基于dht11的溫濕度監(jiān)測電路設(shè)計-文庫吧
2025-01-01 12:21 本頁面
【正文】 1 前言 本文研究的背景及意義在日常生活中，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用很廣泛，例如：機(jī)房、檔案館、材料加工場等場所，都必須嚴(yán)格控制環(huán)境的溫度和相對濕度，使其保持在一定的范圍。使用DHT11可以靈活的監(jiān)測環(huán)境的溫濕度，由用戶設(shè)定一定的閾值，實時監(jiān)測顯示，并且可以根據(jù)用戶要求設(shè)定報警裝置，當(dāng)溫濕度超過一定的范圍時，立即報警?；诖?，我設(shè)計了一款用51單片機(jī)控制的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，操作簡單，使用方便。 研究任務(wù)及主要內(nèi)容 本系統(tǒng)要完成的任務(wù)（1）人性化的設(shè)計。界限溫度值及濕度值能夠由用戶根據(jù)不同地域和不同的需求輸入并通過顯示器顯示，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。（2）通過采集溫度及濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差異，看是否符合標(biāo)準(zhǔn)值，及時的啟動報警裝置（包括警報燈的提示功能以及蜂鳴等）進(jìn)行報警，并采取相應(yīng)控制溫濕度的方案。 主要內(nèi)容（1）溫濕度的監(jiān)測我們研究的主要內(nèi)容。數(shù)字化傳感器將采集到的信號送入單片機(jī)，之后單片機(jī)通過顯示模塊顯示該溫濕度值。（2）該系統(tǒng)通過按鈕設(shè)定最適宜的溫度和濕度，傳感器向中央控制系統(tǒng)輸送監(jiān)測信號，超過預(yù)設(shè)值范圍的話，蜂鳴器就會報警提醒。（3）功能拓展：控制設(shè)備根據(jù)各種不同的需求自動對溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用電熱、火力增溫，水冷、風(fēng)扇降溫都比較方便；采用噴霧、灑水增加濕度，采用烘干技術(shù)，加快水分流失，保持環(huán)境干燥。202 設(shè)計任務(wù)要求分析本章詳細(xì)介紹了本次設(shè)計的主要任務(wù)，即實時顯示當(dāng)前環(huán)境的溫濕度，并且允許用戶設(shè)定溫濕度標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)環(huán)境溫濕度超過或低于標(biāo)準(zhǔn)值時，系統(tǒng)會以蜂鳴器鳴響的方式進(jìn)行報警提示，待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時，蜂鳴器停止鳴響，控制設(shè)備停止運(yùn)行，系統(tǒng)正常工作，工作指示燈亮。
（1）溫度（temperature）監(jiān)控：對溫度進(jìn)行監(jiān)控并反映在顯示器上。 （2）濕度（humidity）監(jiān)控：對濕度進(jìn)行監(jiān)控并反映在顯示器上。 （3）顯示：LCD顯示此時此刻溫濕度值，擺放在現(xiàn)場用于顯示當(dāng)前的溫濕度。 設(shè)計要求一個以單片機(jī)為核心的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，需要實現(xiàn)的功能為：（1）能夠準(zhǔn)確的顯示當(dāng)前的溫度以及濕度。溫度檢測的范圍0℃60℃，測溫精度：177。2℃；濕度檢測范圍20%100%RH，測濕精度：177。5％RH。（2）能夠自主調(diào)節(jié)當(dāng)前需要溫度以及濕度的預(yù)設(shè)溫濕度值，在系統(tǒng)上面有調(diào)節(jié)按鈕，可隨時根據(jù)需要增加或者減少預(yù)設(shè)值。（3）一旦發(fā)現(xiàn)超過了預(yù)設(shè)值，蜂鳴器蜂鳴報警，報警方式為三極管驅(qū)動的蜂鳴音報警。（4）本設(shè)計采用LCD顯示。 系統(tǒng)組成依據(jù)功能設(shè)定，本系統(tǒng)主要分為以下三個模塊：（1）溫濕度采集模塊：DHT11溫濕度傳感器作為本設(shè)計中的溫濕度采集模塊，使用單總線方式，接口方式簡單，分辨率為8bit，能夠完全滿足日常環(huán)境溫濕度的監(jiān)測要求。（2）數(shù)據(jù)處理模塊：數(shù)據(jù)處理模塊采用AT89S51單片機(jī)，由其完成對溫濕度采集、運(yùn)算、邏輯控制的功能。（3）用戶交互模塊：用戶交互模塊主要由按鍵、LCD1602點陣液晶、蜂鳴器和控制器構(gòu)成。其中按鍵用于用戶設(shè)定溫濕度準(zhǔn)確值，LCD1602用于數(shù)據(jù)顯示，蜂鳴器用于提示用戶，控制器用于調(diào)節(jié)控制不符合要求的溫、濕度。 本章小結(jié)本章節(jié)主要有兩部分，第一部分主要介紹了溫濕度實時監(jiān)測的設(shè)計要求，第二部分主要介紹了設(shè)計的系統(tǒng)組成，并加以簡要的解釋。3 硬件設(shè)計單片機(jī)是整個系統(tǒng)的控制中樞，它控制外圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能,硬件實現(xiàn)上采用模塊化設(shè)計，每一模塊只實現(xiàn)一個特定功能，最后再將各個模塊連接在一起,這種設(shè)計方法可以降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性，本系統(tǒng)主要硬件設(shè)計包括電源電路、蜂鳴器電路、晶振電路，LCD顯示電路以及溫濕度傳感器電路[11]。按照系統(tǒng)的設(shè)計功能所要求的，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)框圖如下圖31所示：溫濕度傳感器LCD溫、濕度顯示 蜂鳴器 單片機(jī) 啟動相關(guān)調(diào)控裝置 鍵盤 圖31 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)框圖 單片機(jī)模塊設(shè)計單片機(jī)作為本設(shè)計系統(tǒng)中的中樞單元，連接著包括溫濕度傳感器模塊，LCD顯示模塊，蜂鳴器報警模塊，鍵盤模塊等所有部分。其依賴于傳感器對原始信號的準(zhǔn)確捕捉和轉(zhuǎn)換，在此基礎(chǔ)上對輸入單片機(jī)的被測信號進(jìn)行分析處理，并向蜂鳴器報警模塊發(fā)出相應(yīng)指令，實現(xiàn)對溫濕度的現(xiàn)場實時監(jiān)測。 AT89S51單片機(jī)AT89S51是一款低功耗、高性能CMOS 的8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K的可編程的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲器既可在線編程(ISP)，也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片機(jī)芯片中，低價位AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制的領(lǐng)域。AT89S51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K字節(jié)閃爍存儲器，128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器，2個16位定時/計數(shù)器，32個I/O口，1個串行通信口，1個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，另外，AT89S51還可以進(jìn)行0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式，閑散方式停止中央處理器的工作，可允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復(fù)位,在AT89C51上新增加的功能使AT89S51性能有了較大提升，它的價格甚至更低，它的工作頻率可達(dá)33MHz，比AT89C51的工作頻率更高，ISP在線編程功能的優(yōu)越性在于它不必要將芯片從工作狀態(tài)下分離，特別是在改寫存儲器內(nèi)的程序，這是一個相當(dāng)方便簡單的功能，
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