at89c51单片机的温湿度检测器设计
摘 要本文将要研究的是一款能够实现对周围环境中的温度和湿度两项参数进行精确测量并将检测结果实时快速显示给用户的一种温湿度检测器系统，与此同时还实现了当湿度值过低时进行报警并且开启加湿器进行湿度维持的功能，这款系统是基于AT89C51单片机开发平台而设计实现的，整个系统可以分为基于AT89C51单片机及其外围电路的硬件系统和基于C语言开发的软件系统两大部分。在硬件系统的设计方面本课题选用了LCD1602液晶显示屏、DHT11型温湿度传感器、蜂鸣器和继电器等一些主要器件，根据这些器件的官方资料设计出其驱动电路后与AT89C51单片机进行连接，从而实现整体的硬件驱动。最终通过硬软件系统两部分的联合调试，实现了预期设计的功能指标，通过系统的多方测试结果表明，这款系统能够稳定工作，综合选用的器件和开发时间成本来看，这款系统的性价比非常高。
目录
一、 引言 1
（一） 温湿度检测器的发展背景 1
（二） 温湿度检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 温湿度检测器的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） DHT11温湿度传感器简介 4
（四） LCD1602液晶屏简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 温湿度传感器电路设计 7
（三） 报警电路设计 7
（四） 液晶屏显示电路设计 8
（五） 加湿器开关电路设计 8
（六） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 温湿度检测器的主程序流程设计 10
（二） 检测温湿度子程序设计 11
（三） 输出报警子程序设计 11
（四） 液晶显示子程序流程设计 12
（五） 加湿器开关控制流程设计 12
总结 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 元件列表 19< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
br /> 附录四 实物图 20
附录五 程序 21
引言
温湿度检测器的发展背景
本课题为这款温湿度检测器系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的AT89C51单片机芯片，温湿度检测器系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型，本课题采用的则是AT89C51型号的单片机芯片。本课题将对基于AT89C51单片机型微处理器而实现的温湿度检测器系统做研究，涉及到这种系统的起源以及发展过程，通过对温湿度检测器系统发展过程资料的调查，对其表现出的大多数问题进行综合探讨，并选取出一些高性价比产品中所表现出的优秀设计之处进行重点研究，争取能够将其植入到本课题设计的这款温湿度检测器控制系统中。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接操作单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。现如今通过单片机芯片控制实现的温湿度检测器系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先温湿度检测器控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将温湿度检测器系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。
温湿度检测器的国内外发展现状
温湿度检测器系统最近几年中的发展过程中不断被植入各种新型的传感器，可以说传感器技术的飞速发展正在大幅度的推动温湿度检测器系统的发展脚步，根据一项报告显示，美国哥伦比亚大学的一个温湿度检测器系统研究小组对外公布了他们最新的一项研究成果，他们基于一款高性能温湿度检测器产品的基础上，将该产品所采用的用于采集外部信号的传感器探头摘下后，替换成他们自己研发的一款科技含量更高的新型传感器探头后，由于这个类型的探头与内部微处理器之间采用模拟电压信号进行信号交互，所以替换后可以直接使用。目前温湿度检测器系统在国内的研发团队主要精力主要投入到了如何较为明显的降低这种控制系统的功耗，较为行之有效的方案是使用具有休眠模式的主控芯片。温湿度检测器系统经过最近几年的快速发展后已经实现了大幅度的性能提升，基本上已经全面发展成熟，无论是系统的研发技术还是生产产线，在国内外的相关企业中都已经普遍具备了这项条件，在我国的东南沿海分布最为广泛。
本文主要研究内容
本文将要研究的是一款能够实现高清晰度液晶显示、温湿度检测、报警和继电器驱动等功能的温湿度检测器系统，在单片机的片外配置了液晶屏显示电路、DHT11温湿度传感器电路、蜂鸣器报警电路和继电器驱动电路等功能子电路，下列为本课题将要实现的各项功能指标。
1、能够以较高质量的液晶显示能力将温湿度检测器系统中采集到的数据显示给用户；
