单片机温湿度传感器系统.pdf

基于单片机的温湿度检测系统的设计 摘要：本文设计了基于AT89C51 单片机，温湿度传感器 SHT11,液晶 LCD1602，串 口MAX232 通讯以及Visual Basic 编写的上位机软件的温湿度检测控制系统。实现了对 环境温湿度的实时数据进行采集和显示，存储并记录，键盘输入温湿度的上下限值和预置值， 环境温湿度超过上下限值蜂鸣器报警，指示灯提示，并且可以通过上位机远程设置上下限值， 查询各时间段的温湿度情况等功能。 0.引言 随着现代工业的逐步发展，温度、压力、流量和液位是4 种最常见的过程变量。例如： 在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉， 反应炉和锅炉的温湿度进行控制，然而用常规的控制方法潜力有限，难以满足较高的性能要 求。采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且还可以 大幅度提高被测温湿度的技术指标，从而能大大提高产品的数量和质量。 该设计主要作用是实时采集和显示环境中温湿度值，当环境温湿度超过设定值系统发出 声光报警，可以通过按键和上位机调节上下限值，上位机实时显示温湿度值并保存，可以查 询各个时间段温湿度情况。 1. 系统的硬件设计 此设计以AT89C51 基本系统为核心的一套检测控制系统，其中包括温湿度采集模块、液 晶显示模块、按键设置模块、串口通讯模块等部分的设计。系统总体方框图如图1.1。 晶振电路 LCD1602 显示 复位电路 温湿度SHT11 AT89C51 按键检测 串口通讯MAX232 蜂鸣器报警 LED 报警 图1.1 系统总体方框图 1 本设计由信号采集，信号分析处理、信号显示以及与上位机通讯四个部分组成： （1）.信号采集：由温湿度传感器SHT11 完成； （2 ）.信号分析处理：由单片机完成； （3 ）.信号显示：由液晶LCD1602,LED 和报警电路完成； （4 ）.与上位机通讯：由MAX232 完成； 1.1 温湿度采集模块： 1.1.1SHT11 工作原理： SHT11 的湿度检测运用电容式结构，并采用具有不同保护的“微型结构”检测电极系统与 聚合物覆盖层来组成传感器芯片的电容，除保持电容式湿敏器件的原有特性外，还可抵御来 自外界的影响。由于它将温度传感器与湿度传感器结合在一起而构成了一个单一的个体，因 而测量精度较高且可精确得出露点，同时不会产生由于温度与湿度传感器之间随温度梯度变 化引起的误差。CMOSensTM 技术不仅将温湿度传感器结合在一起，而且还将信号放大器、 模／数转换器、校准数据存储器、标准I2C 总线等电路全部集成在一个芯片内。 SHT11 的每一个传感器都是在极为精确的湿度室中校准的。SHT11 传感器的校准系数预 先存在OTP 内存中。经校准的相对湿度和温度传感器与一个14 位的A/D 转换器相连，可 将转换后的数字温湿度值送给二线I2C 总线器件，从而将数字信号转换为符合I2C 总线协议 的串行数字信号。 1.1.2SHT11 与单片机连接图： 如图1.2： 图1.2 SHT11 与单片机连接图 液晶显示模块： LCD1602 介绍： 1602LCD 主要技术参数： 显示容量:16×2 个字符；芯片工作电压:4.5—5.5V；工作电流:2.0mA(5.0V)；模块最佳工 作电压:5.0V；字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm；