基于SHT11温湿度测量仪的设计

基于51单片机SHT11温湿度传感器检测程序(含电路图)下面是原理图：下面是SHT11与MCU连接的典型电路：下面是源代码：#include <reg52.h>#include <intrins.h>/******************************************************** 宏定义********************************************************/ #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define noACK 0#define ACK 1#define STATUS_REG_W 0x06#define STATUS_REG_R 0x07#define MEASURE_TEMP 0x03#define MEASURE_HUMI 0x05#define RESET 0x1eenum {TEMP,HUMI};typedef union //定义共用同类型{unsigned int i;float f;} value;/******************************************************** 位定义********************************************************/ sbit lcdrs=P2^0;sbit lcdrw=P2^1;sbit lcden=P2^2;sbit SCK = P1^0;sbit DATA = P1^1;/******************************************************** 变量定义********************************************************/ uchar table2[]="SHT11 温湿度检测";uchar table3[]="温度为：℃";uchar table4[]="湿度为：";uchar table5[]=".";uchar wendu[6];uchar shidu[6];/******************************************************** 1ms延时函数********************************************************/ void delay(int z){int x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=125;y>0;y--);}/******************************************************** 50us延时函数********************************************************/ void delay_50us(uint t){uint j;for(;t>0;t--)for(j=19;j>0;j--);}/******************************************************** 50ms延时函数********************************************************/ void delay_50ms(uint t){uint j;for(;t>0;t--)for(j=6245;j>0;j--);}/******************************************************** 12864液晶写指令********************************************************/ void write_12864com(uchar ){lcdrs=0;delay_50us(1);P0=;lcden=1;delay_50us(10);lcden=0;delay_50us(2);}/******************************************************** 12864液晶写数据********************************************************/ void write_dat(uchar dat){lcdrs=1;lcdrw=0;delay_50us(1);P0=dat;lcden=1;delay_50us(10);lcden=0;delay_50us(2);}/******************************************************** 12864液晶初始化********************************************************/ void init12864lcd(void){delay_50ms(2);write_12864com(0x30);delay_50us(4);write_12864com(0x30);delay_50us(4);write_12864com(0x0f);delay_50us(4);write_12864com(0x01);delay_50us(240);write_12864com(0x06);delay_50us(10);write_12864com(0x0c);delay_50us(10);}/********************************************************12864液晶显示函数********************************************************/ void display1(void){uchar i;write_12864com(0x80);for(i=0;i<18;i++){write_dat(table2[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/ void display2(void){uchar i;write_12864com(0x90);for(i=0;i<18;i++){write_dat(table3[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/ void display3(void){uchar i;write_12864com(0x88);for(i=0;i<8;i++){write_dat(table4[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/void displaywendu(void) {uchar i;write_12864com(0x94); for(i=0;i<3;i++){write_dat(wendu[i]); delay_50us(1);}for(i=0;i<1;i++){write_dat(table5[i]); delay_50us(1);}for(i=4;i<5;i++){write_dat(wendu[i]); delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/ void displayshidu(void){uchar i;write_12864com(0x8C);for(i=0;i<3;i++){write_dat(shidu[i]);delay_50us(1);}for(i=0;i<1;i++){write_dat(table5[i]);delay_50us(1);}for(i=4;i<5;i++){write_dat(shidu[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** SHT11写字节程序********************************************************/ char s_write_byte(unsigned char value){unsigned char i,error=0;for (i=0x80;i>0;i>>=1) //高位为1，循环右移{if (i&value) DATA=1; //和要发送的数相与，结果为发送的位else DATA=0;SCK=1;_nop_();_nop_();_nop_(); //延时3usSCK=0;}DATA=1; //释放数据线SCK=1;error=DATA; //检查应答信号，确认通讯正常_nop_();_nop_();_nop_();SCK=0;DATA=1;return