基于DHT11的温湿度监测电路设计

1、题目：基于DHT11的温湿度监控电路设计基于DHT11的温湿度监控电路设计摘要本设计是一个低成本的温度和湿度检测和控制系统，由AT89S51和DHT11组成，采用MSC-51系列单片机。AT89S51是一款低功耗、高性能的CMOS8位微控制器。由于其功能强大、成本低廉，被广泛应用于许多领域。DHT11温湿度传感器是一种带校准数字输出的温湿度复合传感器。该传感器包括电阻湿度传感元件和NTC温度测量元件。该产品具有质量优异、响应超快、抗干扰能力强、性价比高等优点。设计主要包括硬件电路设计和系统软件设计。硬件电路主要包括单片机、温湿度传感器、显示模块、报警和控制设备。系统显示模块由DHT11温湿度传

2、感器和液晶显示模块组成。温湿度测量控制电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成；用户根据需要预先输入预设值，当实际测量的温度和湿度不符合预设的温度和湿度标准时，发出报警信号(蜂鸣声)。软件部分包括主程序、显示子程序和温湿度测量子程序。关键词：AT89S51；DHT11温度和湿度监控DHT11温湿度监控电路设计摘要AT89S51是一款低功耗、高性能的CMOS8位微控制器。由于其强大的功能和低廉的价格，它被用于许多领域。DHT11温湿度传感器是一种包含校准数字输出的温湿度组合传感器，该传感器由一个原始意义上的湿电阻和一个NTC温度测量装置组成。该产品具有质量好、响应快、抗干扰能力强等优点。本

3、设计由MSC-51系列的AT89S51和DHT11构成，是一种低成本的温湿度测控系统。设计包括硬件电路设计和系统软件设计。硬件有五个模块。它们是微控制器、温度和湿度传感器、显示模块、报警和控制设备。液晶显示器模块构成系统显示模块。温湿度控制电路由温湿度传感器和预设的温度报警电路组成。根据需要预先输入默认值，当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时，发出报警信号(蜂鸣器会蜂鸣)。软件部分包括主程序、显示程序、温湿度子程序。关键词：AT89S51DHT11温度和湿度监控。内容1以前为11.1本研究的背景和意义11.2研究任务和主要内容11.2.1该系统应完成任务11.2.2主要内容12设计任务需

4、求分析22.1设计要求22.2系统组成22.3本章总结23硬件设计33.1单片机模块设计33.1.1 AT89S51单片机33.1.2微控制器最低系统43.1.3复位电路43.1.4时钟电路53.1.5温度和湿度设置(关键)电路63.2显示电路63.3传感器电路83.4电源指示灯电路103.5系统的蜂鸣器电路103.6本章概述114软件设计124.1温度和湿度采集模块144.2显示模块154.3蜂鸣器报警模块154.4 PROTUES运行结果164.5本章概述17结论18参考文献19致谢201前言1.1本研究的背景和意义在日常生活中，温湿度监控系统被广泛应用，如机房、档案馆、材料加工厂等场所，

5、必须严格控制环境的温度和相对湿度，使其保持在一定范围内。DHT11可用于灵活监控环境的温度和湿度。用户可以设置一定的阈值，实时监控和显示，并可以根据用户的要求设置报警装置。当温度和湿度超过一定范围时，会立即发出警报。基于此，我设计了一个由51单片机控制的温湿度监控系统，该系统操作简单，使用方便。1.2研究任务和主要内容1.2.1系统要完成的任务(1)人性化设计。极限温度值和湿度值可由用户根据不同地区和不同要求输入并显示在显示器上，采样温度值和湿度值可实时准确显示。(2)通过采集温湿度值，可以准确判断标准值与当前值的差值，看是否符合标准值，以及报警装置(包括报警灯和蜂鸣器的提示功能等)。)可及时

6、启动报警，并可采用相应的温湿度控制方案。1.2.2主要内容(1)温湿度监测是我们研究的主要内容。数字传感器将采集到的信号发送给单片机，单片机通过显示模块显示温湿度值。(2)系统通过按钮设置最合适的温度和湿度。传感器向中央控制系统发送监控信号。如果监控信号超过预设范围，蜂鸣器将发出警报。(3)功能扩展：控制设备根据各种要求自动调节温度和湿度。电加热、加热、水冷和风扇冷却都很方便。采用喷雾和浇水增加湿度，采用干燥技术加速水分流失，保持环境干燥。202设计任务需求分析本章详细介绍了本次设计的主要任务，即实时显示当前环境的温度和湿度，并允许用户设置温度和湿度的标准值。当环境的温度和湿度超过或低于标准值

7、时，系统将以蜂鸣器的形式发出警报。当达到标准值时，蜂鸣器停止鸣响，控制设备停止运行，系统正常工作，工作指示灯亮。(1)温度监控：温度被监控并反映在显示器上。(2)湿度监控：监控并在显示器上反映湿度。(3)显示：液晶显示器显示此时的温度和湿度值，放置在现场显示当前的温度和湿度。2.1设计要求以单片机为核心的温湿度监控系统需要实现以下功能：(1)能准确显示当前温度和湿度。温度检测范围为0-60，测温精度为2；湿度检测范围：20%-100%相对湿度，湿度测量精度：5%相对湿度。(2)可独立调节当前所需温度和湿度的预设温度和湿度值，系统上设有调节按钮，可随时根据需要增减预设值。(3)一旦发现超过预设值

