利用DHT11測溫度濕度實(shí)驗(yàn)報告講解

微電子工藝實(shí)驗(yàn)題目氣壓溫度測量系統(tǒng)強(qiáng)洪學(xué)生姓名20121321027號學(xué)電子與信息工程學(xué)院學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)業(yè)專曹鴻霞指導(dǎo)教師月十一年五二Ｏ一日二十二目錄目錄...............................................錯誤！未定義書簽。1系統(tǒng)描述.........................................錯誤！未定義書簽。1.1課程設(shè)計題目....................................................21.2系統(tǒng)設(shè)計方案介紹................................................21.3方案論證........................................................32硬件電路設(shè)計......................................................32.1LCD1602液晶顯示模塊............................................32.1.1LCD1602原理圖及引腳說明......................................42.1.2LCD1602操作時序..............................................52.2AT89C52單片機(jī)..................................................62.3DHT11傳感器模塊...............................................72.3.1DHT11原理圖及引腳說明........................................72.3.2DHT11數(shù)據(jù)幀..................................................82.3.3DHT11電氣特性................................................82.3.4DHT11操作時序...............................................92.4蜂鳴器模塊....................................................102.5DHT11溫濕度檢測設(shè)計圖........................................113軟件程序設(shè)計.....................................................113.1程序流程圖.....................................................113.2程序設(shè)計.......................................................123.2.1主程序.......................................................123.2.2LCD顯示程序.................................................133.2.3蜂鳴器程序...................................................204實(shí)驗(yàn)結(jié)果.........................................................215實(shí)驗(yàn)總結(jié).........................................................22參考文獻(xiàn)...........................................................221測量氣壓溫度測量系統(tǒng)洪強(qiáng)南京信息工程大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)，南京210044摘要本實(shí)驗(yàn)基于使用STC89C52單片機(jī)、DHT11傳感器模塊、1602液晶顯示屏模塊以及報警模塊。簡單明了的實(shí)現(xiàn)的可提要求。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器把采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)。經(jīng)過單片機(jī)的處理。準(zhǔn)確的)顯示到液晶屏上。并對溫濕度設(shè)置上下限。越限報警。關(guān)鍵詞：單片機(jī)DHT11傳感器1602液晶顯示屏STC89C52報警1系統(tǒng)描述1.1課程設(shè)計題目溫度測量及顯示要求：①基于52系列單片機(jī)平臺和DHT11溫濕度傳感器完成溫濕度的測量;②溫度測量數(shù)據(jù)的顯示，可以用LCD1602顯示;③對溫濕度設(shè)置上下限，超過限度報警1.2系統(tǒng)設(shè)計方案介紹電路總體上分為溫濕度采集部分、中央處理器、顯示模塊以及報警模塊部分。以STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)作為核心控制電路，控制DHT11傳感器采集的溫濕度的轉(zhuǎn)換，控制1602液晶屏的顯示，以及蜂鳴器的報警。具體顯示內(nèi)容及方式由軟件來完成。采集溫濕度方面由DHT11傳感器來完成，它是一個數(shù)字溫濕度傳感器、內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以直接與單片機(jī)相連接。而1602液晶屏是插針式，也可以直接與單片機(jī)相連接。因此不需要手動焊接等復(fù)雜的過程。具體步驟是：按照原理圖將傳感器、1602液晶顯示屏分別接入單片機(jī)。通過DHT11傳感器采集當(dāng)前的溫濕度值、再經(jīng)單片機(jī)，將處理后的數(shù)據(jù)傳送到液晶屏上顯示出來。并且接入蜂鳴器。設(shè)置溫度的上下限值。（如圖一）2傳感器傳感器與之DHT1P2.0STC89C5控模字符液晶160P2.2~P2.4字符160晶與之相P0.7報警模圖系統(tǒng)框圖1方案論證1.3是一線式數(shù)字溫度傳感DS18B20方案一：選用DS18B20溫度傳感器作為溫度檢測模塊。℃，誤差范圍在~8510℃55器。具有獨(dú)特的單線式接口方式。測量范圍在—℃~125℃，—℃?！?。最高精度可達(dá)0.0625-\+0.5-\+2%RH。。誤差為HS1101是電容式濕度傳感器?？蓽y量相對濕度范圍在0%~100%RH是一款集成型的數(shù)字溫濕度作為設(shè)計的溫濕度檢測模塊。