error; //error=1 通讯错误}/******************************************************** SHT11读字节程序********************************************************/ char s_read_byte(unsigned char ack){unsigned char i,val=0;DATA=1; //释放数据线for(i=0x80;i>0;i>>=1) //高位为1，循环右移{SCK=1;if(DATA) val=(val|i); //读一位数据线的值SCK=0;}DATA=!ack; //如果是校验，读取完后结束通讯 ；SCK=1;_nop_();_nop_();_nop_(); //延时3usSCK=0;_nop_();_nop_();_nop_();DATA=1; //释放数据线return val;}/******************************************************** SHT11启动传输********************************************************/ void s_transstart(void){DATA=1; SCK=0; //准备_nop_();SCK=1;_nop_();DATA=0;_nop_();SCK=0;_nop_();_nop_();_nop_();SCK=1;_nop_();DATA=1;_nop_();SCK=0;}/********************************************************SHT11连接复位********************************************************/void s_connectionreset(void){unsigned char i;DATA=1; SCK=0; //准备for(i=0;i<9;i++) //DATA保持高，SCK时钟触发9次，发送启动传输，通迅即复位{SCK=1;SCK=0;}s_transstart(); //启动传输}/********************************************************SHT11温湿度检测********************************************************/char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum,unsigned charmode){unsigned error=0;unsigned int i;s_transstart(); //启动传输switch(mode) //选择发送命令{case TEMP : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break; //测量温度case HUMI : error+=s_write_byte(MEASURE_HUMI); break; //测量湿度default : break;}for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //等待测量结束if(DATA) error+=1; // 如果长时间数据线没有拉低，说明测量错误*(p_value) =s_read_byte(ACK); //读第一个字节，高字节(MSB)*(p_value+1)=s_read_byte(ACK); //读第二个字节，低字节(LSB)*p_checksum =s_read_byte(noACK); //read CRC校验码return error; // error=1 通讯错误}/********************************************************SHT11温湿度值标度变换及温度补偿********************************************************/void calc_sth10(float *p_humidity ,float *p_temperature){const float C1=-4.0; // 12位湿度精度修正公式const float C2=+0.0405; // 12位湿度精度修正公式const float C3=-0.0000028; // 12位湿度精度修正公式const float T1=+0.01; // 14位温度精度5V条件修正公式const float T2=+0.00008; // 14位温度精度5V条件修正公式float rh=*p_humidity; // rh: 12位湿度float t=*p_temperature; // t: 14位温度float rh_lin; // rh_lin: 湿度linear值float rh_true; // rh_true: 湿度ture值float t_C; // t_C : 温度℃t_C=t*0.01 - 40; //补偿温度rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //相对湿度非线性补偿rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin; //相对湿度对于温度依赖性补偿if(rh_true>100)rh_true=100; //湿度最大修正if(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //湿度最小修正*p_temperature=t_C; //返回温度结果*p_humidity=rh_true; //返回湿度结果}/********************************************************主函数********************************************************/void main(void){unsigned int temp,humi;value humi_val,temp_val; //定义两个共同体，一个用于湿度，一个用于温度unsigned char error; //用于检验是否出现错误unsigned char checksum; //CRCinit12864lcd();display1();display2();display3();s_connectionreset(); //启动连接复位while(1){error=0; //初始化error=0，即没有错误error+=s_measure((unsigned char*)&temp_val.i,&checksum,TEMP); //温度测量error+=s_measure((unsigned char*)&humi_val.i,&checksum,HUMI); //湿度测量if(error!=0) s_connectionreset(); ////如果发生错误，系统复位else{humi_val.f=(float)humi_val.i; //转换为浮点数temp_val.f=(float)temp_val.i; //转换为浮点数calc_sth10(&humi_val.f,&temp_val.f); //修正相对湿度及温度temp=temp_val.f*10;humi=humi_val.f*10;wendu[0]=temp/1000+'0'; //温度百位wendu[1]=temp%1000/100+'0'; //温度十位wendu[2]=temp%100/10+'0'; //温度个位wendu[3]=0x2E; //小数点wendu[4]=temp%10+'0'; //温度小数点后第一位displaywendu();shidu[0]=humi/1000+'0'; //湿度百位shidu[1]=humi%1000/100+'0'; //湿度十位shidu[2]=humi%100/10+'0'; //湿度个位shidu[3]=0x2E; //小数点shidu[4]=humi%10+'0'; //湿度小数点后第一位displayshidu();}delay(800); //等待足够长的时间，以现行下一次转换}}相关手册资料及源码下载地址：基于51单片机SHT11温湿度传感器检测程序相关资料。

