhì)文件上的文字褪色、紙張發(fā)黃、軟化等，會(huì)對后期查看檔案內(nèi)容造成浪費(fèi)時(shí)間、人力的影響。農(nóng)作物大棚：一些不是當(dāng)季的水果，只能在大棚中種植，植物生長對溫濕度有一定的要求，達(dá)不到要求植物會(huì)停止生長或者死亡。醫(yī)藥業(yè)：藥品儲(chǔ)存對溫濕度要求更為嚴(yán)格，一般藥品儲(chǔ)存范圍0-30℃,如果溫濕度不在可控范圍內(nèi)，藥品可能會(huì)失去藥性，如誤食輕則生病重則可能會(huì)導(dǎo)致大型機(jī)房：機(jī)房中放置著許多大型交換機(jī)他維持這整個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，如果溫濕度不可控會(huì)導(dǎo)致死機(jī)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓會(huì)給公司或者學(xué)校數(shù)據(jù)傳輸上造成重大影響。疫苗的儲(chǔ)存：疫苗儲(chǔ)存須有嚴(yán)格的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，而正規(guī)的疫苗存儲(chǔ)配送鏈應(yīng)該全程配備溫濕度監(jiān)控設(shè)備，以符合藥品經(jīng)營質(zhì)量管理規(guī)范的要求。在疫苗存儲(chǔ)、運(yùn)輸和配送流程中，冷鏈全程有溫度監(jiān)控記錄并備案。疾控中心對每一批次查驗(yàn)貨時(shí)，必須同時(shí)查驗(yàn)途中的溫濕度記錄，確認(rèn)運(yùn)輸途中溫度記錄符合GSP《藥品經(jīng)營質(zhì)量管理規(guī)范》相關(guān)規(guī)定后再驗(yàn)收入庫。空氣凈化器：在空氣凈化器中，溫濕度傳感器目前產(chǎn)品越來越小型化，其作用是檢測室內(nèi)濕度(干燥狀態(tài)),凈化器根據(jù)該數(shù)據(jù)控制加濕量，即可保證室內(nèi)環(huán)境在一定的濕度范圍內(nèi)，以保持最舒適的濕度。二、溫濕度檢測總體電路設(shè)計(jì)圖鍵盤輸入鍵盤輸入報(bào)警器機(jī)房內(nèi)溫濕度液晶顯示DHT11傳感器圖2-1整體結(jié)構(gòu)圖4.報(bào)警器),各個(gè)部分發(fā)揮自己的作用，共2.2系統(tǒng)方案介紹此系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，單片機(jī)把溫濕度傳感器收集到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后傳輸?shù)絃CD顯示器上進(jìn)行顯示，溫濕度傳感器主要功能使根據(jù)周三、應(yīng)用器件簡介AT89C51單片機(jī)是美國生產(chǎn)的具有低電壓、高性能的8位單片機(jī)，單片機(jī)●兩個(gè)16位的定時(shí)器●P0□:PO□是一個(gè)8位漏極開路雙向I/O□,PO是輸出口，其每一位可以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，如果用于訪問外部儲(chǔ)存器時(shí)其數(shù)據(jù)總●P1□:是一個(gè)帶內(nèi)部上拉8位雙向I/O□,P1可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門電路，P1可以用作輸入口，當(dāng)閃存編程和檢驗(yàn)程序時(shí)P1會(huì)接收較低的8位地址。作為●P2□:P2□是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位雙向I/O□,P3□輸出可驅(qū)動(dòng)4個(gè)●P3□:P3□是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O□,P3□作為輸出口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門電路，作為輸入端，會(huì)被外部拉低P3□用上拉電阻輸出電端□引腳功能RXD(串行輸入口)TXD(串行輸出口)/INTO(外部中斷0)/INT1(外部中斷1)TO(記時(shí)器0外部輸入)T1(記時(shí)器1外部輸入)/WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)/RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)XTAL1:反向振蕩放大器的和時(shí)鐘電路的輸入端。