51单片机的室内温湿度检测系统设计+源程序+电路图(2)
该检测系统充分利用AT89C51单片机的软、硬件资源，辅以相应的测量电路和SHT11数字式集成温湿度传感器等智能仪器，能实现多任务、多通道的检测和输出。它具有测量范围广、测量精度高且操作简便等特点，前端测量用的传感器类型可在该基础上修改为其他非电量参数的测量系统，从而进行对其他参数的检测、控制。本温湿度检测系统采用SHT11为温湿度测量元件。系统在硬件设计上充分考虑了可扩展性，经过一定的添加或改造，很容易增加功能。根据温湿度传感器采集到的信息，利用数据总线将传感器信息送给单片机，并通过LCD进行显示，查询等功能。并通过发光二极管、蜂鸣器等进行提示以及警报。而且通过单片机的控制使室内温湿度处于一定的范围内。
1.2 国内外研究现状和前景
目前国内外的温湿度检测使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛加之单片机和大规模集成电路技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。基于单片机的温湿度监测控制系统的设计研究较少。随着经济和社会的不断发展，人们对自己的生活环境越来越严格。基于单片机的温湿度监测控制统设计，将对环境的温湿度监测控制系统做详细的设计与实现。采用高性能的控制芯片89C51，高精度数字温湿度传感器SHT11。向模块化、高速化、智能化的单片机数据采集系统靠近。
1.3 功能概述
本系统需要实现的功能有：
(1)LCD显示屏显示当前温湿度。
(2)可以人为设定温湿度适宜区间。当前温湿度在适宜区间内时，警报电路绿灯亮，当前温湿度不在适宜区间内时，警报电路红灯亮，并发出声音报警。而且控制系统中的四个温湿度控制器会相应的开始工作，从而使室内温湿度处于相对适宜的区间内。
2. 电路元件简介
2.1 主要芯片89C51的功能及引脚图
AT89C51是一个低功耗高性能CMOS 8位单片机，片内含4K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，AT89C51集成了ISP Flash存储单元和通用8位中央处理器，该芯片可为大量嵌入式控制系统提供高性价比的解决方案。AT89C51具有下列特点：40个引脚，4KB Flash片内程序存储器，128b的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器[2]。AT89C51的引脚图如图1所示。
图1 AT89C51引脚图
2.2 温湿度检测电路的设计
本系统的温湿度检测电路采用数字温湿度传感器是SHT11，该传感器集成了包括温湿度信息采集，数模转换，信号变换等功能。
温湿度传感器SHT11将温度感测、湿度感测、A/D转换、信号变换和加热器等功能集成到一个芯片上。该芯片包括一个湿敏元件和一个热敏元件。这两个元件分别将采集到的当前环境信息转换成电信号，通过信号放大器进行放大。放大后的信号进到一个数模转换电路中；最终通过传感器上的输出接口输出数字信号。此外，SHT11内部还集成了一个加热元件，加热元件接通后可以将SHT11的温度升高5℃左右，同时功耗也会有所增加。此功能主要为了比较加热前后的温度和湿度值，可以综合验证两个传感器元件的性能。在高湿(>95％RH)环境中，加热传感器可预防传感器结露，同时缩短响应时间，提高精度。加热后SHT11温度升高、相对湿度降低，较加热前，测量值会略有差异。然而在改变温度的同时湿度也会略微变化，因为湿度测量测的是相对湿度，相对湿度跟温度相关，温度变则相对湿度变，其自身带有温度补偿功能[3]。