分数：课程：电子测量题目：基于AT89C52的温湿度测试仪任课老师：学生：专业名称：学院名称：学号：二O一四年六月目录引言 (4)1 绪论 (5)1.1 设计的背景概述 (5)1.2 设计的内容 (5)1.3 设计的意义 (5)2 系统的硬件设计 (6)2.1 系统设计方案 (6)2.2 系统硬件介绍 (6)2.2.1 AT89S52介绍 (6)2.2.2 SHT11温湿度传感器的介绍 (9)2.2.3 LCD1602液晶模块介绍 (11)2.3 系统部分硬件电路的设计 (17)2.3.1 主控电路的设计 (17)2.3.2 复位电路部分 (17)2.3.3 AT89S52的系统时钟电路的设计 (17)3 系统软件设计 (18)3.1 系统软件主程序流程 (18)3.2 SHT11数据采集流程 (19)4 Protuse仿真结果 (20)5 程序 (20)6 结束语 (29)基于AT89752的温湿度测试仪作者：学号：摘要：随着科学技术的日新月异，人类社会取得了长足的进步！在居家生活、工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境中的湿度和温度进行测量及控制。

本设计设计了一个的温湿度测量系统。

本系统采用技术成熟的SHT11作为测量温湿度的传感器。

控制系统芯片采用技术成熟，功能强大、价位低廉大众化的AT89S52单片机。

SHT11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。

LED显示电路由AT89S52单片机控制。

最后设计了系统各个功能部分的软件程序。

由本设计课题做成的温湿度检测系统结构简单、价格便宜、量程宽，具有较高的可靠性、安全性及实用性。

关键字：AT89752单片机；SHT11温湿度传感器；LED1206;Abstract：As science and technology, human society has made great progress! In home life, industrial and agricultural production, weather, environmental protection, national defense, scientific research, aerospace and other departments, often need to environmental humidity and temperature measurement and control. The Design of a temperature and humidity measurement system. The system uses sophisticated technology SHT11 temperature and humidity sensor as a measurement. Control system chip technology is mature, powerful, low-priced mass AT89S52 microcontroller. SHT11 digital temperature and humidity sensor is a calibrated digital signal output of the temperature and humidity combined sensor. LED display circuit controlled by a microcontroller AT89S52. Finally, the design of each function part of the system software program. Design issues made by the temperature and humidity detection system is simple, cheap, wide range, high reliability, safety and practicality.Keywords: AT89752 microcontroller; SHT11 temperature and humidity sensor; LED1206;引言随着科技的高速发展，工业水平也随着高速发展了起来。

基于CXA1191和SHT11的无线温湿度监测系统王帅【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2011(19)6【摘要】In order to reduce cost, this paper realized a wireless temperature and humidity monitoring system with CXA1191 and SHT11.Based on the original radio receiving function of CXA1191 and combined with coding technology, the design realized wireless data transmission successfully, and chose SHT11 gathering temperature and humidity. The distinguishing feature of the system is the integrating of radio receiving technology and digital technology, it has high performance and price ratio. It will well meets the wireless temperature and humidity data acquisition needs.%为降低设计成本,利用CXA1191和SHT11实现了一个无线温湿度监测系统.在CXA1191原有的广播接收功能的基础上,巧妙结合编码技术,成功实现了数据无线传输功能,并选择SHT11实现高性能的温湿度采集.系统的特色在于将成熟的广播接收技术与数字技术相融合,具有较高的性价比,很好地满足了无线温湿度数据采集需求.【总页数】4页(P82-85)【作者】王帅【作者单位】湖南怀化学院物理与信息工程系,湖南,怀化,418008【正文语种】中文【中图分类】TN919.72【相关文献】1.基于SHT11的无线温湿度测量系统的研究与设计 [J], 余云飞;余红英2.基于SHT11的温湿度无线测控系统设计 [J], 贺桂芳3.基于SHT11传感器的测控设备温湿度监测系统设计 [J], 庞岳峰;朱巍巍;谢克佳;罗义4.基于无线传感网络的玉米地温湿度监测系统设计 [J], 李位波;何倩;任跃;申如月;王佳;都伟豪;蒲海波;张黎骅;黄成毅5.基于LoRa的农业大棚无线温湿度监测系统设计探究 [J], 郝兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