GND:接地單片機(jī)原理圖見下3-13:復(fù)位電路(表1)為了確保電路運(yùn)行穩(wěn)定可靠，必須要有復(fù)位電路.通常情況下復(fù)位電路的工時(shí)鐘電路可以這樣理解，電路運(yùn)行是需要有像時(shí)鐘一樣穩(wěn)定的振蕩電路其次電路工作需要按時(shí)間順序，時(shí)鐘電路是晶體振蕩器、晶振控制芯片、電容是三個(gè)部分構(gòu)成。不定??擾、便宜、偏于攜帶、消耗少等優(yōu)點(diǎn)，而且DHT11溫濕度傳感器適用與惡劣的環(huán)境，它有4個(gè)引腳，連接起來十分簡單。DHT11原理圖如3-2N圖中溫濕度傳感器DHT11中1引腳連接電源，2號引腳連接單片機(jī)的IO□,4號引腳連接地。DHTT11所需電壓為3.5-5.5V。溫濕度傳感器存儲(chǔ)及其使用應(yīng)放置多個(gè)傳感器(傳感器之間應(yīng)避免距離較近導(dǎo)致傳感器之間互相干擾),使用時(shí)電量要高(電量較低時(shí)會(huì)影響測量精度)3.3.1LCD示器簡介LCD液晶顯示器(LiquidCrystalDispiay),LCD由兩個(gè)平行的玻璃基板中放到顯示效果，因?yàn)長CD價(jià)格便宜所以常被使用。3.3.2LCD顯示器的原理圖見下圖3-3)22圖3-3LCD顯示電路原理圖車上、空調(diào)環(huán)境監(jiān)控等場景。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”(舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等)表示。蜂鳴器主要由五大部分構(gòu)成(1.振蕩器2.壓電式蜂鳴片3.阻抗匹配器4.共鳴箱5.保護(hù)殼),一些特別的蜂鳴器的保護(hù)殼上還會(huì)配有發(fā)光二極管。如圖3-4-2蜂鳴器額定電流<=0mA,而AT89C51的P3.2□電流為15mA,所以光靠單行修改，編譯沒有錯(cuò)誤后，生成hex文件。備啟動(dòng)，LCD顯示出溫濕度數(shù)值。流程圖如下圖4-2所示：系統(tǒng)初始化設(shè)置報(bào)警上下限讀取溫濕度控制參數(shù)鍵盤掃描處理溫濕度數(shù)據(jù)采集N單片機(jī)分析處理LCD1602顯示數(shù)據(jù)溫濕度是否超出范圍?Y蜂鳴器、LED發(fā)出聲、光報(bào)警結(jié)束圖4-2整個(gè)系統(tǒng)軟件運(yùn)行走向圖檢查運(yùn)行中是否有按鍵按下，見下圖4-2檢測有無按鍵按下?單片機(jī)Ne設(shè)定結(jié)束?1重新設(shè)定圖4-3檢驗(yàn)按鍵圖1.整體電路框圖.整個(gè)電路的整體框圖，見下圖4-1LcDLcDLCD1602液晶顯示器:溫度下限濕度上限溫度上限4復(fù)位電路濕度下限4晶振電路加減傘D一圖4-1整體電路框圖2.運(yùn)行模式下電路圖LCD液晶顯示器正常運(yùn)作下的電路圖，見下圖4-2LCD1602顯示器TA:預(yù)先設(shè)定的溫度值L手動(dòng)設(shè)定的最低溫度值H手動(dòng)設(shè)定的最高溫度值RH:預(yù)先設(shè)定的濕度值L手動(dòng)設(shè)定的最低濕度值H手動(dòng)設(shè)定的最高濕度值3.按鍵設(shè)置模式圖電路圖中按鍵的設(shè)置，見下圖4-34.LCD正確顯示設(shè)置成功下的顯示圖LCD液晶顯示屏顯示設(shè)定的數(shù)值，見下圖4-4說明了中斷、復(fù)位和時(shí)鐘三個(gè)主要構(gòu)成電路。接下來還介紹了LED顯示器各個(gè)在protues軟件中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其是否能正常工作。同時(shí)也列舉出在完成實(shí)[1]孫宏宇.牛舍環(huán)境及供料自動(dòng)控制系統(tǒng)的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