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基于单片机的带时钟温湿度检测仪的设计滕丽丽陈庆帅（济南职业学院，山东济南250100）摘要：本文介绍一个以STC89C52为控制核心，以DHT11为温湿度传感器的温湿度检测仪，并采用时钟芯片DS1302扩展了电子时钟，给出了硬件设计方法和程序设计方法。该检测仪在一般环境中很好的实现了对环境温湿度的检测，扩展的电子时钟具有很好的实用价值。关键词：单片机，传感器，DHT11，DS1302中图分类号：TP212.9文献标准码：A1、前言随着我国经济的发展，人们生活水平不断提高，温湿度的检测在现代生活及生产中占有至关重要的位置。目前，以单片机为核心的智能温湿度检测仪检测温湿度是一种简单，高效的手段。对于该设备的设计，核心问题是如何使其具备自动检测并显示温度、湿度的能力以及实现高温报警功能。由于温度、湿度不是两个独立的变量，两者之间一般又不是线性关系，要使一个设备达到温、湿度的共同检测并不是件简单的事。该设计直接针对房间温湿度检测，具有非常重要的实际意义和应用价值。本设计以一般房间的温、湿度为检测对象进行研究。根据一般的家庭温、湿度条件选择温、湿度传感器，进行温、湿度检测电路的设计，进行温、湿度显示部分和高温报警部分的设计，对信号进行采集送入单片机处理，用LCD1602显示器实现对温、湿度的显示，用蜂鸣器实现检测仪器的高温报警功能。2、系统结构原理与硬件设计2.1系统概述系统结构框图如图1所示，单片机选用STC89C52,该芯片是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。微控制器STC89C52处理温湿度传感器时钟芯片DS1302LED显示器声光报警系统键盘图1系统结构框图2.2温湿度信号采集模块DHT11数字式温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。DHT11为4针单排引脚封装，与单片机的连接图如图2所示：1234J2DHT11R135KVCCC4104P32VCC21X12X23GND4/RST5I/O6SCLK7VCC18C6DS1302Y132.768VCCP33P34P35BT1BATTERYC1104图2DHT11与单片机的连接图3DS1302与单片机的连接2.3时钟模块DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。2.4键盘显示模块S5R410KR510KR310KR210KS2S4S3VCCS1R1010KP10P11P12P13P1412345678910111213141516J11602VCCP20P21P22P00P01P02P03P04P05P06P07R1210KVCC图4独立键盘与单片机的连接图5LCD1602与单片机的连接三、系统软件设计1、主程序设计主程序是整个软件的核心，通过对各子程序的调用，来实现整个系统的功能。本系统是一个智能温湿度采集系统，要求把DHT11采集的数字信号送到微处理器STC89C51进行处理，并用液晶显示器LCD1602进行显示。整个主程序的流程是开机初始化，然后通知DHT11传送温湿度信号，通过对温湿度数据的分析和运算，分别调用相应的子程序来实现各个功能。根据上述描述，画出程序流程图如下：2、温湿度采集子程序3、时钟模块4、键盘显示子程序四、小结本温湿度检测仪的显示部分可以采用LED数码管显示，在这里用LCD1602显示，作为家用型的带时钟的温湿度检测仪，具有体积小、功耗低、精度适中等特点，比较适合一般的室内温湿度检测。参考文献：[1]刘同法.单片机外围接口电路与工程实践.北京:北京航空航天大学出版社，2009.[2][3]