摘要 研讨了根据SHT11温湿度传感器和单片机技能的智能温湿度丈量体系。体系运用SHT11温湿度传感器实时收集温湿度数据;一起选用AT 89s52单片机进行数据的存储和核算等处理;并经过扩展外围电路规划了一个集多种运用功用于一体的温湿度值检测体系。该体系具有丈量精度高、可靠性强、体积小、成本低，且运用操作便利等长处。
跟着新技能被运用到温湿度丈量领域中，高集成度、智能化、高精度、高可靠性的温湿度一体化检测传感器开端得到运用。SHT11作为新一代的高性能智能传感器，具有广泛的运用远景。本规划介绍了SHT11温湿度传感器的作业原理，并论说了怎么运用单片机进行温湿度数据处理以及结合外围电路完结温湿度监督和操控功用。
1 传感器作业原理
SHT11智能温湿度传感器的结构如图1所示，该传感器由一片检测相对湿度和温度的混合传感器模块及一个经校准的数字输出组成，两线串行接口和内部电压主动调理，使其具有便利、快速的体系集成。
SHT11系列传感器的长处为：无需外部模仿电子电路，可直接被微操控器拜访;温度、供电、电容差错及剩下电流等改动均不影响精度，即便被浸湿也不会失灵或呈现差错。一起具有长时刻安稳性，无需再校准，且反响速度快、能量消耗低，适用于电池供电。
2 硬件规划
规划体系框图如图2所示，选用SHT11传感器收集温湿度数据，运用非自锁按钮式开关组成的键盘向操控部分宣布人为的操控信号，再运用DS1302时钟芯片产生实时时刻数据。而操控部分选用AT89s52单片机进行各类数据接纳、处理和输出。输出部分则选用报警产生电路来报警，并经过液晶显现模块对温湿度和时刻等效果信息进行显现。
2.1 传感器硬件接口电路规划
SHT11经过两线串行接口电路与单片机衔接，详细电路如图3所示。其间，串行时钟输入线SCK用于单片机操控器与SHT11之间的通讯同步。串行数据线DATA用于内部数据的输出与外部数据的输入。DATA在SCK时钟下降沿之后改动状况，并仅在SCK时钟上升沿后有用。因而，单片机可在SCK高电平时读取数据，而当其向SHT11发送数据时，在SCK时钟下降沿后改动状况，一起确保DATA线上的电平状况在SCK高电平段安稳。
规划中在数据线DATA上参加10 kΩ的上拉电阻。此外，在VDD和GND之间跨接一个100 nF的%&&&&&%用于去耦滤波。
2.2 单片机体系外围电路规划
体系选用的AT89s52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8kB的Flash程序存储器，256 Byte的RAM，40个引脚，32个I/O口，3个16位可编程守时/计数器，5个中止源，2个优先级，1个全双工串行通讯口，兼容规范MCS-51指令体系及80C51引脚结构。运用中单片机的最小体系一般包括电源开关、复位电路、晶振电路等相关外围电路，规划中单片机体系部分电路如图4所示。
2.3 显现电路规划
体系选用带ST7920汉字液晶操控驱动器的OCMJ4×8C液晶显现模块，该液晶供给8位微处理器接口，带有显现RAM及字型产生器，只需一个最小的微处理体系，便可便利地操作模块。该显现模块内置2 MB中文字型ROM(CGROM)一共供给8 192个中文字型(16×16点阵)，16 kB半宽字型ROM(HCGROM)一共供给128个符号字型(16×8点阵)，并可与文字画面混和显现。
运用单片机的P0口作为并行数据传输接口，在P0口接入8个1 kΩ的电阻用于进步带负载才能，使其可正常驱动单片机，电路如图5所示。
2.4 其他功用电路规划
