51单片机温湿度测量与显示,DHT11传感器+LCD1602液晶,仿真原理图和代码

设计要求
1.设计一个基于51单片机和DHT11传感器的温湿度监测系统;
2.传感器DHT11实现对环境温湿度参数的准确测量,单片机对数据进行分析和处理;
3.用户可根据需要,通过按键自主调节温湿度上下限报警阀值;
4.当环境温湿度不在设定范围内时,LED灯和蜂鸣器发出声光报警;
5.环境温湿度值和上下限报警阀值采用LCD1602液晶显示;

设计说明
Proteus7版本的仿真软件只有SHT11温湿度传感器元件,没有DHT11传感器元件。Proteus8版本经过升级更新后,元件库已添加了DHT11传感器元件。因此,本设计采用Proteus8.6版本的仿真软件进行开发。

SHT11和DHT11传感器均能实现温湿度的测量,它们的主要区别有两点:

(1)SHT11内部核心部件为湿敏电容,成本高,精度高;DHT11内部核心部件为湿敏电阻,价格便宜,但精度低一点;

(2)两者通信方式不同。DHT11为单总线串行通信,只有数据线DATA接口;SHT11为二线制串行通信,有时钟线SCK和数据线DATA 两个接口。在编程上,两者区别较大。

在常规温湿度测量上,DHT11和SHT11均能满足使用。但从成本考虑,DHT11价格便宜,其应用更为广泛。

系统概述
本文设计了一种基于51单片机和DHT11传感器的温湿度监测系统,能够实现对当前环境温湿度数据的采集、处理、显示和报警等功能。

系统硬件主要由单片机最小系统、DHT11温湿度传感器模块、LCD1602显示模块、按键模块和声光报警模块组成,系统框架如下所示。

系统框架

传感器DHT11不间断检测当前环境下的温湿度,并将数据发送到单片机,由单片机对数据进行分析和处理后,通过LCD1602实时显示温湿度值和上下限报警阀值。

按键模块用于设置温湿度上下限报警阀值。当环境温度或湿度不在上下限范围内时,系统自动报警,对应的LED指示灯点亮,蜂鸣器发声,以提醒用户采取措施。

仿真电路图

原理图

仿真分析
打开名为DHT11温湿度监测.pdsprj的仿真文件,双击单片机,在弹出的对话窗口中点击黄色小文件夹图标,加载DHT11.hex文件(位于C程序文件夹内),运行仿真,结果如下。

仿真运行效果

由图可知,LCD显示当前环境的温度T为27℃,湿度H为55%RH。LCD显示结果与DHT11传感器上的数值一致,表明温湿度数据读取正确。

DHT11传感器上3个红色小箭头用来模拟温湿度值的改变。前两个红色箭头用于数值的增减,后一个红色箭头用于切换温度和湿度。

例如,我们调整DHT11传感器,使温度上升到34℃,湿度降低至51%RH,效果如下。

温度34℃,湿度51%RH

按键可以设置温湿度的上下限报警阀值。点击调整键,系统进入上下限设置模式,LCD显示当前温湿度上下限值。

如图所示,系统默认温度上下限范围为:20~35℃,湿度上下限范围为:40~85%RH。

系统进入温湿度上下限设置模式

此外,温度下限值光标闪烁,点击加/减键就可进行设置;温度下限值设置完成后,点击调整键,温度上限值光标闪烁,就可进行温度上限值设置。

依次类推,当温湿度上下限值均设置完成后,再次点击调整键即可退出设置模式,回到温湿度显示模式。

如果某个温湿度阀值用户不想进行更改,点击调整键跳过即可。

例如,我们重新设置温度上下限范围为:25~38℃,湿度上下限范围为:40~65%RH,结果如下。

新设置的温湿度上下限值

当系统监测到温湿度不再设定范围内时,发出声光报警,对应的LED指示灯被点亮,蜂鸣器鸣叫;当环境温湿度恢复正常后,报警停止。

例如,我们点击DHT11传感器上的红色箭头,使温度降低至24℃,低于下限值25℃,此时蓝色温度过低报警指示灯点亮,蜂鸣器鸣叫。

温度低于设定下限,系统报警

综上所述,仿真运行效果满足设计要求,能够实现规定的功能。

资源内容
(1)基于51单片机和DHT11的温湿度监测系统设计论文;
(2)Proteus8.6仿真文件;
(3)C程序;
(4)原理图;
(5)Visio流程图;
(6)参考资料;
(7)元器件清单;

资源截图

资源获取方法
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由于DHT11温湿度监测系统设计为我的原创设计,
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