图 1 系统电路刘胜男，华北电力大学，研究生，研究方向：电力系统及其自动化。

图 2 主程序流程图
AT89C51 相应的 I/O 端口将获得高电平。

键盘主要实现显示界面切换、温湿度报警限值和时间设置三项功能。

这四个开关的功能是：S1 为接口开关键；S2 为逻辑“+”，上翻页，光标向上；S3 为逻辑“-”，下翻页，光标向下；S4 为选择键。

2.3 温湿度测量子程序
传感器工作时，请首先初始化数据传输来启动 SHT11 测量时序。

（1）AT89C51 会发布一组 8 位的测量命令，当 SCK 时钟的下降时，DATA 置为低电平。

（2）相继发送 9 个 SCK 时钟命令来确认任务，DATA 在其下降沿后恢复为高电平。

此时，我们可以看到，单片机可在进入到空闲模式时会自动暂时停止发送时钟序列以准备读取测量数据。

在整个系统测控系统中，定时器 T0 的中断服务程序里显示的是温湿度测量程序。

定时器 T0 为工作模式 1（时间常数较大），定时器周期为 50
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封面作者：PanHongliang仅供个人学习一、课程设计的目的及意义本设计是测控仪器与系统课程综合训练，同学们可以通过理论学习，课题选择，资料查询，软件查阅，软、硬件设计，系统调试等环节，巩固和提高所学的知识和应用水平，进一步学习和领会测控应用系统的开发方式和技巧，提高学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的实际动手能力。

学会提出问题，观察和分析问题，得到最终的科学的方法。

培养团队合作精神，严谨的工作作风，务实的工作态度。

为今后的毕业设计，及从事测控系统的设计与维护奠定坚实的基础。

二、设计内容采用将温度和湿度一起测量，即用一个温湿度传感器SHT11实现。

温湿度传感器SHT11将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集合到一个芯片上，该芯片包括一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙材料制成的温度敏感元件，这两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号，该信号首先进入微弱信号放大器进行信号放大，然后进入一个14位的A/D转换器，最后经过二线串行数字接口输出数字信号，采用数码管显示所测温度和湿度。

三、系统总体设计1、主要功能要求○1温度和湿度传感器均选用模拟类型，并完成其信号放大和传递电路的设计；○2AD转换采用8位并行的AD89C51；○3显示器件选择LED液晶显示；○4温度值和湿度值间隔轮流显示；○5单片机系统采用51单片机系统；○6完成硬件电路的设计和制作；○7完成软件程序的设计；○8完成整个系统的设计、调试和制作；2、整机设计框图及整机概述系统整机框图：图1整机概述转硬件设计4.1单片机采用Programmable俗称单片机。

造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，A TMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

广西科技大学毕业设计（论文）题目：基于SHT11的温湿度监测器设计系别：电气与计算机工程专业班级：自动化姓名：学号：指导教师：职称：二〇一五年五月二十五日摘要随着社会的快速发展，环境中的温湿度对人们的生活日益突出。