2、能够实现对环境中温湿度参数的快速采集，并且采集结果中包含校验流程，防止数据传输过程中发生误码，湿度检测范围为2090%RH，温度检测范围0~50℃。
3、能够在AT89C51单片机的高低电平控制下实现蜂鸣器的报警声音输出；
4、能够在AT89C51单片机的控制下实现继电器内部线圈的供电状态，在C语言程序中能够灵活改变继电器的工作状态；
目录
一、 引言 1
（一） 温湿度检测器的发展背景 1
（二） 温湿度检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 温湿度检测器的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） DHT11温湿度传感器简介 4
（四） LCD1602液晶屏简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 温湿度传感器电路设计 7
（三） 报警电路设计 7
（四） 液晶屏显示电路设计 8
（五） 加湿器开关电路设计 8
（六） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 温湿度检测器的主程序流程设计 10
（二） 检测温湿度子程序设计 11
（三） 输出报警子程序设计 11
（四） 液晶显示子程序流程设计 12
（五） 加湿器开关控制流程设计 12
总结 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 元件列表 19< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
br /> 附录四 实物图 20
附录五 程序 21
引言
温湿度检测器的发展背景
本课题为这款温湿度检测器系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的AT89C51单片机芯片，温湿度检测器系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型，本课题采用的则是AT89C51型号的单片机芯片。本课题将对基于AT89C51单片机型微处理器而实现的温湿度检测器系统做研究，涉及到这种系统的起源以及发展过程，通过对温湿度检测器系统发展过程资料的调查，对其表现出的大多数问题进行综合探讨，并选取出一些高性价比产品中所表现出的优秀设计之处进行重点研究，争取能够将其植入到本课题设计的这款温湿度检测器控制系统中。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接操作单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。现如今通过单片机芯片控制实现的温湿度检测器系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先温湿度检测器控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将温湿度检测器系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。
温湿度检测器的国内外发展现状
温湿度检测器系统最近几年中的发展过程中不断被植入各种新型的传感器，可以说传感器技术的飞速发展正在大幅度的推动温湿度检测器系统的发展脚步，根据一项报告显示，美国哥伦比亚大学的一个温湿度检测器系统研究小组对外公布了他们最新的一项研究成果，他们基于一款高性能温湿度检测器产品的基础上，将该产品所采用的用于采集外部信号的传感器探头摘下后，替换成他们自己研发的一款科技含量更高的新型传感器探头后，由于这个类型的探头与内部微处理器之间采用模拟电压信号进行信号交互，所以替换后可以直接使用。目前温湿度检测器系统在国内的研发团队主要精力主要投入到了如何较为明显的降低这种控制系统的功耗，较为行之有效的方案是使用具有休眠模式的主控芯片。温湿度检测器系统经过最近几年的快速发展后已经实现了大幅度的性能提升，基本上已经全面发展成熟，无论是系统的研发技术还是生产产线，在国内外的相关企业中都已经普遍具备了这项条件，在我国的东南沿海分布最为广泛。
本文主要研究内容
本文将要研究的是一款能够实现高清晰度液晶显示、温湿度检测、报警和继电器驱动等功能的温湿度检测器系统，在单片机的片外配置了液晶屏显示电路、DHT11温湿度传感器电路、蜂鸣器报警电路和继电器驱动电路等功能子电路，下列为本课题将要实现的各项功能指标。
1、能够以较高质量的液晶显示能力将温湿度检测器系统中采集到的数据显示给用户；
2、能够实现对环境中温湿度参数的快速采集，并且采集结果中包含校验流程，防止数据传输过程中发生误码，湿度检测范围为2090%RH，温度检测范围0~50℃。
3、能够在AT89C51单片机的高低电平控制下实现蜂鸣器的报警声音输出；
4、能够在AT89C51单片机的控制下实现继电器内部线圈的供电状态，在C语言程序中能够灵活改变继电器的工作状态；
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