发布时间 : 星期一 文章基于单片机的智能温湿度采集器 - 图文更新完毕开始阅读2821a9f0afaad1f34693daef5ef7ba0d4b736d40
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来实现的，用来判断周围的温度或者湿度是否超出设定数值；显示模块主要用来显示当前的温湿度。
2.2 系统组成及框图
本系统主要由温湿度采集模块、显示模块、报警模块和按键模块组成。其原理框图如图2-1所示。
图2-1 系统组成框图 温湿度采集模块 显示模块 单片机 报警模块 按键模块 3 硬件设计 3.1 微处理器
微处理器是控制系统的核心部件，具有控制功能强、体积小、功耗小等一系列优点，它在智能仪表、工业控制、通信系统、节能技术改造、信号处理及家用电器产品中都得到了广泛的应用。本设计采用AT89S52作为微处理器。
3.1.1 AT89S52的介绍
AT89S52是一种功耗低且性能很高的CMOS8位微控制器，它具有8K的系统可编程Flash存储器。AT89S52具有以下几个标准功能：8K字节的闪存，256字节的RAM，32位的I/O口线，看门狗定时器，两个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个向量中断结构，全双工串行口，片上振荡器和时钟电路。其实物如图3-1所示。
图3-1 AT89S52实物图
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AT89S52相关引脚说明：
P0端口：P0端口是一个8位的漏极开路的双向I/O口。
P1、P2、P3端口：P1、P2、P3端口是内部带有上拉电阻的8位双向I/O口。 RST：复位输入。
EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。
XTAL1：振荡器反相放大器的输入端和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输入端。
3.1.2 AT89S52的主机模块
单片机系统的扩展是以最小系统为基础的，所以应首先熟悉应用系统的结构。单片机最小系统包括晶振电路和复位电路。AT89S52的最小系统如图3-2所示。
图3-2 AT89S52的主机模块
1.复位电路
RST引脚是微控制器的复位端，高电平有效。在引脚上输入至少两个连续的单片机周期的高电平，单片机复位。使用时，在RST引脚和GND引脚间接一个10KΩ的下拉电阻，与VCC引脚之间接一个10μF的电解电容，就可以保证上电复位。 2.晶振电路
该电路是由内部反相放大器通过引脚XTAL1和XTAL2与电容C1和C2构成，产生晶体振荡信号。晶振在单片机电路中的作用非常大，单片机一切指令的执行都建立在晶振的基础上。振荡器对单片机的应用影响很大，因此在设计印刷电路板的时候，应使晶体和
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电容尽可能地与单片机靠近，以保证其稳定可靠。
3.2 温湿度采集模块
由于温度与湿度不论是从物理量本身还是在人们实际的生活中都有着密切的联系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。市场上温度和湿度传感器测量的一般是相对温度和相对湿度。本设计采用DHT11温湿度传感器。
3.2.1 DHT11的介绍
DHT11数字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，它应用程序特定的数字采集模块和温湿度传感器技术，以确保产品的高可靠性和优异的长期稳定性。该传感器包括一个电阻湿度传感元件和一个NTC温度测量元件，它使用的是单线串行接口，因此系统集成既快速又简单。其实物图如图3-3所示。
图3-3 DHT11实物图
DHT11具有以下几个特性：相对湿度和温度测量；全部校准，数字输出；卓越的长期稳定性；无需额外部件；超长的信号传输距离；超低能耗；4引脚安装；完全互换。 表3-1 DHT11引脚说明 引脚 1 2 3 4 名称 VDD DATA NC GND 注释 供电 3－5.5VDC 串行数据，单总线 空脚，请悬空 接地，电源负极 3.2.2 单总线的介绍
近年来，美国的达拉斯半导体公司（DALLASSEMICONDUCTOR）推出了一项特有的单总
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线（1－Wire Bus）技术。该技术与其它总线不同，它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。
MCU发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40位的测量数据，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据。DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集。采集数据后转换到低速模式。
3.2.3 温湿度采集模块电路设计
DHT11传感器与单片机的连接相对比较简单。单片机的P1.0口用来收发串行数据，即数据口，连接传感器的Pin2（单总线，串行数据）。由于P1.0口的负载能力较小，无法满足DHT11电流输入要求，因此在传感器的Pin2口与电源之间连接一个10KΩ的上拉电阻。而传感器的电源端口Pin1和Pin4分别接VCC和GND端，传感器的第三脚悬浮放置。DHT11传感器与单片机的连接如图3-4所示。
图3-4 温湿度采集模块电路
DHT11数字湿温度传感器采用单总线数据格式。即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。其数据包由5Byte（40Bit）组成。数据分小数部分和整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。DHT11的数据格式为：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和，其中校验和数据为前四个字节相加。
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