DHT11方案二：選用DHT11一體傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓8測溫元件，并與一個高性能NTC越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個性價比極高等優(yōu)點(diǎn)?？垢蓴_能力強(qiáng)、位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、。完全符合本次℃，測濕精度為-\+2-\+5%RH，0℃~50℃。測溫精度為測量范圍20%~90%RH畢業(yè)設(shè)計的要求。但是第二中方案比較以上兩種方案，雖然第一種方案在測量的精度方面比第二種更高，的電路、軟件設(shè)計更簡單，在功耗、范圍等方面達(dá)到要求，故本設(shè)計采用方案二。硬件電路設(shè)計22.1LCD1602液晶顯示模塊液晶顯示器是以點(diǎn)陣形式來顯示字母、數(shù)字、符號和漢字的顯示模塊，顯示內(nèi)LCD1602。81616*2容范圍為，即可以顯示兩行，每行個字符（即個漢字）3原理圖及引腳說明2.1.1LCD1602LCD1602如下圖2即為系統(tǒng)板中的原理圖：原理圖2LCD1602圖該LCD1602采用16引腳，通過VL口電壓來控制背光大小，液晶的各個引腳說明如表3所示：表3LCD1602引腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明數(shù)據(jù)VSS9電源地1D2數(shù)據(jù)D310VDD2電源正極數(shù)據(jù)D4液晶顯示偏壓3VL11數(shù)據(jù)/數(shù)據(jù)4命令選擇D512RS數(shù)據(jù)5/讀寫選擇13R/WD6數(shù)據(jù)使能信號14D76E背光源正極數(shù)據(jù)D0715BLA背光源負(fù)極數(shù)據(jù)816D1BLK具體功能如下：1第腳：VSS為地電源。第正電源。5V接VDD腳：2為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，腳：3第VL對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個的電位器調(diào)整對比度。10K4第RS腳：為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。4第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。2.1.2LCD1602操作時序LCD1602的讀寫操作時序如下圖4和圖5所示：tSP1DB0-DB7tPWtRtDtHD1tHD2ValidDatatcRSR/WE讀操作時序4圖5R/WtHD1tsp1tRtpwtFtsp2tHD2ValidDatatcRSEDB7-DB0寫操作時序圖5單片機(jī)2.2AT89C52存Flash8K在線系統(tǒng)可編程是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有AT89S52產(chǎn)品指令和引腳完80C51Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)儲器。使用擁有Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，全兼容。片上為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高，使得AT89S52CPU和在系統(tǒng)可編程Flash位靈巧的8，RAM，256字節(jié)AT89S52靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash26向量16個數(shù)據(jù)指針，三個位定時器/計數(shù)器，一個I/O32位口線，看門狗定時器，2靜態(tài)邏輯0HzAT89S52級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，可降至計數(shù)、定時器/停止工作，允許操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPURAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切RAM器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，52單片機(jī)最小系統(tǒng)圖工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。下圖為6最小系統(tǒng)圖圖6傳感器模塊DHT112.3傳感器數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。DHT11位單片機(jī)相連接。產(chǎn)品為NTC測溫元件，并與一個高性能8包括一個電阻式感濕元件和一個4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。2.3.1DHT11原理圖及引腳說明所示：DHT11傳感器原理圖如下7傳感器原理圖DHT11圖7（單總線，串口用來發(fā)收串行數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)口。連接傳感器的Pin2單片機(jī)的P2.0Pin2的上拉電阻，因此在傳感器的20米，建議加一個5K。由于測量范圍電路小于行數(shù)據(jù)）和VDD分別接單片機(jī)的電阻。而傳感器的電源端口5KPin1和Pin4口與電源之間連接一個所示：傳感器原件的電路原理圖如下端。傳感器的第三腳懸浮放置。GNDDHT1187DHT11電路原理圖圖8具體引腳如下3~5.5V。：(VDD)，電源引腳，供電電壓為Pin1），串行數(shù)據(jù)，單總線。：（DATAPin2，空腳，請懸浮。（NC）Pin3:，接地端，電源負(fù)極。（VDD）Pin4米時根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上20,大于米時用建議連接線長度短于205K上拉電阻拉電阻。數(shù)據(jù)幀2.3.2DHT11一次通訊時采用單總線數(shù)據(jù)格式,之間的通訊和同步DATA用于微處理器與DHT11,,,當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說明,間4ms左右:操作流程如下.現(xiàn)讀出為零高位先出。一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,濕度小數(shù)數(shù)據(jù)濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit:8bit數(shù)據(jù)格式溫度小數(shù)數(shù)據(jù)溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit+8bi溫度濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi數(shù)據(jù)傳送正確時校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit位。