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概述
系统通过SHT11温湿度传感器感应周围的环境的温度和湿度，通过单片机对采集到的数据进行读取处理，经过LCD1602显示模块实时显示温湿度数据，同时可以通过按键模块对温湿度报警上、下限值进行设定。当SHT11读取的温湿度值不再设定范围内时，报警模块LED灯指示故障信息，同时蜂鸣器报警；当温湿度读取数据正常后，LED灯熄灭，蜂鸣器关闭。
设计要求
1.设计一套基于51单片机的温湿度Proteus仿真监控系统；
2.采用高精度的SHT11温湿度传感器模块；
3.LCD液晶实时显示当前环境温湿度值；
4.设计报警单元，实现对超限温湿度监控报警；
5.设计输入单元，可调节系统正常温湿度范围；
6.仿真系统能够可靠、稳定地运行；
系统框架
温湿度监测系统主要是利用AT89C51单片机最小系统为核心，包括晶振电路、复位电路和排阻电路，SHT11温湿度传感器对环境温湿度的采集，经过单片机进行数据处理，最终通过LCD1602液晶显示模块准确、快捷、实时地显示出当前环境的温度和湿度，同时，按键模块可设置温湿度的上下限值，当采集的数据不在设定范围内时，实现LED和蜂鸣器报警，从而达到对环境温湿度监测的目的。本系统的总体设计如下图。
系统框架.jpg
仿真电路图
完整电路图.jpg
仿真运行结果
LCD显示当前湿度为43%RH，温度为28℃。
湿度温度显示
按下“设置”键后，可对温度和湿度的上下限范围进行设置。
上下限设置.jpg
部分C程序设计
/*********************************************************/
// SHT11温湿度检测
/*********************************************************/
char ShtMeasure(unsigned char *p_value, unsigned char*p_checksum, unsigned char mode)
{
unsignederror=0;
unsignedint i;
ShtTransStart();
switch(mode)
{
case1 :
error+=WriteByte(0x03);
break;
case2 :
error+=ShtWriteByte(0x05);
break;
default:
break;
}
for(i=0;i<65535;i++)
if(Data_P==0)
break;
if(Data_P)
error+=1;
*(p_value)=ShtReadByte(1);
*(p_value-1)=ShtReadByte(1);
*p_checksum=ShtReadByte(0);
returnerror;
}
/*********************************************************/
// SHT11温湿度值标度变换及温度补偿
/*********************************************************/
void CalcSHT11(float *p_humidity ,float*p_temperature)
{
constfloat C1=-4.0
constfloat C2=+0.0405;
constfloat C3=-0.0000028;
constfloat T1=+0.01;
constfloat T2=+0.00008;
floatrh=*p_humidity;
floatt=*p_temperature;
floatrh_lin;
floatrh_true;
float t_C;
t_C=t*0.01- 40;
rh_lin=C3*rh*rh+ C2*rh + C1;
rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin;
*p_temperature=t_C;
*p_humidity=rh_true;
}
/*********************************************************/
// 温度校正
/*********************************************************/
unsigned char TempCorrect(int temp)
{
if(temp<0) temp=0;
if(temp>970) temp=970;
if(temp>235) temp=temp+10;
if(temp>555) temp=temp+10;
if(temp>875) temp=temp+10;
temp=(temp%1000)/10;
returntemp;
}
/*********************************************************/
// 湿度校正
/*********************************************************/
unsigned char HumiCorrect(unsigned int humi)
{
if(humi>999) humi=999;
if((humi>490)&&(humi<951)) humi=humi-10;
humi=(humi%1000)/10;
returnhumi;
}
/*********************************************************/
// 读取SHT11的温湿度数据
/*********************************************************/
void ReadShtData()
{
valuehumi_val,temp_val;
unsignedchar error;
unsignedchar checksum;
unsignedint temp1,humi1;
error=0;
error+=ShtMeasure((unsignedchar*)&temp_val.i,&checksum,1);
error+=ShtMeasure((unsignedchar*)&humi_val.i,&checksum,2);
if(error!=0)
ShtConnectReset();
else
{
temp_val.f=(float)temp_val.i;
CalcSHT11(&humi_val.f,&temp_val.f);
temp1=temp_val.f*10;
temp=TempCorrect(temp1);
humi1=humi_val.f*10-50;
humi=HumiCorrect(humi1);
humi = humi + 2;
}
}
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