本次设计主要是基于SHT11温湿度监测器系统的设计。

根据设计的需要设计出温湿度监测系统。

该系统的主要可以分为单片机，温湿度监测电路，报警电路，LCD12864液晶显示电路以及温湿度上下限设定电路和复位电路等。

系统主要由SHT11采集环境中的温湿度信号通过单片机进行处理，当所采集到的温湿度超过或低于用户所设定的温湿度上下限值时，系统都会快速精确地发出报警指令。

以便于工作人员能够及时的做出相关的应对的准备。

该系统体不仅积小、结构简单、成本低、而且测量精度高、稳定性强是一种多集成技术应用功能于一体的温湿度监测系统。

该系统的使用在现代社会的发展具有重要的作用关键字：温湿度测量；SHT11；单片机；监测报警AbstractWith the rapid development of society, the environment temperature and humidity on people's lives become increasingly prominent. The design is based on SHT11 temperature and humidity monitoring system design. According to design the design temperature and humidity monitoring system. The system can be divided into single-chip, temperature and humidity monitoring circuit, alarm circuit, LCD12864 LCD lower limit circuit and reset circuit on the circuit as well as temperature and humidity. SHT11 collection system consists of temperature and humidity of the environment signal processed by the microcontroller, when the collected temperature and humidity above or below a user-set upper and lower limits of temperature and humidity, the system will quickly and accurately alarm instruction. In order to prepare the relevant staff to make a timely response. The system is the body not only small size, simple structure, low cost, and high accuracy, stability is a multi-functional integrated technology in one of the temperature and humidity monitoring system. Use of this system has an important role in the development of modern societyKeywords:temperature and humidity measurements; SHT11; SCM; monitoring and alarm目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)1 绪论 (4)1.1 选题意义 (4)1.2 环境参数对生物的影响 (4)1.3 温湿度监测的意义 (4)1.4 国内外研究状况 (5)1.5 本次研究的主要内容及任务 (6)1.6 小结 (6)2 系统硬件设计 (7)2.1 系统设计方案 (7)2.2 单片机最小系统 (8)2.2.1 STC89C51单片机 (8)2.2.2 晶振电路 (10)2.2.3 复位电路 (10)2.3 温湿度检测电路设计 (11)2.3.1 SHT11引脚功能 (11)2.3.2 SHT11的基本原理 (12)2.3.4 SHT11通讯复位时序 (13)2.3.5 信号的转换 (14)2.3.6 湿度信号的温度补偿 (15)2.3.3 SHT11温湿度检测电路设计 (15)2.4 LCD12864液晶显示 (16)2.5 报警电路 (18)2.6 小结 (18)3 系统软件设计 (19)3.1 系统主程序设计 (19)3.2 温湿度测量子程序 (20)3.3 12864液晶显示程序设计 (23)3.4 报警程序设计 (24)3.5 按键控制流程设计 (25)3.6 小结 (25)4 系统测试分析 (26)4.1 硬件调试 (26)4.2 软件调式 (27)4.3 小结 (32)5 结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论1.1 选题意义自进入二十一世纪以来人类社会得到了迅速的发展，世界各国工农业现代化建设都趋向于现代化信息化。

基于AT89s52和SHT11传感器的温湿度测量系统设计
研究了基于SHT11 温湿度传感器和单片机技术的智能温湿度测量系统。

系统使用SHT11 温湿度传感器实时采集温湿度数据;同时采用AT 89s52 单片机进行数据的存储和计算等处理;并通过扩展外围电路设计了一个集多种应用功能
于一体的温湿度值检测系统。

该系统具有测量精度高、可靠性强、体积小、成
本低，且使用操作方便等优点。

随着新技术被应用到温湿度测量领域中，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始得到应用。

SHT11 作为新一代的高性
能智能传感器，具有广泛的应用前景。

本设计介绍了SHT11 温湿度传感器的工作原理，并论述了如何利用单片机进行温湿度数据处理以及结合外围电路完成
温湿度监视和控制功能。

1 传感器工作原理
SHT11 智能温湿度传感器的结构如
SHT11 系列传感器的优点为：无需外部模拟电子电路，可直接被微控制
器访问;温度、供电、电容偏差及剩余电流等变化均不影响精度，即使被浸湿也
不会失灵或出现误差。

同时具有长期稳定性，无需再校准，且反应速度快、能
量消耗低，适用于电池供电。

2 硬件设计
设计系统框
2.1 传感器硬件接口电路设计
SHT11 通过两线串行接口电路与单片机连接，具体电路如
设计中在数据线DATA 上加入10 k&Omega;的上拉电阻。

此外，在VDD 和GND 之间跨接一个100 nF 的电容用于去耦滤波。