摘 要：智能溫濕度控制器以單片機(jī)STC89C52為控制芯片，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。存儲芯片選用EEPROM芯片AT24C04，保證存儲的溫濕度閾值可以掉電不丟失。傳感器選用全數(shù)字型溫濕度傳感器DHT11，溫濕度測量響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好。系統(tǒng)主要由溫濕度檢測電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵輸入、顯示電路、溫濕度上限存儲EEPROM、供電及程序下載電路、繼電器驅(qū)動電路組成。

關(guān)鍵詞：STC89C52；LCD顯示；溫濕度控制；DHT11

隨著社會的發(fā)展，人們在工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及重要的糧倉、溫室、電力柜、實驗室等場所，對溫度和濕度都有著嚴(yán)格的要求。人們用來控制溫濕度的傳統(tǒng)方法主要是：用溫度計、濕度計來測量場所的溫度和濕度，之后通過人工來加熱或者制冷、增濕或者除濕來控制場所的溫濕度。傳統(tǒng)的方法不但浪費了人力和物力，而且控制效果不好，控制速度也很慢。本文設(shè)計了一種基于單片機(jī)的智能化溫濕度控制器，能在無人操作的情況下，對重要場所的溫濕度進(jìn)行及時而又準(zhǔn)確的控制。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計

智能溫濕度控制器的系統(tǒng)框圖如圖1所示，主要由濕度檢測電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵輸入、顯示電路、溫濕度上限存儲EEPROM、供電及程序下載電路、繼電器驅(qū)動電路組成。

其中，單片機(jī)STC89C52和時鐘復(fù)位電路組成單片機(jī)最小系統(tǒng)；供電及程序下載電路用來供電和提供計算機(jī)與單片機(jī)的通信接口；溫濕度傳感器采集環(huán)境溫度和濕度值送單片機(jī)進(jìn)行處理；LCD顯示部分主要功能是對采集到的溫濕度進(jìn)行顯示；按鍵部分用于輸入溫度和濕度的閾值；EEPROM對輸入的溫濕度閾值進(jìn)行存儲、掉電不丟失；繼電器電路主要用于控制降溫等執(zhí)行電路。

2 主要硬件部分設(shè)計

2.1 溫濕度檢測電路

DHT11與單片機(jī)的連接如圖2所示，硬件連接電路簡單，僅占用單片機(jī)的一個I/O口（DATA）即可完成溫濕度的采集與傳送。

DHT11采用單總線數(shù)據(jù)格式，即單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸，半雙工方式。其數(shù)據(jù)由5Byte即40bit組成。一次通訊時間最大為3ms，數(shù)據(jù)分小數(shù)和整數(shù)兩個部分。一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出低位后出。

2.2 單片機(jī)電路

單片機(jī)電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵兩個部分，如圖3所示。圖中，DATA引腳為溫濕度傳感器單總線引腳，K1-K4為四只調(diào)節(jié)按鍵，用于設(shè)置溫濕度上限閾值。K2為溫度加，K3為溫度減，K4為濕度加，K5為濕度減。L3-L5為報警燈，當(dāng)溫度高于上限閾值時L3亮，當(dāng)濕度高于上限閾值時L4亮。

2.3 顯示電路

本系統(tǒng)使用的液晶顯示屏為LCD1602，其與單片機(jī)的接口如圖4所示。1602顯示容量為16*2字符，芯片工作電壓為4.5—5.5V。

2.4 繼電器驅(qū)動部分

繼電器驅(qū)動電路如圖5所示。當(dāng)溫度超上限時，KJ1吸合，驅(qū)動降溫執(zhí)行設(shè)備工作，當(dāng)濕度超上限時，KJ2吸合，驅(qū)動除濕設(shè)備工作。

3 軟件設(shè)計

軟件程序主要由定時器0中斷、存入設(shè)定值、載入設(shè)定值、24C04控制、鍵盤處理、溫濕度采集、1602控制等子程序以及主函數(shù)組成。定時器0中斷子函數(shù)主要用來定時，每2秒鐘啟動一次溫濕度轉(zhuǎn)換；存入設(shè)定值子函數(shù)主要功能為將設(shè)定的閾值寫入EEprom中；載入設(shè)定值子函數(shù)主要功能為從EEprom中讀出閾值；24C04控制子函數(shù)主要完成對Eeprom的初始化、寫入、讀出的控制；鍵盤處理程序提供人機(jī)信息交換接口，負(fù)責(zé)設(shè)定溫濕度的閾值信息的設(shè)定；溫濕度采集完成對SHT11的數(shù)據(jù)的定時采樣和處理；1602控制子函數(shù)完成對溫濕度的LCD顯示控制。主函數(shù)主程序完成系統(tǒng)自檢、初始化和子函數(shù)的調(diào)用功能。

4 結(jié)論

本設(shè)計采用AT89C52單片機(jī)作為核心控制芯片，溫度傳感器選用SHT11，并增加EEPROM模塊，具有可靠性高，反應(yīng)速度快，成本低廉等特點。

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