51单片机STC89C52的数字温湿度计设计

湿度的发展与现状

湿度，被定义为表示大气干燥程度的物理量。即在一定的温度下在一定的体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。湿度测量技术的发展已有200多年的历史，人们早就发现了人的头发随大气湿度变化而伸长或缩短的现象，因而制成了毛发湿度计。很多产业行业对湿度的测控手段很粗糙，十分落后，采用人工观测人工调节阀门、风机的方法，很少有人使用湿度传感器。进入21世纪后，随着科技飞速发展，各行各业都应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升，绝大多数使用数字湿度计。

最小系统模块

由于STC89C52的P0口是漏极开路输出，因此在P0口接了一个10K的排阻R1，使得P0口可以作为普通的I/O口使用，设计用P0口来做传感器数据传输的数据口。特别注意的是，对于31脚(EA),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行；当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行。由于我们的程序存储在了单片机内部，所以EA要接高电平，保证单片机是从内部读取程序去执行的。

工作原理简单说明

系统通过Keil软件编写C语言程序（汇编程序），然后把程序下载到单片机中，连接电源后开始工作。键盘对系统进行检测开始操作，DHT11传感器开始检测周围环境的湿度，经过一小短时间后，传感器把检测到的湿度数据发送给STC89C52RC单片机，单片机对接收数据处理后送给数码管显示器，显示器对数据进行有效显示。整个操作过程中，键盘电路可以实现对湿度最大值、最小值进行设置与修改、停止操作和系统复位功能，系统能够达到相应效果，并且反应灵敏数据准确。

DHT11湿度传感器电路

DHT11湿传感器电路分别由DHT11湿度传感器、10K电阻和100PF的瓷片电容组成。DHT11数字湿度传感器为单线接口器件，具有双向传输数据功能。1脚接电源，2脚为DATA引脚，用于读、写感应到的湿度数据，接单片机P1.0口线，3脚悬空，4脚接地。单片机和湿度传感器可以直接连接,为了防止时间太短,不能准确测量数据和稳定有效的显示湿度,规定读取时间间隔应大于1s。DHT11电路所示。

DHT11的详细参数

串行接口

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,高位先出。

数据格式为8位湿度整数数据+8位湿度小数数据+8位温度整数数据+8位温度小数数据+8位校验和，数据传送正确时校验和数据等于“8位湿度整数数据+8位湿度小数数据+8位温度整数数据+8位温度小数数据”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不会主动进行湿度采集.采集数据后转换到低速模式，通讯过程如图

显示电路

设计中采用的是共阳的四位一体的八段数码管，即LED显示器各位数码管的所有段控端（a～dp）相应地并接在一起，P0口作为段选，P2口作为位选，每个数码管的G端连接芯片74HC573,芯片74HC573在电路中起到数据锁存的作用当输入的数据消失时，在芯片的输出端数据仍然保持。数码管的每个段控端个连接着一个470欧的电阻，起到分压的作用，段控信号从P0口输送出来经电阻后以并联的方式连接到两个数码管的段控端a.b.c.d.e.f.g.dp.起到点亮数码管上数字的作用。

实物作品图如下

完成了湿度计的制作，最终通过编写代码使湿度计能正常测得环境湿度并在显示器上显示，基本完成了设计之初设想。