温湿度测试仪设计

温湿度测试仪设计
【摘要】本文利用DHT11采集温湿度，采用现在市场上主流的80c52单片机为控制器，组成一个室内温湿度模拟采集和控制系统。

电路主要分为以下几大部分：基于80C52最小系统组成、LCD显示电路、按键控制、PT2262/2272无线遥控、以及PWM调制加温电路和降温电路组成。

本设计电路简单，具有创新性和实际的市场价值。

【关键词】DHT11；80c52单片机；PWM调制；
PT2262/2272
一、引言
据研究，室内温度过高时，会影响人的体温调节功能，由于散热不良而引起体温升高、血管舒张、心率加速等问题。

冬季，如果室内温度经常保持在25℃以上，人就会感到神疲力乏、头晕脑涨、思维迟钝、记忆力差等各种不适。

同时，由于室内外温差悬殊，人体难以适应，易患伤风感冒。

但如果室内温度过低，则也会使人体代谢功能下降，皮下血管收缩，呼吸道粘膜的抵抗力减弱，容易诱发呼吸道等等问题。

在注意室内温度调节的同时，还应注意室内的湿度。

室内湿度过大时，夏天会抑制人体散热，使人感到十分闷热、烦躁；冬天则会加速热传导，使人觉得阴冷、抑郁。

室内湿
度过低时，因上呼吸道粘膜的水分大量散失，人会感到口干、舌燥，甚至鼻出血等。

然而，人的体感并不单纯受气温或气湿两种因素的影响，而是两者综合作用的结果。

通过实验测定，在装有空调的室内，最宜人的室内温湿度：室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。

如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷，工作效率高。

据此，现在室内大都有空调，也会有空气加湿器，但是怎样利用好空调和空气加湿器，让大家都能在舒适的环境中工作呢？本文设计的这款温度测试仪。

可以让大家知道什么时候打开空调或空气加湿器才合适，而不至于在空调房里感觉不适，不能好好工作。

二、温湿度测试仪的硬件设计
（一）系统总体方案介绍
我们设计的这款温度测试仪是一个基于80c51系列单片机的温湿度控制系统。

该系统利用DHT11采集温湿度值，并将采集到的温湿度信号送至单片机，由单片机控制LCD
显示。

并通过按键或者遥控部分设置室内合适的温湿度，采用风扇转速模拟加热环境，蜂鸣器响声模拟降温环境，利用PWM送给后级的加热或降温系统，从而达到一个恒温或者恒湿的适合人们工作生活的环境。

该仪器具有测量精度较
高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。

系统组成框图如图2.1所示，实物电路图如附录2所示。

电路基本部分功能为：
1）电路的基本功能是采集温湿并显示当前值。

2）通过按键可以增加或减少温室显示设定值。

3）通过无线遥控可增加或减少温室。

4）通过PWM调试，加热或者降温室内温度。

（二）LCD显示电路设计与原理
采用标准型1602液晶显示字符模块（背光/蓝屏/+5V），更直观的显示出数值，而且还可以减少利用多位数码管而造成I/O的不够用的情况。

1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。

（三）PT2262/PT2272设计与工作原理
PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编/解码电路。

它最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚，任意组合可提供531441个地
址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。

编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一串完整的码字。

解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平。

与此同时相应的数据脚也输出高电平，若发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。

当发射机没按键按下时，PT2262也就不接通电源，其17脚为低电平，315MHz的高频发射电路不工作。

当有按键按下时，PT2262接通电源开始工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号。

所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制），相当于调制度为100%的调幅。

考虑到采用手工复试板会有很多环境影响频率，
PT2262/PT2272在市场上的电路已经很成熟，本电路采用现成的模块。

如图2-3 所示。

（四）DHT11传感器
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号
输出的温湿度复合传感器。

它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。

每个DHT11
传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。

校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。

单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。

该产品具有响应快、抗干扰能力强、性价比极高，体积小、功耗低，信号传输距离可达20米以上等优点。

使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。

该产品为 4 针单排引脚封装，如图2-4所示。

（五）PWM调制
随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM 法、线电压控制PWM等。

镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM 波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压。

采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化，可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。

通过软件设置，固定周期不变的情况，分别改变高电平时间，从而达到PWM调制，输出电压为。

利用这个原理，我们可以在温差较大的情况，快速的加热或者降温，在接近设置值时，缓慢进行，从而有利于资源的节约。

三、温湿度测试仪的软件设计
软件设计部分，先初始化DHT11传感器，利用52单片
机进行连续的数据的读取并转化为八位数据，通过LCD显示电路。

可通过按键或PT2262/PT2272无线发送接收电路设定室温值。

由单片机进行数据比较处理，通过I/O，PWM输出，并放大控制后级的加热或降温部分。

主程序流程图如图3-1所示。

部分程序如（附录1）所示。

四、小结
如果有了室内温湿度测试仪的问世，当空气湿度低于40%时，我们就利用空气加湿器对干燥的空气进行加湿；当空气湿超过60%时就我们就打开空调的除湿功能。

当然如果太热了就利用空调进行降温，如果太冷了就打开空调的加温功能。

让人们在合适的温湿度范围内精神饱满地工作生活。

本产品电路简单，具有创新性和实际的市场价值等优点。

当然，由于设计时间仓促，该产品在结构和功能上还有需要完善的地方。

例如可以在该产品上增加报警功能，提醒使用者什么时候该打开哪种相应的电器；还有可以把该产品与空调或空气加湿器结合在一起，就可以自动对空气进行加湿、除湿、加温或降温了，而不需要人去看看温湿度测试仪的数值，然后在打开相应的电器等。

附录1 主程序源代码及注释
void main（void）
{uint i=0；TMOD=0X02；
TH0=TL0=0X0F；TR0=1；EA=1；
InitLcd（）；key1（）；P0=P1=P2=P3=0XFF；
while（1）
{RH（）；key1（）；ly_dis[0]=U8RH_data_H/10+0X30；ly_dis[1]=U8RH_data_H%10+0X30；
ly_dis[2]=U8T_data_H/10+0X30；
ly_dis[3]=U8T_data_H%10+0X30；conversion（kk）；disp2（）；
/***************RH*************/
DisplayOneChar（0，0，'R'）；DisplayOneChar（1，0，'H'）；DisplayOneChar（2，0，'：'）；
DisplayOneChar（3，0，ly_dis[0]）；DisplayOneChar（4，0，ly_dis[1]）；DisplayOneChar（5，0，'%'）；
/***************C*************/
DisplayOneChar（7，0，'T'）；DisplayOneChar（8，0，'：'）；DisplayOneChar（9，0，ly_dis[2]）；
DisplayOneChar（10，0，ly_dis[3]）；DisplayOneChar （11，0，0xdf）；DisplayOneChar（12，0，'C'）；if
（U8T_data_H>=kk）
{ beep=1；for（i=10；i。