如图6所示，体系选用非自锁按钮式开关组成的简略键盘，向单片机宣布人为的功用挑选和设定操控信号，运用带3 V扣子电池供电的DS1302时钟芯片产生实时时刻数据。一起选用三极管扩大电路和蜂鸣器组成的简略报警产生电路报警，而报警电路可经过拔出跨接器P_SP来进行阻隔。整个体系选用5 V电源直接供电。
3 软件规划
编程首要触及SHT11传感器的温湿度数据丈量和收集、时刻数据收集、液晶显现界面、键盘扫描设定及温湿度限值数据比较等读写程序与算法程序的编写。
3.1 温湿度丈量程序规划
SHT11传感器的作业时序如图7所示，传感器作业时首要对数据传输进行初始化来发动SHT11丈量时序，即在第一个SCK时钟高电平时，DA TA翻转为低电平，并在第二个SCK时钟高电平时，DATA翻转为高电平。SHT11丈量指令包括3个地址位和5个指令位。单片机发布一组8 bit丈量指令后，DATA在第8个SCK时钟的下降沿被置为低电平。再发送第9个SCK时钟作为指令承认，DA2TA在其下降沿后，康复为高电平。一起，单片机可暂时中止发送时钟序列以进入闲暇形式，预备读取丈量数据。SHT11在转化完毕后，将DATA置为低电平，单片机持续宣布时钟序列，来读取2个8 bit的丈量数据和1个8 bit的CRC奇偶校验。一切数据从MSB开端，右值有用。其间，在每个字节传输完毕后，均需求宣布一个时钟高电子ACK，并将DATA置为低电平，以承认读取成功。在丈量和传输完毕后，SHT11主动转入休眠形式。
3.2 键盘设定算法程序规划
键盘选用K1、K2、K3、K4，4个非自锁开关规划，当开关按下后会给单片机相应I/O口一个高电平。键盘首要完成对显现界面的切换、温湿度报警上下限设定及时刻设定3大功用。这4个开关的功用为：K1为界面切换键;K2为逻辑“+”，上翻页，光标上移;K3为逻辑“-”，下翻页，光标下移;K4挑选键。
3.3 液晶显现程序规划
液晶显现模块的编程方法首要由该模块运用的操控/驱动器所决议。规划选用ST7920汉字液晶操控/驱动器，其具有8位并行微操控器接口，经过单片机编程，并运用了显现字母、数字符号和中文字型的功用。别的，关于液晶屏的编程，一般只需向其间写数据即可。显现程序规划流程如图9所示。
3.4 报警程序规划
温湿度越限报警功用经过报警函数完成，当温湿度高于设定的报警上限或低于设定的报警下限时，便会在单片机的P2.1管脚输出高电平，并经过三极管扩大电路驱动蜂鸣器报警。
在报警函数中，经过算法比较温湿度显现的限值和湿度设定限值的巨细来判别当时湿度是否越限。而温度与湿度的比较相似，仅是算法上仍需对归纳温度的正负值进行考虑。
3.5 DS1302时钟程序规划
DS1302时钟芯片在体系中起计时及时刻显现、设定的功用。DS1302的读写操作时序如图10所示，在操控指令字输入后的下一个SCLK时钟上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开端。相同，在紧跟8位操控指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据。
3.6 主函数程序规划
主函数程序将上述各功用单元子函数程序归纳到一个函数中循环运转，其流程如图11所示。
4 完毕语
SHT11作为新一代高性能智能传感器，具有较高的运用远景。本文所规划的智能电子温湿度丈量体系，经试验验证可对温度和相对湿度进行准确丈量，并实时显现丈量效果，此外，该设备还具有时刻显现、前史温湿度数据查询、温湿度上下限越限报警和相关显现切换及设定等功用。该设备效果具有体积小、丈量精度高、丈量速度快、规模广、运用操作便利、成本低以及功用强等长处，适用于家居、游览、温室农业、食物贮存、档案保管等多种运用场合，并具有较大的实践运用与经济运用价值。