+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8整數(shù)數(shù)據(jù)電氣特性2.3.3DHT11秒鐘）T=25℃，除非特殊標(biāo)注（采樣周期間隔不得低于1，電氣特性：VDD=5V的電氣特性表8DHT118參數(shù)開始溫濕度測量℃低于a℃高于b蜂鳴器鈴響器鈴蜂鳴顯示數(shù)1602響據(jù)結(jié)束條件Mintypmax單位供電DC355.5V供電電流初始化延時測量0.52.5mA平均0.2溫斷判1mA待機(jī)100150uA采樣周期秒1溫度次操作時序DHT112.3.4等待主機(jī)開始信,發(fā)送一次開始信號后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式用戶MCU用戶可選擇讀取部,,并觸發(fā)一次信號采集的數(shù)據(jù),DHT11發(fā)送響應(yīng)信號,送出40bit號結(jié)束后如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開,,DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。不會主動進(jìn)行溫濕度采集.始信號,DHT11通訊圖圖9主機(jī)把總線拉低必須大于,響應(yīng),主機(jī)把總線拉低等待DHT11總線空閑狀態(tài)為高電平等待主機(jī)開始信號,DHT11接收到主機(jī)的開始信號后能檢測到起始信號。18毫秒,保證DHT11讀取后,主機(jī)發(fā)送開始信號結(jié)束后,延時等待20-40us80us結(jié)束,然后發(fā)送低電平響應(yīng)信號.總線或者輸出高電平均可,,,DHT11的響應(yīng)信號主機(jī)發(fā)送開始信號后,可以切換到輸入模式由上拉電阻拉高。通訊圖圖109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80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù),每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始,高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是0還是1.格式見下面圖示.如果讀取響應(yīng)信號為高電平,則DHT11沒有響應(yīng),請檢查線路是否連接正常.當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us,隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。數(shù)字0信號表示方法如下圖12所示：圖11數(shù)字信號0表示數(shù)字1信號表示方法如下圖13所示圖12數(shù)字1信號表示2.4蜂鳴器模塊蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器。采用直流電壓供電，主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。10蜂鳴器工作原理圖圖13DHT112.5溫濕度檢測設(shè)計圖溫濕度檢測設(shè)計圖圖14DHT113軟件程序設(shè)計3.1程序流程圖11主程序流程圖圖163.2程序設(shè)計3.2.1主程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>8號無符/*definedforunsigned8-bitsintegervariabletypedefunsignedcharU8;*/位整型變量16無符號U16;/*definedforunsigned16-bitsintegervariabletypedefunsignedint*/位整型變量#definelcd_H#include<reg51.h>#defineHIGH1#defineLOW0#defineTRUE1#defineFALSE012#defineZERO0#defineMSB0x80#defineLSB0x013.2.2LCD顯示程序#defineLINE10#defineLINE21#defineLINE1_HEAD0x80#defineLINE2_HEAD0xC0#defineDATA_MODE0x38#defineOPEN_SCREEN0x0C#defineDISPLAY_ADDRESS0x80#defineCLEARSCREENLCD_en_com(0x01)#defineLCDIOP1sbitLCD1602_RS=P2^4;//定義端口sbitLCD1602_RW=P2^3;sbitLCD1602_EN=P2^2;//----------------------------------------------////----------------IO口定義區(qū)--------------------////----------------------------------------------//sbitP2_0=P2^0;sbitSPK=P0^7;intt1,t2,ss;//----------------------------------------------////----------------定義區(qū)--------------------////----------------------------------------------//U8U8FLAG;U8U8count,U8temp;U8U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;U8U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;13U8U8comdata;unsignedcharstr1[]={'s','h','i','d','u',':'};unsignedcharstr2[]={'w','e','n','d','u',':'};LCD_init();voidDelay(U16j){U8i;for(;j>0;j--){for(i=0;i<27;i++);}}voidDelay_10us(void){U8i;i--;i--;i--;i--;i--;i--;}voidCOM(void){U8i;for(i=0;i<8;i++){U8FLAG=2;while((!P2_0)&&U8FLAG++);14Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();U8temp=0;if(P2_0)U8temp=1;U8FLAG=2;while((P2_0)&&U8FLAG++);//超時則跳出for循環(huán)if(U8FLAG==1)