8、，蜂鸣器鸣响报警，报警方式为三极管驱动蜂鸣器报警。(4)本设计采用液晶显示器。2.2系统组成根据功能设置，系统主要分为以下三个模块：(1)温湿度采集模块：本设计中的温湿度采集模块为DHT11温湿度传感器，采用单总线方式，接口简单，分辨率为8位，完全可以满足日常环境温湿度的监控要求。(2)数据处理模块：数据处理模块采用AT89S51单片机完成温湿度采集、计算和逻辑控制功能。(3)用户交互模块：用户交互模块主要由按键、液晶显示器、蜂鸣器和控制器组成。按键用于用户设定准确的温湿度值，液晶显示器用于数据显示，蜂鸣器用于提示用户和控制单片机是整个系统的控制中心。它控制外围设备协同工作，以完成特定的功能。

9、硬件实现采用模块化设计。每个模块只实现一个特定的功能。最后，所有模块都连接在一起。这种设计方法可以降低系统设计的复杂性。系统的主要硬件设计包括电源电路、蜂鸣器电路、晶体振荡器电路、液晶显示电路和温湿度传感器电路11。根据系统设计功能的要求，温湿度监控系统的框图如下图3-1所示：温度和湿度传感器液晶温度和湿度显示器门铃单片微型计算机启动相关控制装置键盘图3-1温湿度监控系统框图3.1单片机模块设计单片机作为本设计系统的核心单元，与温湿度传感器模块、液晶显示模块、蜂鸣器报警模块、键盘模块等各部分相连。它依赖于传感器对原始信号的精确捕获和转换。在此基础上，对输入单片机的测量信号进行分析处理，并向蜂鸣

10、器报警模块发送相应的指令，实现对温湿度的现场实时监控。3.1.1 AT89S51单片机AT89S51是一款低功耗、高性能的8位单片机。该芯片包含4K可编程闪存只读程序存储器。该设备由ATMEL的高密度和非易失性存储技术生产，并与标准8051指令系统和引脚兼容。闪存程序存储器可在线编程或通过传统方法编程，通用8位微处理器可用于单片微型计算机芯片。低成本的AT89S51单片机可以为您提供多种性价比高的应用场合，可以灵活应用于各种控制领域。AT89S51提供以下功能标准：4K字节闪存、128字节随机存取数据存储器、2个16位定时/计数器、32个输入/输出端口、1个串行通信端口和1个5矢量两级中断结构

11、。另外，AT89S51还可以进行0HZ静态逻辑操作，支持两种软件的省电模式。空闲模式停止中央处理器的工作，允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信端口和中断系统继续工作。关断方法保存随机存取数据存储器的内容，但振荡器停止工作，并禁止所有其他元件工作，直到下一次复位。AT89C51新增的功能大大提高了AT89S51的性能，而且价格更低。其工作频率可达33兆赫，高于AT89C51。互联网服务提供商在线编程功能的优势在于，无需将芯片与工作状态分离。特别是在内存中重写程序，这是一个非常方便和简单的功能。它不需要像AT89C51那样与看门狗定时器单元电路相连。因为它有一个内部集成了看门狗定时器的双

12、工UART串行通道，所以它有一个全新的加密算法，大大加强了程序的保密性，有效地保护了知识产权不受侵犯，并且它与所有51字系列产品完全兼容8。图3-2 AT89S 51引脚图3.1.2微控制器最低系统所谓的单片机最小系统是使单片机能够正常运行程序和工作的最简单的电路系统。它是保证单片机正常启动和工作的必要电路，是不可缺少的。单片机最小系统一般由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成。对于AT89S51单片机，由于芯片上有4K程序存储器，其最小系统除了单片机本身外，只需要外部时钟电路和复位电路。3.1.3复位电路本设计采用上电复位。当RST引脚的高电平超过两个周期时，将触发内部复位。这里的EA

13、端子与复位电路无关。由于数据全部存储在内部存储器中，因此有必要将EA端子设置为高电平1。图3-3复位电路3.1.4时钟电路时钟电路用于产生单片机的基本时钟信号，并与外部晶体配合实现振荡，从而为单片机提供运行时钟。MCS-51的时钟信号可以通过两种方式产生：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路产生时钟信号；另一种是外部方式，从外部引入时钟信号。如果没有时钟电路来产生时钟驱动的单片机，单片机就不能工作12。AT89S51的时钟信号可以由内部振荡器产生，也可以由外部电路直接提供。内部振荡器的输入和输出引脚分别为XTAL1和XATL2，XTAL2向单片机的内部电路提供时钟信号。当外部电路提供时钟信号时，外部时钟被引入XTAL2，XTAL1引脚接地。图3-4晶体振荡器电路3.1.5温度和湿度设定(关键)电路按键说明：从左边第一个