温湿度检测仪电子设计竞赛报告

1、电子设计竞赛报告 题目：温湿度测量仪专业：电子信息工程姓名学号：伍迹龙 余颖 石萌 完成日期：2013年4月 一电路设计方案论证1. 电路原理说明(1) 系统设计框图 数码管显示 单片机部分电路 温湿度读取本电路由3部分组成：单片机部分，温湿度传感器部分,显示部分.系统设计框图如下：(2) 单片机电路 单片机电路方面，我们用了单片机的定时器跟计数器，通过编程实现单片机对温湿度模块进行数据读取及处理，然后通过数码管动态显示温湿度(3) 温湿度模块DHT11 通过温湿度传感器测量温湿度(4) 数码管显示 通过段选和位选进行动态扫描显示。2. 各主要元件功能分析（1）单片机电路 电路比较简单，首先是

2、单片机需要+5V电源，所以需要接好电源跟地，连接好单片机最小系统,然后选择了P25口作为数据传输口， 从DHT11的总线上读取温湿度数据,P20和P21作为数码管的段选和位选口,连接两片74HC573(锁存器),产生扫描和显示信号。 （2）DHT11传感器型号测量范围测湿精度测温精度分辨力封装DHT112090RH 0505RH214针单排直插串行接口 (单线双向)DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位

3、先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 +8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。用户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40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,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。1.通讯过程如图1所

4、示图1总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。图2总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,

5、则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。数字0信号表示方法如图4所示 图4数字1信号表示方法.如图5所示 图5 （3）数码管显示 三程序设计语言部分1.主程序模块#include dht11.h#include /数码管位定义sbit DULA = P20;sbit WELA = P21;#define SET_DULA() (DULA = 1)#define RESET_DULA() (DULA = 0)#define SET_WELA() (WELA = 1)#define RESET_WE

6、LA() (WELA = 0)/中断计数标志static unsigned char flag;/数码管编码static unsigned char code array= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;extern int temp_value, humi_value;static void InitTime(void);void Delay_1ms(unsigned int ms);static void SMG_Display(unsigned int value);int main(void)unsigned cha

7、r mark = 0;/先等上电稳定Delay_1ms(1000);/因为读一次数据dht11 才会触发一次采集数据./即在先使用数据时采集一次数据ReadTempAndHumi();/因为在两次采集数据需一定的时间间隔,这里还可减少Delay_1ms(3000);/设定定时器InitTime();while(1)/三秒读一次温湿度if(flag = 60)flag = 0;mark+;/*/读温湿度,可检测函数调用是否失败,/函数返回OK(1)表示成功,返回ERROR(0)表示失败/OK和ERROR是在DHT11.H中定义的宏*/ReadTempAndHumi();if(mark % 2 =

8、 0)/显示温度SMG_Display(temp_value);else/显示湿度SMG_Display(humi_value);return 0;/设定定时器static void InitTime(void)TH0 = (unsigned char)(65535U - 50000) 8);TL0 = (unsigned char)(65535U - 50000) ;TMOD = 0X01;TR0 = 1;ET0 = 1;EA = 1;/数码管显示函数static void SMG_Display(unsigned int value)unsigned char ge, bai, shi;g

9、e = value % 10;shi = value % 100 / 10;bai = value % 1000 / 100;SET_WELA();P0 = 0XFD;RESET_WELA();P0 = 0XFF;SET_DULA();P0 = arraybai;RESET_DULA();Delay_1ms(2);SET_WELA();P0 = 0XFB;RESET_WELA();P0 = 0XFF;SET_DULA();P0 = arrayshi;P0 |= 0x80; /*显示小数点*/RESET_DULA();Delay_1ms(2);SET_WELA();P0 = 0XF7;RESET

10、_WELA();P0 = 0XFF;SET_DULA();P0 = arrayge;RESET_DULA();Delay_1ms(2);/中断函数void timer(void) interrupt 1TH0 = (unsigned char)(65535 - 50000) 8);TL0 = (unsigned char)(65535 - 50000);flag+;2.读取数据子程序模块#include dht11.h#include /请根据自己的dht11 接的IO 口来改动位定义sbit dht11 = P25;/防止在与硬件通信时发生死循环的计数范围#define NUMBER 20#

11、define SIZE 5static unsigned char status;/存放五字节数据的数组static unsigned char value_arraySIZE;/*可在其他的文件引用温湿度值,实际是温度的整数的10 倍如dht11 读回的温度是26,则temp_value = 260, 湿度同理*/int temp_value, humi_value;static unsigned char ReadValue(void);extern void Delay_1ms(unsigned int ms)unsigned int x, y;for(x = ms; x 0; x-)f

12、or(y = 124; y 0; y-);static void Delay_10us(void)unsigned char i;i-;i-;i-;i-;i-;i-;/*读一个字节的数据*/static unsigned char ReadValue(void)unsigned char count, value = 0, i;status = OK; /设定标志为正常状态for(i = 8; i 0; i-)/高位在先value = 1;count = 0;/每一位数据前会有一个50us 的低电平时间.等待50us 低电平结束while(dht11 = 0 & count+ = NUMBER

13、)status = ERROR; /设定错误标志return 0; /函数执行过程发生错误就退出函数/26-28us 的高电平表示该位是0,为70us 高电平表该位1Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();/延时30us 后检测数据线是否还是高电平if(dht11 != 0)/进入这里表示该位是1value+;/等待剩余(约40us)的高电平结束while(dht11 != 0 & count+ = NUMBER)status = ERROR; /设定错误标志return 0;return (value);/读一次的数据,共五字节extern unsign

14、ed char ReadTempAndHumi(void)unsigned char i = 0, check_value = 0,count = 0;EA = 0;dht11 = 0; /拉低数据线大于18ms 发送开始信号Delay_1ms(20); /需大于18 毫秒dht11 = 1; /释放数据线,用于检测低电平的应答信号/延时20-40us,等待一段时间后检测应答信号,应答信号是从机拉低数据线80usDelay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();if(dht11 != 0) /检测应答信号,应答信号是低电平/没应答信号EA

15、= 1;return ERROR;else/有应答信号while(dht11 = 0 & count+ = NUMBER) /检测计数器是否超过了设定的范围dht11 = 1;EA = 1;return ERROR; /读数据出错,退出函数count = 0;dht11 = 1;/释放数据线/应答信号后会有一个80us 的高电平，等待高电平结束while(dht11 != 0 & count+ = NUMBER)dht11 = 1;EA = 1;return ERROR; /退出函数/读出湿.温度值for(i = 0; i SIZE; i+)value_arrayi = ReadValue();if(status = ERROR)/调用ReadValue()读数据出错会设定status 为ERRORdht11 = 1;EA = 1;return ERROR;/读出的最后一个值是校验值不需加上去if(i != SIZE - 1)/读出的五字节数据中的前四字节数据和等于第五字节数据表示成功check_value += value_arrayi;/end for/在没用发生函数调用失败时