break;//判斷數(shù)據(jù)位是0還是1//如果高電平高過預(yù)定0高電平值則數(shù)據(jù)位為1U8comdata<<=1;U8comdata|=U8temp;//0}//rof}voidLCD_Read_BF(void){unsignedcharread=0;LCD1602_RS=LOW;LCD1602_RW=HIGH;LCD1602_EN=HIGH;LCDIO=0XFF;read=LCDIO;}voidLCD_en_com(unsignedcharcommand)//寫指令{LCD_Read_BF();LCD1602_RS=LOW;LCD1602_RW=LOW;LCD1602_EN=HIGH;LCDIO=command;15LCD1602_EN=LOW;}voidLCD_en_dat(unsignedchardat)//寫數(shù)據(jù){LCD_Read_BF();LCD1602_RS=HIGH;LCD1602_RW=LOW;LCD1602_EN=HIGH;LCDIO=dat;LCD1602_EN=LOW;}voidLCD_set_xy(unsignedcharx,unsignedchary)//寫入地址函數(shù){unsignedcharaddress;if(y==LINE1)address=LINE1_HEAD+x;elseaddress=LINE2_HEAD+x;LCD_en_com(address);}voidLCD_write_char(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat)//寫入字符函數(shù){LCD_set_xy(x,y);LCD_en_dat(dat);}voidLCD_write_string(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s)//寫入字符串函數(shù){LCD_set_xy(x,y);while(*s){LCDIO=*s;LCD_en_dat(*s);16s++;}}voidLCD_Init(void)//初始化函數(shù){LCD_en_com(0x38);/*顯示模式設(shè)置*/Delay(5);LCD_en_com(0x38);Delay(5);LCD_en_com(0x38);Delay(5);LCD_en_com(0x38);LCD_en_com(0x08);/*顯示關(guān)閉*/LCD_en_com(0x01);/*顯示清屏*/LCD_en_com(0x06);/*顯示光標(biāo)移動設(shè)置*/Delay(5);LCD_en_com(0x0C);/*顯示開及光標(biāo)設(shè)置*/}//--------------------------------//-----濕度讀取子程序------------//--------------------------------//----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(yàn)8位==U8checkdata-----//----調(diào)用相關(guān)子程序如下----------//----Delay();,Delay_10us();,COM();17//--------------------------------voidRH(void){//主機(jī)拉低18msP2_0=0;Delay(180);P2_0=1;//總線由上拉電阻拉高主機(jī)延時20usDelay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();//主機(jī)設(shè)為輸入判斷從機(jī)響應(yīng)信號P2_0=1;//判斷從機(jī)是否有低電平響應(yīng)信號如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運(yùn)行if(!P2_0)//T!{U8FLAG=2;//判斷從機(jī)是否發(fā)出80us的低電平響應(yīng)信號是否結(jié)束while((!P2_0)&&U8FLAG++);U8FLAG=2;的高電平，如發(fā)出則進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)//判斷從機(jī)是否發(fā)出80uswhile((P2_0)&&U8FLAG++);//數(shù)據(jù)接收狀態(tài)COM();U8RH_data_H_temp=U8comdata;COM();U8RH_data_L_temp=U8comdata;COM();U8T_data_H_temp=U8comdata;COM();U8T_data_L_temp=U8comdata;COM();U8checkdata_temp=U8comdata;18P2_0=1;//數(shù)據(jù)校驗(yàn)U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp);if(U8temp==U8checkdata_temp){U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp;U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp;U8T_data_H=U8T_data_H_temp;U8T_data_L=U8T_data_L_temp;U8checkdata=U8checkdata_temp;}//濕度整數(shù)部分str1[6]=(char)(0X30+U8RH_data_H/10);str1[7]=(char)(0X30+U8RH_data_H_x0010_);//濕度小數(shù)部分str1[9]=(char)(0X30+U8RH_data_L/10);//溫度整數(shù)部分str2[6]=(char)(0X30+U8T_data_H/10);str2[7]=(char)(0X30+U8T_data_H_x0010_);//溫度小數(shù)部分str2[9]=(char)(0X30+U8T_data_L/10);t1=(int)(0X30+U8T_data_H/10);t2=(int)(0X30+U8T_data_H_x0010_);ss=t1*10+t2;}}voidxianshi(void){LCD_write_char(0x00,0,'s');LCD_write_char(0x01,0,'h');LCD_write_char(0x02,0,'i');LCD_write_char(0x03,0,'d');19LCD_write_char(0x04,0,'u');LCD_write_char(0x05,0,':');LCD_write_char(0x06,0,str1[6]);LCD_write_char(0x07,0,str1[7]);LCD_write_char(0x08,0,'.');LCD_write_char(0x09,0,str1[9]);LCD_write_char(0x0B,0,'%');LCD_write_char(0x0C,0,'R');LCD_write_char(0x0D,0,'